UPS蓄电池维护措施及放电时间浅谈

李静 刘青　刘淑娜　王波　李芳芳

摘要：本文简要介绍UPS原理及在维护UPS蓄电池过程中我们应该注意的事项，并着重介绍UPS蓄电池放电时的问题。

关键词：UPS蓄电池；放电

UPS是不间断的电源，是一种电源储能装置，是以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不问断电源，主要是用于给汁算机网络系统或其他电力电子设备提供不问断的电力供应。不间断电源是电厂关键设备的保卫卫士，他的到来是电厂的新的革命。现代工业一旦断电，企业将无法运行，仪表、计算机将无法显示，UPS将消除市电供电质量差，晃电频繁，电压波动大的危害性，大大提高供电的连续性，所以说它具有很大的重要性。

一.UPS的工作原理

UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压，稳频输出的电源保护设备。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后给负载使用。同时对机内电池充电，把能量储存在电池里，当市电中断或输入故障时，UPS即将机内电池的能量通过逆变转换为交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软，硬件不受损坏。

二.电池放电介绍

蓄电池是UPS的心脏，不管UPS电路多么先进，其性能最终取决于它的电池，一旦电池失效，再好UPS也无法提供不问断供电。目前，UPS一般都使用免维护密封铅酸蓄电池，由于采用阴极吸收式密封技术，克服了普通蓄电池需要定期补水的缺点，具有“免维护”、使用方便、不污染环境、体积小、重量轻的优点。它使用高氢过电位的板栅材料，减少了电池在存放和充电过程中的气体分解。正极表面的超细玻璃纤维膜，阻止了活性物质脱落，提高了电池的寿命。安全阀的使用使蓄电池很少产生气体，又可使已产生的氧气被负极铅所吸收，使蓄电池无水的损失，达到了密封免维护的目的。

免维护蓄电池的工作原理与普通铅蓄电池相同。放电时，正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状铅与电解液内的硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸铅则沉淀在正负极板上，而水则留在电解液内；充电时，正负极板上的硫酸铅叉分别还原成二氧化铅和海绵状铅。免维护蓄电池，由于其负极板上的硫酸铅含量比正极板上多，因此，充足电时正极板的硫酸铅全部转变成了二氧化铅，而负极板用来产生氧气，被用于使多余的硫酸铅转变成海绵状铅。同时，在正极板上所产生的氧气也不会外逸，而是迅速与负极板上的活性物质（海绵状铅）发生反应生成二氧化铅，再与电解液中的硫酸反应变成硫酸铅和水。因此从理论上讲，免维护蓄电池即使被过充电时，其电解液中的水也不会散失。

1）、电池种类简介：

碱性蓄电池

酸性蓄电池

2）、电池反应原理：

铅蓄电池内的阳极（Pbo2）及阴极（Pb）浸到电解液（稀硫酸）中，两极间会产生2V的电力。这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化：

（阳极）（电解液）（阴极）（阳极）（电解液）（阴极）

PbO2+2H2SO4+Pb…>PbSO4+2H20+PbSO4（放电反应）

（过氧化铅）（硫酸）（海绵状铅）

（阳极）（电解液）（阴极）（阳极）（电解液）（阴极）

PbSO4+2H20+PbS04--->PbO2+2H2S04+Pb（充电反应）

（硫酸铅）（水）（硫酸铅）

3）放电中的化学变化

蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应，生成新化合物“硫酸铅”。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。

4）充电中的化学变化

由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸，铅及过氧化铅，因此电池内电解液的浓度逐渐增加，亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢。

5）温度与实际容量基本成正比关系储藏寿命与温度基本成反比，超过25度，温度每升高l0度，寿命减少一半。长期闲置电池每3-4个月充放电一次。放电终了电压不低于10.5伏，免维护蓄电池的使用寿命还与放电温度有关。放电深度：实际释放安时数/标称容量

100%寿命为200～250次。

50%寿命为500～600次。

3O%寿命为1200次以上。

目前厂家设计方案中UPS在满载或半载时，电池放电深度达33%式自动关机，但在过渡轻载下，（小于0.05C）以下时，放到自动关机，则电池会放电过度，因此，小电流长时间放电状态要避免。

举例：

我厂的ups，输入电压三相380v，输出电压三相380v容量30kva，电池规格38ah，12v，48节，放电电流i=0.4*38=15.2a，放电时间t：0.4+38/i=15.2/15.2=60min，放电电阻炉功率p=48*12v*15.2a/t=8755.2/1=8755.2w=8.7kw

三.UPS电池使用注意事项

1、电池活化操作

原则：改善充放电特性，又不减少电池使用寿命。

操作方法：

1）、全面清扫UPS，重点风扇部位，有无异常。（声音震动气味）

2）、了解UPS输出功率，电池数量及电池额定电压、容量。

3）、检查电池端电压有无异常，（指相差过大，电压过第l0.5V）如果有异常则需进一步检查，测内阻1O～30毫欧，超过200毫欧则需更换。

4）、放电过程中注意监测电池电压，放电终了时一般单节电压不应低于

l1.5V自动关机时总电压不应低于10.5NV。

2、所有UPS中的蓄电池实际可供使用的容量与蓄电池的放电电流大小、蓄电池的环境工作温度、贮存时间的长短及负载性质（电阻性，电感性、电容性）密切相关。如果不能正确地使用UPS，往往会造成蓄電池实际可供使用的

容量仅为蓄电池标称容量的很小一部分，为此用户在使用蓄电池时需注意。

3、蓄电池的过度放电和蓄电池长时间的开路闲置不用，都会使蓄电池的内部产生大量的硫酸铅，并被吸附到蓄电池的阴极上，形成所谓的阴极“硫酸盐化”。其结果是造成电池内阻增大，蓄电池的可充放电性能变坏。目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为3—5年。

4、有的用户采用降低UPS实际负载功率或增大蓄电池容量的办法来延长蓄电池的放电时间。

5、保护好蓄电池UPS的一个非常重要的组成部分就是蓄电池。目前，多数中小型的UPS都采用无需维护的密封式铅酸蓄电池虽然表面上它不需要维护，但照顾不周，同样会出毛病，何况这种电池还挺贵。来自UPS维修部门的数据表明：约30%的UPS损坏实际上只是电池坏了。所以，维护UPS的关键是维护蓄电池。

6、定期维护。必须定期（三个月）人为中断市电，使UPS带负载放电。因为长期没断过电，所以你一直以为它是在正常工作的，而实际上一旦断电，它只能提供很短的延时甚至根本没有延时，原因就是蓄电池长期处于浮充的充电状态。

四.结语

目前我公司重点车间都配有中小型UPS，它的技术在我厂被广泛的应用，作为维护的单位，在本职工作中每天定时都对UPS巡检、维护，发现问题及时处理，确保了设备的正常运行，为总厂可靠供电提供的保证。