试论UPS蓄电池的维护与保养

试论 UPS蓄电池的维护与保养

程浩

摘要：不间断电源是一种常用的办公自动化辅助设备，与其配套的蓄电池一般分为UPS蓄电池、UPS蓄电池具有免维修、成本低等优点。虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门维修，但这种电池在体系统中属于平均无故障时间最短的一种，如果能够正确使用和维护，就会延长其使用寿命，从而提高工作效率。笔者对UPS蓄电池的维护与保养方面进行探讨，希望能为大家带来参考价值。

关键词：UPS蓄电池；维护；保养；充放电

引言

随着现代化科学技术的快速发展与进步，现阶段大多数通信设备UPS电源使用的是密封免维修保养的铅酸电池。UPS蓄电池具有寿命长、高性能、无污染、安全可靠以及免维修的优势。其应用的范围也随着技术的进步而愈加广泛，而基于该电源系统下所实施的储能功能，能够使电能与化学能之间的相互转换更加有效的实现。此外，该电源系统最重要功能就是能够保证供电过程的连续性，因此，若想确保UPS的可靠性，必须做好蓄电池的维护保养工作。

一、UPS蓄电池的工作原理及选型配置

（一）UPS蓄电池原理

铅酸蓄电池的负极材料是铅（Pb），正极材料是二氧化铅（PbO₂），电解液是硫酸（H₂SO₄）溶液。在使用直流电源对电池充电时，正极上会发生氧化反应：

PbSO₄+2H₂O→PbO₂+4H⁺+SO₄^2－+2e

负极上会发生还原反应：

PbSO₄+2e→Pb+SO₄^2－

随着不断的充电，正极会不断释放电子，电位会逐渐更正；负极则不断累积电子，电位会逐渐更负。蓄电池放电过程和充电过程是完全相反的两个过程，随着不断放电，正极会不断积累电子，电位慢慢降低，负极则不断释放电子，电位慢慢变高。蓄电池在不断放电的过程中，会将化学能逐渐转化为电能释放给负载。

（二）充放电过程

阳极和阴极在蓄电池外电路接负载后，会发生下面的化学反应，主要是因为阳极和阴极浸到了电解液稀硫酸中。

PbO₂+2H₂SO₄+Pb 2PbSO₄+2H₂O

二价铅离子Pb²⁺、硫酸根负离子SO₄^2-是正极板上硫酸铅在外界电流作用下通过离解得到的；游离于正极板周围的二价铅离子Pb²⁺由于外电源持续从正极吸取电子，会持续释放出两个电子作为补充，从而形成四价铅离子Pb⁴⁺；此后，在正极板上生成的二氧化铅PbO₂是通过与水发生反应得来的；二价铅离子Pb²⁺、硫酸根负离子SO₄^2-是负极板上硫酸铅在外界电流获得电子得到的，因此二价铅离子Pb²⁺被中和为铅（Pb）游离，并以绒状铅依附在负极板上。

正极中产生的游离氢离子H⁺、硫酸根离子SO₄^2-和负极中产生的硫酸根离子SO₄^2-，都是在电解液中产生的，而氢离子H+游离至负极、硫酸根离子SO₄^2-游离至正极是在电场作用下形成的，进而形成电流。在后期充电的外电流作用下，溶液还会产生水电解反应：

2H₂O 2H₂↑+O₂↑

（三）铅硫酸电池充电后电解液的变化

从电化学反应可以得出，铅酸蓄电池在充电过程中会持续耗费电解液中的水分子，持续生产硫酸分子，使得溶液比重提升。水分子在放电时会渐渐增多，硫酸分子会持续减少，溶液比重会下降。所以，在现实工作中，可以依据电解液的比重变化来评判铅酸蓄电池的充电情况。

