1、采用紧装配技术，具有优良的高率放电性能。

2、采用特殊的设计，电池在使用过程中电液量几乎不会减少，使用寿命期间完全无需加水。

3、采用独特的耐腐蚀板栅合金、使用寿命长。

4、全部采用高纯原材料，电池自放电极小。

5、采用气体再化合技术，电池具有极高的密封反应效率，无酸雾析出，安全环保，无污染。

6、采用特殊的设计和高可靠的密封技术，确保电池密封，使用安全、可靠。

TOOPOWER(天力）蓄电池应用领域

1、通讯：汽车电话、移动电话系统、手提式无线电发报机、手提式终端机。

2、动力：电动工具、玩具、携带式吸尘器、无人搬运机器人。

3、信号系统、应急照明系统、安防系统。

4、EPS和UPS系统。

5、其他便携式设备或便携工具电源。

产品技术参数

1.UPS的工作环境保证

UPS主机和蓄电池的工作环境应该避免阳光直射，并远离其他辐射热源，工作环境应该保持清洁、阴凉、干燥、通风，避免有害灰尘。为了保护UPS设备安全、保证工作人员人身安全，对UPS的机柜必须进行安全可靠的接地。UPS主机对环境温度要求不算太高，可以工作在0℃-30℃范围，但UPS蓄电池对环境温度要求较高，UPS蓄电池要求的标准环境温度为25℃，最好不要超出15℃-30℃范围。蓄电池可供使用的容量和使用寿命都与环境温度密切相关，如果环境温度太低，会使蓄电池容量下降，环境温度每下降1℃，其容量大约下降1%。如果长期在高温环境下使用，环境温度每升高10℃，蓄电池使用寿命大约降低一半。

2.UPS的安装

2.1UPS主机的安装

安装UPS主机时应注意的事项：(1)虽然目前大多数UPS都具有抗干扰和自动稳压功能，但市电电压的波动范围也应尽量符合UPS对输入电压变化范围的要求。(2)连接UPS的交流配电柜所使用的开关不宜选用闸刀开关或熔断式熔丝，应该采用空气开关，空气开关具有消弧功能，在负载或UPS短路时响应速度快，并有漏电保护和过热保护等功能。空气开关的容量选用应该适中，开关容量过小会造成供电中断，开关容量过大会造成在过流或负载短路时，起不到保护作用。(3)应按照厂方产品说明书中有关规定，保证UPS所接的相线、中性线、地线符合要求，不能随意改变其相互间的顺序。(4)外接蓄电池组到UPS主机的距离应适当，导线的横截面积应尽量大，以减小线路电能损耗。

2.2UPS蓄电池的安装

安装UPS蓄电池时应注意的事项：(1)蓄电池安装前应注意检查蓄电池的外壳，确认是否有物理损坏，以便进一步确认是否会影响产品的内在质量。(2)考虑到蓄电池在充、放电时都会产生热量，蓄电池组中各个蓄电池之间应留有适当的安装间距，以便于蓄电池散热。(3)蓄电池一般应在生产后3个月之内投入使用，在安装蓄电池前，应确认蓄电池生产与安装使用之间的时间间隔，应根据蓄电池的出厂时间，确定是否需要进行充电，并逐个对蓄电池做端电压检查、容量测试和内阻测试。(4)不同品牌、不同容量的蓄电池绝对不能在同一组蓄电池组中组合使用。(5)蓄电池组不能采用新老结合的组合方式，旧蓄电池组需要更换时，应该全部更换成新蓄电池，以免由于新老蓄电池工作状态不一致而影响所有蓄电池的效能和使用寿命。(6)蓄电池的极柱在空气中会形成一层氧化膜，因此蓄电池在安装前需要用铜丝刷清刷其极柱表面，以去除极柱表面的氧化层，降低接触电阻。(7)要使蓄电池与充电装置正负极的连接线长短尽量一致，以在大电流放电时保持蓄电池组间的工作平衡。(8)蓄电池安装完毕应对安装质量、容量、内阻等进行检测，填写、整理相关的技术资料并存档，为蓄电池运行、维护和管理工作打下基础。

3.UPS的使用

正确使用UPS不但可以减少UPS发生故障的概率，而且能够有效地延长UPS使用寿命。

3.1UPS初次使用时注意事项

UPS在初次使用时，必须先接入交流市电，利用UPS自身的充电电路对UPS蓄电池进行浮充电，浮充电时间最好在24小时以上，待蓄电池容量达到饱和后，方可投入正常使用。

3.2UPS开关机注意事项

开关UPS时应严格按照正确的开机、关机顺序进行操作，不要频繁地关闭和开启UPS。(1)开机时应先开UPS市电开关，再开启UPS本机前面板开关，稍后让UPS充分进入工作状态，再开通负载的电源开关，不能带载开机。开机时不能将所有负载同时开启，负载的电源开关应一个一个地开启，先开冲击电流大的负载，再开冲击电流小的负载。应尽量避免突然加载或突然减载，以免造成UPS的输出电压波动过大。(2)关机时，应先逐个关闭负载，再关闭UPS本机前面板开关，最后关闭UPS市电开关，不能带载关机。

