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    蓄電池結構,外在保護措施及基礎參數


    發布時間:2022-07-13 14:39:58 來源:本站 瀏覽次數:204次
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    01

    電解液

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    高功率鉛酸蓄電池為免維護電池,電池后期維護不需要添加電解液。在生產過程中一般采用貧液技術,正極產生的O2通過超細玻璃纖維隔板通道到達負極進行復合吸收,如果電池內部電解液量過多,壓力增加,導致復合通道受阻,則會增加蓄電池內部氣體壓力,使電池在密封不良的地方產生漏液。



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    02

    安全閥

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    安全閥式蓄電池

    一是電池加酸量過多,電池處于富液狀態,致使O2再化的氣體通道受阻,電池生成的氣體無法復合,內部壓力增大后導致安全閥頻繁開啟,氣體溢出安全閥后在電池外部遇冷,在安全閥周圍冷凝成酸液;

    二是安全閥周圍橡膠墊老化,電池密封性能變化,造成開閥壓力下降,安全閥長時間開啟,酸霧冷凝成液體后造成漏液現象。

    03

    極柱端子

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    極柱漏液的現象在數據中心比較普遍,電池在運行1年后,個別極柱端子就會產生漏液,往往運行5年后,極柱端子漏液問題就非常嚴重了。電池漏液的關鍵原因就是極柱金屬與電池蓋密封膠配合不好,極柱端子在酸性環境中被氧氣腐蝕,電解液在內部氣壓作用下,沿著腐蝕的路徑,流到端子表面產生漏液,這就是俗稱的爬酸現象。



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    04

    電池槽蓋

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    目前電池槽蓋密封有環氧樹脂密封和熱封兩種方式。

    環氧樹脂膠封漏液,主要是膠封控制條件較為嚴格,要求環氧膠配方和固化條件控制要好,否則會造成密封膠與殼體粘結處結合不好,形成漏液通道,造成電池漏液;


    05

    電池槽蓋

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    目前電池槽蓋密封有環氧樹脂密封和熱封兩種方式。

    環氧樹脂膠封漏液,主要是膠封控制條件較為嚴格,要求環氧膠配方和固化條件控制要好,否則會造成密封膠與殼體粘結處結合不好,形成漏液通道,造成電池漏液;


    高功率鉛酸蓄電池漏液的預防措施

    要解決蓄電池組漏液的問題,最核心的是確保鉛酸蓄電池的質量,如保證蓄電池電解液量在一個合理的范圍,確保電池外殼的密封性,以及保證電池槽蓋密封的有效性等。


    01

    絕緣墊

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    數據中心安裝絕緣墊是最簡單有效地防止高功率鉛酸蓄電池短路的一種方法,防止電池漏液流出的腐蝕性液體與電池底部的金屬架間導通引起電氣短路,安裝示意圖如圖1所示。

    該措施實施方便,對于立式安裝的電池具有一定作用,

    絕緣墊目前有阻燃橡膠墊和環氧樹脂板兩種材料。


    阻燃橡膠墊材質為橡膠,材質中添加阻燃劑達到阻燃的效果,橡膠墊因其具有高彈性,所以其抗震性能特別好;橡膠絕緣墊表面阻力大,安裝困難,散熱性能差,但價格比較便宜。

    環氧樹脂墊采用的材質為環氧板,又稱玻璃纖維布,是用環氧樹脂粘合而成加溫高壓制作,在中溫下機械性能高,在高濕下電氣性能穩定,用來防止電池漏液引起的電氣短路,效果十分顯著。相對而言,環氧絕緣板表面光滑,安裝方便,但是價格比橡膠墊貴。


    02

    絕緣護套

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    將金屬承重梁全包裹,如圖2所示,防止漏下的腐蝕性液體將電池與架間導通,發生電氣短路。絕緣護套也可以叫作U型卡槽或承重梁護套。材質選阻燃PVC、ABS或PP等塑料材質,光滑、耐磨、抗壓力好,安裝方便。且不影響電池上下層通風散熱。缺點是不能承接液體,液體量大會流到下層電池上產生腐蝕。絕緣護套需要根據承重梁形狀專門定制開塑料模具。


    03

    防漏液托盤

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    托盤厚度設計要有一定的強度以承受電池重量;托盤內底部設計導流筋條,使電解液向托盤四處擴散,避免一處電解液沉積過多,使電池長期浸泡在電解液中;托盤材料采用阻燃ABS或其它阻燃塑料材料,保證托盤的阻燃性能,可以一定程度上阻止電池因電氣短路引發的燃燒。缺點是針對每個型號電池要專門定制塑料模具。防漏液托盤安裝示意圖如圖3所示。



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    近年來,因鉛酸蓄電池漏液引起的數據機房事故并不少見,漏液對整個系統安全運行造成的危害十分嚴重。所以在數據中心機房日常維護中,了解鉛酸蓄電池漏液現象造成的危害、產生的原因及應對措施是非常有必要的。


    蓄電池的主要參數

    01

    容量

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    電池容量是指電池儲存電量的數量,以符號C表示。常用的單位為安培小時,簡稱安時(Ah)或毫安時(mAh)。
    電池的容量可以分為額定容量(標稱容量)、實際容量。


    (1)額定容量

    額定容量是電池規定在在25℃環境溫度下,以10小時率電流放電,應該放出最低限度的電量(Ah)。


    (2)實際容量

    實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積,單位為Ah。



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    02

    能量

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    電池的能量是指在一定放電制度下,蓄電池所能給出的電能,通常用瓦時(Wh)表示。


    03

    循環壽命

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    蓄電池經歷一次充電和放電,稱為一次循環(一個周期)。在一定放電條件下,電池工作至某一容量規定值之前,電池所能承受的循環次數,稱為循環壽命。


    傳統固定型鉛酸電池約為500~600次,起動型鉛酸電池約為300~500次。閥控式密封鉛酸電池循環壽命為1000~1200次。影響循環壽命的因素一是廠家產品的性能,二是維護工作的質量。固定型鉛電池用壽命,還可以用浮充壽命(年)來衡量,閥控式密封鉛酸電池浮充壽命在10年以上。


    04

    儲存性能

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    蓄電池在貯存期間,由于電池內存在雜質,如正電性的金屬離子,這些雜質可與負極活性物質組成微電池,發生負極金屬溶解和氫氣的析出。


    又如溶液中及從正極板柵溶解的雜質,若其標準電極電位介于正極和負極標準電極電位之間,則會被正極氧化,又會被負極還原。所以有害雜質的存在,使正極和負極活性物質逐漸被消耗,而造成電池喪失容量,這種現象稱為自放電。


    05

    電池電動勢、開路電壓、工作電壓

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    電動勢與單位電量的乘積,表示單位電量所能做的最大電功。


    電池工作電壓是指電池有電流通過(閉路)的端電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負載后,由于歐姆電阻和極化過電位的存在,電池的工作電壓低于開路電壓。


    06

    內阻

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    電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包括電化學極化與濃差極化。內阻的存在,使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓,充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。電池的內阻不是常數,在充放電過程中隨時間不斷變化,因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。


    歐姆電阻遵守歐姆定律;極化電阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關系,常隨電流密度的對數增大而線性增大。



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