科士达蓄电池12V100AH 直流屏/机房UPS电池

科士达UPS供电系统在各行业数据中心中起到重要的电源保障作用，要为负载提供不间断的供电，就必须具有电能储存的功能。因此，蓄电池成为UPS供电系统的重要组成部分。而由于蓄电池本身或者管理上的原因，目前有许多UPS故障是由蓄电池引起。因此有必要加强对蓄电池特性的了解，正确选配和使用蓄电池，尽可能地延长蓄电池的使用寿命。同时，如何管理蓄电池成为各个UPS厂家及行业用户重点研究的问题。

　　以下对目前大型科士达UPS系统广泛采用的阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池在UPS供电系统中的作用、工作原理、配置、选用、安装、维护等方面进行探讨。

蓄电池在UPS供电系统中的作用和意义

      在科士达UPS供电系统中，蓄电池大多采用科士达免维护蓄电池。蓄电池在UPS供电系统中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS的电源输出，确保负载在一定的时间内正常用电。

　　在市电正常供电时，电池在整流－充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。

　　而在日常工作中，人们往往片面地认为科士达蓄电池是免维护的而不加重视。然而由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可靠性。有资料表明，蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为60%。由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS供电系统故障率，有着越来越重要的意义。

科士达蓄电池的种类

科士达蓄电池在UPS中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各异，但按其基本性质可以分为酸性电池和碱性电池两大类：

   酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀*酸（H2SO4）或者胶体*酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池储能的作用。

   碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH（烧碱）组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。

科士达铅酸蓄电池的工作原理

     科士达UPS、直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池。传统的铅酸蓄电池是开口式结构，电池在使用过程中，有氢气和氧气以及酸雾逸出，不仅污染环境还具有危险性，维护时需要加水、加酸，已逐渐被市场淘汰。现在UPS供电系统中蓄电池大多采用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上产生的氧气，通过再化合反应在负极板上还原成水，使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护，所以又称为免维护铅酸蓄电池。可见，免维护只是与普通蓄电池相比，运行中免去了添加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的项目，并非免去一切维护工作。

　　科士达阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，其正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀*酸（H2SO4），其电极反应方程式如下：

　　PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

两种阀控式密封铅酸蓄电池比较

      目前阀控式密封铅酸蓄电池主要有两类，即玻璃纤维隔板阴极吸收式密封铅蓄电池（如GNB、霍克电池）和硅凝胶密封铅蓄电池（如德国的阳光电池）。

　  两种电池极板相同：正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝四元合金。并使用紧装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。由于采用无锑的铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氢过电位，从而抑制氢气的析出，同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压。

　　两种电池隔板不同：即分别采用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定”*酸电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给正极析出的氧气到达负极提供的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧气就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅酸蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧气提供了到达负极的通道。

　　由此看出，两种电池的区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极通道的方式有所不同，因而两种电池的性能也各有千秋。

科士达UPS供电系统中蓄电池的配置和选择

   在UPS供电系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱。没有蓄电池的UPS只能称做稳压稳频电源。UPS之所以能实现不间断供电，就是因为有了蓄电池。在设计UPS时，首先应考虑选择什么型号的蓄电池，即蓄电池的额定电压、额定容量及应由多少节蓄电池组合等。

蓄电池的额定容量选择

      由于蓄电池的实际可使用容量与放电电流大小、系统电压、放电时间、蓄电池工作环境温度、蓄电池储存时间的长短、负载种类和特性等因素密切相关。蓄电池的容量一般是指在20°C，以20h放电率放电到1.75V／单体时，蓄电池输出的功率数（W）。

科士达蓄电池的使用和维护

科士达蓄电池的运行环境与安装

 作为备用蓄电池，蓄电池平时都处于浮充状态，此时蓄电池内部仍进行着复杂的能量转换。浮充过程中所用的电能基本上转换为热能。因此要求蓄电池所处的环境应有良好的通风散热能力或有空调设备。

　　电池尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热或辐射热源的影响，让电池有一个良好的工作、储存环境。

蓄电池一般应在5℃～35℃范围内进行充电，低于5℃或高于35℃都会降低寿命，充电的设定电压应在指定范围内，如超出指定范围将造成蓄电池损坏、容量降低、寿命缩短。

初充电

蓄电池在安装或大修后的次充电，称为初充电。初充电是否良好，将严重影响蓄电池的寿命。

浮充充电

为了确保直流电源不间断，延长蓄电池的使用寿命，通常都采用充电电源与蓄电池组并联的浮充供电方式。

均衡充电

在正常运行状态下的电池组，通常不需要均衡充电。但如果发现电池组中单体电池之间电压不均衡时，则应对电池组进行均衡充电。

补充充电

电池在存放、运输、安装过程中，会因自放电而失去部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电。

科士达蓄电池的使用与维护

      随着科技的不断发展，UPS的性能越来越好，平均无故障时间越来越长，整机的可靠性越来越高。做好UPS中蓄电池的使用与维护变得尤为重要。

新电池的充电

      新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间的充电，充电要按说明书中的规定进行，待电池组充电完毕后，进行一次放电，放电后再次充电，目的是延长电池的使用寿命，提高电池的活性和充放电特性。

定期充放电

      科士达UPS蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电，会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，导致内阻增大、活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。对于市电供电良好的单位，需要每隔三个月进行一次“治疗性”充、放电过程，即电池带载放电、再充电操作，并记录相关数据，与以前放电记录进行比较分析电池性能状况，对电池组整体进行维护检查，真正遇到市电停电时，才能有效保护负载安全。

科士达严禁深度放电

      科士达蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池内阻增大，严重时会使个别电池出现“反极化”现象和电池的性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命，非迫不得已，不要让电池处于深度放电状态。

定期检测电池浮冲电压、内阻

      随着UPS使用时间的延长，总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏，内阻增大、端电压明显下降，需要及时发现、及时更换，否则会影响整组电池的使用。这种电池的性能不可能在依靠UPS内部的充电电路来解决，继续使用会存在隐患，需要维护人员定期进行测量检查每个单体电池的电压、内阻，发现超出范围的电池进行确认、及时更换。

其他注意事项

      每次科士达蓄电池组放电后应及时充电；不要使蓄电池组被过电流或过电压充电；蓄电池应避免长期搁置不用，也不能长期浮充而不放电。