3.3UPS所带负载应适当

不能超载或长期满载使用UPS，在线式UPS的最大负载量应该控制在其标称负载量的70%-80%，比如40KVA的UPS按80%换算成标称负载量32KW之后，再按最大70%-80%的负载率，应按最大22.4KW-25.6KW去配置负载。当UPS处于逆变器供电状态时，一般要求UPS的负载特性为纯电阻或纯电容性，因为电感性负载的启动电流会超过额定电流的3-4倍，会引起UPS瞬时超载。

3.4掌握UPS蓄电池运行情况

为了使用好UPS的蓄电池，要经常巡视、检查、测试蓄电池，认真做好蓄电池的运行记录，以便随时掌握蓄电池运行情况。蓄电池的运行记录应包括：放电记录、浮充记录、均衡充电记录、环境温度记录、蓄电池出现问题的记录以及采取的措施记录等。蓄电池运行期间，每半年应检查一次连接导线接头和螺栓是否松动或被腐蚀污染，松动的螺栓必须及时拧紧，腐蚀污染的螺栓或接头应及时进行清洁处理。为了提高蓄电池有效可供使用的容量、延长蓄电池的使用寿命，不能超过蓄电池组的后备时间延长供电时间，以免损坏UPS和蓄电池，并注意蓄电池带负载放电后必须及时进行浮充电。

4.UPS的维护

4.1了解UPS运行参数

为了保证UPS长期稳定运行，掌握UPS是否正常工作，需要了解UPS运行时诸多参数，包括：输入电压，输出电压、电流及频率，输出视在功率、有功功率及功率因数，负载率，功率器件温度，蓄电池放电电流及充电电流，蓄电池容量及供电后备时间，故障部位及时间记录等。

4.2UPS主机的维护

UPS在正常使用情况下，UPS主机的维护工作量不大，主要是防尘和定期除尘。在除尘清洁的同时，应仔细检查各个连接件和接插件有无松动和接触不牢的情况，还应检查各个风扇的运转情况，并检测、记录UPS运行参数等。

4.3UPS蓄电池的维护

实践证明，致使UPS蓄电池组使用寿命缩短的因素主要有：(1)蓄电池个体间质量和性能的一致性较差，使蓄电池组整体质量和性能难以保证。(2)蓄电池组使用环境温度变化太大。(3)蓄电池组经常性被深度放电。(4)蓄电池组放电后没有及时进行充电。据统计，UPS的故障有50%以上是因为蓄电池组故障或对蓄电池维护不当造成的。正常使用的UPS，其蓄电池寿命在5年左右。蓄电池的设计和生产工艺决定了蓄电池的固有可靠性，对蓄电池进行有效的维护是保证蓄电池组安全可靠运行和降低UPS总故障率的关键因素。

应该制定并认真执行蓄电池的日常维护和定期检查制度，确保日常维护和定期检查的周到、细致和规范化，保证蓄电池及充电电路处于良好的运行状况，并尽量保证蓄电池使用环境温度保持在最佳温度范围内。

蓄电池的日常维护项目有：(1)检测蓄电池两端电压。(2)检测蓄电池的环境温度。(3)检查蓄电池外观是否完好，有无外壳变形和渗漏。(4)检查蓄电池极柱处有无松动、腐蚀现象。(5)检查极柱周围等处是否有酸雾析出。

蓄电池的定期(如每个季度)检查项目有：(1)逐个检查蓄电池的清洁度、极柱状况、外壳损坏或过热痕迹、连线接头牢固程度，防止由于蓄电池充放电过程中的温度变化导致连线接头处松动或接触电阻过大。(2)检查蓄电池外壳和极柱温度。(3)检查外壳、极柱周围是否有渗液。(4)测量蓄电池组和每个蓄电池单体的浮充电压。(5)检查蓄电池组的浮充电流。(6)检查每个蓄电池单体的端电压和内阻，若蓄电池单体的端电压低于其最低临界电压或蓄电池单体的内阻大于额定值时，应及时对蓄电池单体进行均衡充电，或直接更换整个蓄电池组。蓄电池端电压的测量不能在浮充状态下测量，应在放电状态下测量。浮充状态下测量蓄电池端电压，由于外加电压的存在，测量出的蓄电池端电压不准确。

应尽量避免蓄电池长期处于浮充状态而不放电，适当的放电有助于激活蓄电池。对于市电长期稳定不停电的情况，UPS会长期处于浮充状态而没有放电过程，容易造成蓄电池失效报废，应定期(如每个季度)人为中断市电输入一次，让UPS带负载放电一次，使蓄电池运行在放电状态，用以激活蓄电池，但应将蓄电池放电容量控制在额定容量的30%-50%之间，而且要及时再充电，这样有利于延长蓄电池的使用寿命，也有利于保证蓄电池实际使用容量接近于蓄电池标称容量。

