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UPS蓄电池的主要技术指标
在衡量UPS电池的指标中,电池的额定电压和额定容量是两个常用的技术指标。例如,日本汤浅NP6—12型蓄电池的额定电压为12V,额定容量是6Ah/20h;德国阳光A406/165型蓄电池的额定电压为6V,额定容量是165Ah/20h。
电池的容量是指充足电的电池放电到终止电压时输出的电量。在恒流放电的情况下,容量 Q=It? 式中 Q——电池放出的电量,Ah;?
I——放电电流,A; ?
t——放电时间,h。
所谓终止电压指电池低于这一规定的电压时,电池就无法正常工作的电压。换言之,电池在低于终止电压的情况下继续放电使用,可能会造成电池性损坏。电池的额定容量或标称容量用字母C表示。例如,额定容量为6Ah的电池,C=6Ah;额定容量为24Ah的电池,C=24Ah。
容量的概念实质是电池能量转化的表示方式。例如,考虑到电池的端电压E=12V在实际使用时保持近乎不变的事实及输出能量表达式W(t)=IVt=IEt,6Ah从能量效果的角度,可理解为NP6—12型蓄电池在保持端电压不变的情况下释放能量,若以6A电流放电可释放1h或以1A的电流放电6h。
二、放电制与放电速率
在研究电池时,常常规定统一的放电时间,称为放电制。利用给出的放电制就能通过额定的容量求出放电电流。放电电流(A)=电池的额定容量(Ah)/放电制时间(h),为了对容量不同的电池进行比较,放电电流不用值(安培)表示,而用额定容量C与放电制时间的比来表示,称作放电速率或放电倍率。20h制的放电速率就是C/20=0.05C,单位为A。
上述NP6—12型电池的容量指标6Ah是在20h制的放电速率,即0.05C放电速率下测定的。对于NP6—12型电池,0.05C等于0.3A的电流。
三、测试UPS蓄电池
测试UPS电池的目的是确定该电池是否满足UPS电源的使用要求。这在更换UPS电池和判定原有UPS电池是否失效时是必须的。
在实际维修UPS时,一般的UPS电源对电池的要求:满足原来使用电池的端电压;电池应具有在启动放电瞬间就能输出大电流的特性;满足一定容量和内阻,以保证逆变供电的时间。
从以上UPS电源对电池的要求可见,单凭测量UPS电池的端电压是不能确定电池好坏的。
1.测量UPS电池的端电压
(1)离线测量电池的端电压
离线测量电池的端电压是指电池在脱离原连接线路的情况下,使用万用表的DC电压档或电压表直接测量电池两端的电压。被测电池端电压为12V左右,低不能低于10.5V。不足10.5V的电池即为欠压或可能已失效的电池。若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V,即为失效电池。
(2)在线测量电池的端电压
在线测量电池的端电压是指在UPS电源工作的情况下,使用万用表的DC电压档或电压表测量电池两端的电压。市电供电状态的UPS,由于电池处于充电状态,端电压大于12V。当电池的端电压下降到10.5V时,正常的UPS电源会启动机内的电池欠压自动保护电路,使UPS进入既无市电供电又无逆变供电的保护状态。
2.测试UPS电池是否具有启动瞬间输出大电流的特性
后备式UPS电源由市电供电向逆变供电的切换时间要求小于7ms,一般设计为4~5ms左右。这就是说,一旦市电供电中断,UPS电池必须在小于4~5ms时间内输出负载所需的电流。有些失效的电池能够满足端电压和容量的要求,但不能在少于4~5ms内放电电流达到大电流的要求。由这种电池造成的UPS故障表现为:UPS在空载或轻载时能逆变切换成功,增大到正常负载时逆变失败。
3.判别UPS电池的内阻和容量
质量良好的UPS电池内阻在20~30mΩ左右,当内阻超过80mΩ时,需要对电池做均衡充电处理或活化处理。电池内阻的增大,必然伴随实际输出能量的降低,从而表现为电池的容量减小。还有造成电池的容量减小其他因素,如电解液损失等。
测试电池内阻是否增大,决不可用万用表的电阻档直接测量,应采用间接测量计算的方法,实际维修时可用如下简单方法判别电池的内阻是否增大:
用一节好的电池和一节怀疑内阻增大的电池做串联充电实验(如在500VA的UPS中两节12V电池串联使用)。在充电过程中测量对比两节电池的端电压,内阻增大的电池获得的充电电压比好电池高,充电电压差别大小反映出内阻差别的程度。
若电池仅仅是容量不足,则主要表现为UPS可逆变供电的时间缩短,而UPS的带载能力、市电供电与逆变供电之间的切换等都不受影响。
四、科学使用UPS蓄电池
科学使用UPS电池就是要明确电池的正确使用方法,延长电池的寿命,使之发挥大的作用。
1.控制好充电电压,防止过压充电
对于端电压为12V的电池,正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。浮充电压过低,电池充不满,浮充电压过高,会造成过压充电。当浮充电压超过14V时,即认为是过压充电。过压充电会导致电解液中的水被分离成氢和氧气而溢出,使电池的寿命缩短
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