浅谈VRLA电池的维护与测试方法

刘国生 张振杰 巩锐

【摘要】 VRLA（阀控式密封铅酸蓄电池）电池由于自身优点在通信系统得到广泛的应用，相比早期铅酸蓄电池，VRLA日常维护要求更高，本文讨论了在日常维护中VRLA电池运行的参数设置，详细介绍了VRLA电池容量检测方法，意在为VRLA电池的日常维护提供有意义的参考。

【关键词】 VRAL 运行参数设置 容量检测

一、前言

阀控式密封铅酸蓄电池，即VRLA电池由于具有成本、原材料来源广泛等优点 在很多行业得到了广泛应用。在通信系统中，VRLA电池作为备用电源被称为直流系统的最后一道屏障，可见其在通信系统中的重要性[1]。

VRLA电池在应用初期曾被宣传为“免维护”电池，这给用户造成一定的误解，实际上这是相比早期开放式铅酸蓄电池定期加水、补酸、调整酸液比重等工作环节来讲的[2]，在VRLA电池的日常使用中，对其维护的要求还比较高，因为这与电池的使用寿命、运行性能都密切相关。

二、VRLA电池运行的参数设置

对于电池的运行参数设置来说，其关键就是要保证电池放电时不过放；充电时又能保证及时被充足却又不被过充。其中主要的参数如下。

2.1 浮充电压

对于VRLA电池的浮充电压 ，各生产厂家的规定略有差别，这取决于其各自的生产技术。因此，在设定浮充电压时要根据厂家提供的数据。另外，电池的浮充电压与环境温度有很大的关系[3，4]，当环境温度较高时，电池的充电电流会增大，造成充电容量大于电池自放电损失的容量，引起电池寿命缩短；温度较低时，电池的充电电流变小，易造成电池充电不足。因此，浮充电压要进行温度补偿加以调整，每只电池的补偿系数设置为-3mV/度左右。

2.2 均充电压

VRLA电池在长时期的运行或放电后，都要进行均衡充电[5]，以使电池在短时间内充足损失的容量，以利于下次放电。电池均衡充电时的充电电压叫均充电压，其设定值也以厂家规定的为基准，一般取2.35V/只 ，温度补偿系数为-5mV/度/节。

2.3 均充限流值

在电池充电时为了保护电池需要对充电电流进行限制，正常情况下充电限流值为0.1C10（A）。在特殊情况下，为了加快电池的充电过程 ，减小充电时间，可将充电限流值提高到0.25 C10（A）。

2.4 均浮充转换条件

当VRLA电池放电后，电池需要从浮充转换为均充状态，否则电池可能在一定时间内不能被完全充足。据有关资料显示，当电池100%放电后，如果用浮充电压进行充电，则电池被完全充足至少需要一个月的时间。目前，开头电源对电池的均浮充转换有三种方式：第一种是根据电池的放电容量来判断，当放电容量超过一定值时（如20%），下次来电时开关电源自动进入均充；第二种是根据充电电流的大小来判断电池是否要转入均充。如一般设置充电电流大于0.05C10（A），则开关电源进入均充状态；第三种是定时方式，即每隔一定的时间（一般为3个月），电源设备自动按设定好的均充电压及均充时间对电池进行充电。

2.5 放电终止电压

为了保护电池，电池在放电时都需要设定最低的放电电压，即终止电压，而终止电压与电池的放电电流（即设备负荷）密切相关，这就需要参阅厂家给出的电池放电率与终止电压对应图表去做出相应设置。

三、VRLA电池容量检测

VRLA电池容量检测分为定性检测和容量检测。定性检测中常用的是依据端电压和电导值来判断，容量检测有安时法、核对性测试两种。

3.1 定性检测

3.1.1 根据电池端电压的一致性来判断故障电池

根据国网电源维护规程的要求，一组电池的单体端电压不允许超出电池平均单体电压的±50mV，超出此范围的电池可能由没有正常充电或电池故障引起。但由于VRLA电池浮充电压受电池内部自放电的影响，单体电池浮充电压的偏移范围较大，因此这种方法检测的结果会存在误差。因此经常出现过，浮充端电压正常，而放电时电池不能放电的情况，所以这种检测方法不能准确地判断电池的好坏。

3.1.2 根据电池电导值判断电池的好坏

因电池的电导值与电池容量有紧密的关联性， 因此用电池的电导可以判断电池的好坏。一般情况下，当电池浮充时的电导值大于等于其参照值的65%，可判断为健康电池；而小于等于参考电导值的55%时，可判断为故障电池。所以在实际测试过程中，可以选择一组电池组的平均电导值作为参考值。电导测试虽然判断范围过大，不利于准确地判断故障电池，但因其测试简单，省时、省力，用于定性判断电池好坏还是非常有效的。

3.2 容量检测

3.2.1 安时法

所谓安时法，就是在一定的条件下对电池进行放电，根据放出容量的多少来判断电池的好坏。安时法又可分为离线式和在线式两种。

所谓离线式测量，是指蓄电池脱离通信系统，采用假负载进行容量检测，这种方法的优点是测试数据准确（反映测试当时的电池容量），但也存在操作复杂、风险较大的缺点，且无法预测电池组未来的容量和性能。

所谓在线式测量法，是指在实际运行中对蓄电池进行容量检测。用这种方法放电的电流取决于负载，而负载电流无法自由调节。这种方法因蓄电池组始终未脱离系统，因此其操作方便、安全性高，缺点是放电电流受到限制，测试数据还需再进行容量换算，才具有实际意义。

3.2.2 核对性容量试验法（即对比法）

将蓄电池组对实际负载进行在线式放电，蓄电池放电前后要记录每只电池的端电压、放电时间等，放出额定容量的30%-40%为止。然后根据记录的数据作出放电曲线，留作以后再次测试时作为比较。这种方法相对简单，但需要进行长期连续的跟踪、对比，其测试数据才比较可靠。如果仅仅是通过核对性放电的曲线与标准曲线进行比较，由于每次放电电流存在差异，所以测试结果的可靠性会进一步降低。

通过以上比较可知，目前所常用的几种VRLA电池测试方法中单独的任何一种都难以准确、高效地确定电池的容量与好坏，只有针对不同的维护对象和所需维护目的，综合利用上述测试方法，才能保证蓄电池的维护质量，确保通信系统的安全供电。

四、展望

要做好蓄电池的维护，传统的方法是巡检，在巡检过程中重点注意蓄电池壳体外观检查、环境温度的变化以及放电深度的控制。随着智能电站的建设， 部分变电站已实现对蓄电池的远程监测。张志军等[6]就对通信电源集中监控管理系统的构建做了较为详细的介绍，通过实时监测蓄电池组的各项性能指标，维护人员可依据检测的数据较为准确地判断蓄电池组或单体的运行状况，采取及时有效的措施确保蓄电池处于良好运行状态，保障电力通信设备的不间断运行。

参考文献

[1]李克民.蓄电池是通信电源技术维护工作中的重中之重[J].电信技术.2004，5，3-6

[2]周亚光.通信电源蓄电池组的日常巡检和测试[J].电源技术.2007，3（31），244-246

[3]孟秋宁.移动通信电源中蓄电池组的运行与维护[J].无线互联.2002.3.24-25

[4]马宜静.低温对蓄电池容量影响的分析[J].电源技术.2011.28（4）.68-70

[5]李生广.影响蓄电池寿命的主要因素[J].信息通信.2011.（112）.133-135

[6]张志军，方萍。通信电源集中监控管理系统的构建[J].新疆电力，2006，3，56-59