（四）选型配置

蓄电池是UPS电源的核心部位，其质量好坏直接影响到UPS电源后备的供电时间。现阶段，使用最为广泛的蓄电池为密封铅酸蓄电池，而对于免维护的密封铅蓄电池的选型也是保障UPS电源正常运作的关键环节。工作人员应根据机房的预留空间、承重能力以及自身的经济条件等多方面因素综合考虑进行型号选择，同时也必须强调蓄电池的安全性和可靠性，避免在使用过程中出现电解液泄露、电池膨胀或者电池破损等情况的出现。此外，蓄电池的选型最应引起重视的部分就是典型的放电性能，要求其在发电过程中保持电压稳定以及平台安全，同时也要具备良好的耐冲击性以及耐压性。在UPS电源工作过程中，若遇到市电供应中断的现象，蓄电池必须在预定时间之内做出反应，向机内的逆变器供应充足的直流电源，以确保在电压负载的情况下保证电压的稳定，不至于下降到放电电压的标准值之下。

二、蓄电池的维护与保养

蓄电池在UPS电源的整个系统的诸多设备当中，占据了很大一部分的维护保养成本，因此，需要加强对蓄电池实施维护保养的重视程度，进而使维护不当的现象进行有效的规避，避免发生蓄电池出现故障问题，从而使运行成本进行了降低。如果针对蓄电池实施的维护、更换太过于频繁，不仅会严重影响到供电系统在运行过程中的正常使用，而且还会大幅度增加成本费用，相比于蓄电池而言，对其实施维修与更换所产生的高额成本费用，因而针对蓄电池实施相应的维护与保养工作，要更加具有经济性。因而需要注意以下几个方面的有效控制：

（一）重视温度的影响

工作环境的温度对于蓄电池的影响是极为重要的，因而需要针对这一问题实施严格的控制，蓄电池所处的工作环境温度在15℃-30℃范围之间的时候，能够将自身的最大效率实施有效发挥，过高或过低的温度都会使蓄电池在容量与寿命等方面产生影响。

（二）重视日常检查维护

设置蓄电池参数是使用蓄电池的首要工作，同时需要相关工作人员定期检测蓄电池电压，以确保电压的性能。此外，在对UPS蓄电池日常维护保养工作中，需有效清洗UPS蓄电池。在此期间，不能使用带有有机溶液和肥皂成分的水清洗UPS蓄电池，应尽量使用湿布擦拭或者使用干布进行擦拭，因为干布不会和UPS蓄电池发生静电摩擦反应。同时，需要定期检查蓄电池，以防出现问题，确保蓄电池电压正常使用，延长其使用寿命。

（三）定期检测电池容量

权衡蓄电池容量最有效的方法是容量检测。检测判定蓄电池性能优劣工作，需要根据容量检测对策。有关人员应定期对蓄电池进行容量检测，从而确保蓄电池在实际运作中有充足的容量可以应对市电偶尔断电问题。此外，需要在发现劣化电池的同时，及时选择有效对策加以补救，以此延长蓄电池组的使用寿命。值得注意的是，检测蓄电池时，不可使用打火机，因为打火机对蓄电池有一定损害。

（四）注意合理充放电

应合理安排设置充电电压，在固定的电压范围中尽量避免各种因素对蓄电池带来的不利影响，从而保障蓄电池的容量和使用寿命。还要注意蓄电池不要深度放电，否则会使蓄电池内部的极板和电解液之间产生不良反应，在蓄电池表面形成一层硫酸盐化物质，致使蓄电池内部电阻值增大，最终导致蓄电池出现严重的反极问题而损坏蓄电池，严重时会使蓄电池直接作废。因此，通常应避免蓄电池深度放电。有效避免深度放电问题的正确操作是在检测蓄电池容量时，将规定的容量控制在30%～50%。

结束语

总而言之，在现代化社会经济不断获得发展的进程中，UPS电源获得了极为广泛的应用。就UPS蓄电池来说，不能因为其高性能、免维修而不重视蓄电池的必要维护保养事项。通过延长UPS蓄电池的使用寿命，减少UPS蓄电池使用故障，可有效增强通信电源的稳定性，保障供电系统安全、高效地运行。因此，对USP电源和蓄电池的选型配置以及维护保养工作要格外引起重视，从而确保供电系统的正常运作。

参考文献

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