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蓄電池漏液

??鉛酸蓄電池漏液指的是電池在使用過程中,電圖2連接松動引起的火災池表面有電解液滲出。蓄電池漏酸的原因一般可分為三類:

??①生產過程中的結構性密封損傷,如極柱和外殼焊接或粘接面存在未能及時發現的缺陷。在使用中產生漏液現象;

??②運輸或者安裝過程中的不當操作,引起的蓄電池外殼顯性或者隱形的損壞,并而未及時排除;

??③充電設置不合理,使電池組長期過充電導致極板生長,外殼破壞,導致的漏液。根源還是過充電。

??圖4為蓄電池漏液的場景。

??一般來說,UPS的接地系統應符合IEC60346標準關于低壓接地系統的規定。這就意味著對于大部分UPS來說,電池組的中心線和電池架都是接地的。當電池組中有電池出現漏液,并且漏出的電解液流到電池架時,電池組間就會形成短路從而引發事故。

??3 故障的檢測與預防

??對于以上故障,比如電池的明顯漏液和電池連接的松動可以通過外觀的查看和定期巡檢發現。但這些手段終究不能再故障發生的時候就立即發現,很多時候發現問題之時可能也是事故發生之日。

??那么有沒有辦法從根源上進行預測,或者有效延緩呢?對于連接條總動,可以通過電池的連接電阻和溫度變化來檢測。對于熱失控,從上面的原因分析我們可以得出一個引發這些故障的重要的一個原因就是過充電。如果能延緩或者杜絕過充電的發生,那么也就意味著可以做到有效的延緩和提前預防事故的發生。而對于電池漏液,可以通過監測電池輸出對地的絕緣性能和電池漏電檢測來判斷。

??(1)蓄電池間連接松動

??圖5中蓄電池是某運營商分公司單組24節蓄電池的實時采集的電池正常運行時的內阻數據。從圖中可以看出,蓄電池組單節電池的內阻屬于正常范圍,且一致性較好,內阻值均在0.2～0.3mΩ之間。

??電池投運一段時間后,如果連接條松動,會引起蓄電池的接觸電阻增大,勢必也會引內阻的測試值增大。為驗證內阻(包括連接內阻)與連接松動的關聯關系,將#21池的螺母擰松后測試電池內阻,測試結果如圖6所示。

??#21蓄電池內阻前后的變化之大,明確了內阻(包括連接內阻)與連接松動的直接關系。通過監控電池之間的連接電阻,并對采集到的數據進行分析判斷,可以判斷電池是否有連接松動的風險,預防火災的發生。

??(2)蓄電池熱失控

??蓄電池的熱失控主要是由于電池的過充和高溫引起的,只要能夠避免電池過充以及高溫就能有效的防止電池發生熱失控。

??①蓄電池智能管理系統7x24h實時監控蓄電池的狀態,當系統發現電池的浮充電壓過高或者均充時間過長時都會產生相應的告警推送給相關運維人員,運維人員根據系統的維護指引進行相應的處理,可以有效的防止電池過充電;

??②通過蓄電池智能管理系統實現了精細化的充電管理,系統需準確測量并計算電池的充放電量,當系統檢測到電池充滿電時,自動停止充電,避免造成電池組過充電。對于浮充場景,在電池不放電情況下,系統應定期補充電來補償電池因自放電而損失的電量。當電池充滿電后,系統自動終止充電,避免因持續浮充電造成的過充電,使得電池組始終保持其佳的狀態,并且有效延長了電池使用壽命;

??③蓄電池智能管理系統通過對電池充電進行智能管理。當電池接近充滿的狀態下,如果檢測到環境溫度出現異常升高的現象,系統下發指令并通過智能控制模塊使電池進入休眠模式(無充電電流),當電池溫度下降到正常狀態后,再繼續對電池進行充電。這樣可以有效的防止溫度和電流的互相促進形成的惡性循環,從而杜絕熱失控的發生。

??(3)蓄電池漏液電氣檢測

??①隔離輸入型UPS

??常用的UPS拓撲結構包含一個輸入隔離變壓器,用于調節整流器的輸入電壓,并將整流器與電源隔離。這種設計的優點是UPS電池基本上是與地隔離的,在直流電源通路與地之間沒有電氣連接。圖7為帶隔離變壓器的UPS輸入電路圖。

??對于此類隔離輸入型的UPS,由于直流電源通路與地之間沒有電氣連接,正常情況下正、負直流母線對地的絕緣電阻應為無窮大;而如果當直流電路中發生接地故障時,而不管在系統直流回路中的哪一點發生接地故障,都會引起系統母線絕緣電阻的降低。

??表1為實驗室搭建的隔離輸入型UPS環境,漏液前后系統母線絕緣電阻值和漏電流值的變化。

??可以對直流輸出與地的絕緣電阻進行檢測,通過正負極母線對地絕緣性能的變化,判斷是否發生電池漏液或者其他接地故障。

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