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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(guò)程中,電圖2連接松動(dòng)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(lèi):

??①生產(chǎn)過(guò)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(shí)發(fā)現的缺陷。在使用中產(chǎn)生漏液現象;

??②運輸或者安裝過(guò)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(shí)排除;

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

??圖4為蓄電池漏液的場(chǎng)景。

??一般來(lái)說(shuō),UPS的接地系統應符合IEC60346標準關(guān)于低壓接地系統的規定。這就意味著(zhù)對于大部分UPS來(lái)說(shuō),電池組的中心線(xiàn)和電池架都是接地的。所以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(shí),電池組間就會(huì )形成短路從而引發(fā)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(dòng)可以通過(guò)外觀(guān)的查看和定期巡檢發(fā)現。但這些手段終究不能再故障發(fā)生的時(shí)候就立即發(fā)現,所以很多時(shí)候發(fā)現問(wèn)題之時(shí)可能也是事故發(fā)生之日。

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

??(1)蓄電池間連接松動(dòng)

??圖5中蓄電池是某運營(yíng)商分公司單組24節蓄電池的實(shí)時(shí)采集的電池正常運行時(shí)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(shí)間后,如果連接條松動(dòng),會(huì )引起蓄電池的接觸電阻增大,勢必也會(huì )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(dòng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,將#21池的螺母擰松后再次測試電池內阻,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(dòng)的直接關(guān)系。由此可見(jiàn),通過(guò)監控電池之間的連接電阻,并對采集到的數據進(jìn)行分析判斷,可以判斷電池是否有連接松動(dòng)的風(fēng)險,預防火災的發(fā)生。

??(2)蓄電池熱失控

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

??①蓄電池智能管理系統7x24h實(shí)時(shí)監控蓄電池的狀態(tài),當系統發(fā)現電池的浮充電壓過(guò)高或者均充時(shí)間過(guò)長(cháng)時(shí)都會(huì )產(chǎn)生相應的告警推送給相關(guān)運維人員,運維人員根據系統的維護指引進(jìn)行相應的處理,可以有效的防止電池過(guò)充電;

??②通過(guò)蓄電池智能管理系統實(shí)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(mǎn)電時(shí),自動(dòng)停止充電,避免造成電池組過(guò)充電。對于浮充場(chǎng)景,在電池不放電情況下,系統應定期補充電來(lái)補償電池因自放電而損失的電量。當電池充滿(mǎn)電后,系統自動(dòng)終止充電,避免因持續浮充電造成的過(guò)充電,使得電池組始終保持其佳的狀態(tài),并且有效延長(cháng)了電池使用壽命;

??③蓄電池智能管理系統通過(guò)對電池充電進(jìn)行智能管理。當電池接近充滿(mǎn)的狀態(tài)下,如果檢測到環(huán)境溫度出現異常升高的現象,系統下發(fā)指令并通過(guò)智能控制模塊使電池進(jìn)入休眠模式(無(wú)充電電流),當電池溫度下降到正常狀態(tài)后,再繼續對電池進(jìn)行充電。這樣可以有效的防止溫度和電流的互相促進(jìn)形成的惡性循環(huán),從而杜絕熱失控的發(fā)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(gè)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(yōu)點(diǎn)是UPS電池基本上是與地隔離的,所以在直流電源通路與地之間沒(méi)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(lèi)隔離輸入型的UPS,由于直流電源通路與地之間沒(méi)有電氣連接,所以正常情況下正、負直流母線(xiàn)對地的絕緣電阻應為無(wú)窮大;而如果當直流電路中發(fā)生接地故障時(shí),而不管在系統直流回路中的哪一點(diǎn)發(fā)生接地故障,都會(huì )引起系統母線(xiàn)絕緣電阻的降低。

??表1為實(shí)驗室搭建的隔離輸入型UPS環(huán)境,漏液前后系統母線(xiàn)絕緣電阻值和漏電流值的變化。

??所以可以對直流輸出與地的絕緣電阻進(jìn)行檢測,通過(guò)正負極母線(xiàn)對地絕緣性能的變化,判斷是否發(fā)生電池漏液或者其他接地故障。

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