蓄电池的使用寿命与其被放电的深度和深度放电的频次密切相关，应该避免蓄电池经常性被深度放电。蓄电池被深度放电后，再充电至额定容量一般需要12小时以上，若不及时长时间地充电，将会降低蓄电池容量，也会缩短蓄电池使用寿命，所以对蓄电池进行深度放电后，应及时进行较长时间的连续充电(48小时以上)，使蓄电池处于容量充足状态，避免由于蓄电池能量耗竭而引起故障。

从2004年10月开始使用，得益于我们对UPS及其蓄电池组所做的科学有效的技术维护，我台电视播控机房主备两台UPS工作一直稳定正常，只是在2010年2月更换了两组蓄电池和一块充电电路板。

5.UPS的测试

测试UPS的目的主要是鉴定UPS的实际性能指标能否满足使用要求，UPS的测试内容分为稳态测试和动态测试两大类。

5.1稳态测试

稳态测试是在0%额定负载(空载)、50%额定负载(半载)以及100%额定负载(满载)条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等参数。

5.2动态测试

动态测试包括：(1)突加或突减负载测试：是在负载突变时，一般选择负载由额定负载的0%到100%和由额定负载的l00%到0%，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和反馈回路。(2)转换特性测试：测试由UPS逆变器供电转换到市电供电、或由市电供电转换到UPS逆变器供电时的转换特性。(3)过载测试：过载测试时必须按照UPS标称性能指标进行测试。

电池 寿命 使用维护

1 前言

UPS作为石化生产装置仪表(特别是DCS)的电源，其可靠性对生产装置的安全稳定运行起到至关重要的作用。但近几年来，很多企业的UPS均或多或少地出现了可靠性的问题，UPS出现故障而中断对仪表的供电，导致生产事故频繁发生。由于各种原因，石化企业所选用的UPS品种繁多，技术标准各异，出现故障的类型不尽相同，通过对本厂98年以来UPS故障进行统计,UPS非电池部分故障只占总故障的36.4%，属于用户无法控制的，而电池故障占据了总故障的63.6%，不难发现电池故障已经成为UPS的主要故障，直接威胁到UPS供电的可靠性。

2 影响电池使用寿命的因素

目前UPS使用的电池基本上为免维护铅酸蓄电池,其浮充使用设计寿命一般可达7～15年。不同的生产厂家由于所使用的材料纯度不同等原因，其设计寿命有较大的差别，最长的设计寿命可达20年[1]。

免维护铅酸蓄电池的使用寿命[2]与放电次数、放电深度、工作温度、浮充电压以及放电电流等有着直接的关系。

2.1 放电深度与放电次数

反复地大量放出蓄电池电量(深放电)将缩短电池寿命，寿命与放电深度和放电次数的关系可用图2.1表示。

2.2工作温度

蓄电池浮充使用时的充电电压与环境温度有关,如图2.2所示。当环境温度高时，充电电压应降低，以防止造成过充电;当环境温度低时，充电电压应提高，以防止充电不足。

蓄电池的使用寿命受环境温度的影响很大，当温度升高时，充电电流将增大，蓄电池中的极板受硫酸的腐蚀加剧而影响其寿命;在低温充电时，将产生轻气，使内压增高，电解液减少，电池寿命将缩短。蓄电池可以在-20℃--+50℃内使用，有效的工作温度为5-35℃，最佳的使用温度为15-25℃。蓄电池使用寿命和温度的关系如图2.3所示。

浮充使用是免维护蓄电池的最佳运行条件。运行时，蓄电池处于满荷电状态，在此条件下运行，蓄电池将具有最佳的使用寿命和性能。浮充使用时的充电方式一般采用恒压限流方式。充电电压必须保持某一特定值，以保证：①在该电压下，充入的电量足以补偿蓄电池因自放电而损失的电量，使蓄电池长期处于充足电状态;②在该电压下，蓄电池因过充电而造成的损坏达到最低的程度。图2.4表示浮充电压与浮充使用寿命之关系。

如果电池长期处于过充状态，将加速电池板栅腐蚀和活性物质松动，并且可伴有电解液干枯的危险;如果浮充电压过低，又会因为蓄电池充电不足，使电池极板硫化而缩短其寿命。

2.4 放电电流

为了延长蓄电池的使用寿命，蓄电池的放电终止电压与放电电流的关系，应严格按表2.1控制，以免产生过放电;蓄电池放电后应立即进行充电，以利于延长蓄电池的使用寿命。

表2.1放电电流与放电终止电压的关系

放电电流(A) 平均终止电压(V/单元)

0.1C10及以下或间歇放电 10.8

0.2C10 10.5

0.5C10 10.2

0.7C10 9.6

0.7-3.0C10 9.0

3.0C10以下 7.8

3 电池的正确使用

3.1 电池的保存

蓄电池的保存很重要,一般以荷电态保存[3]。在保存期内会因自放电而使电池的容量降低,一般电池容量下降到50%时必须进行一次充电。图3.1为蓄电池自放电和温度的关系。

3.2 充电器是关键

免维护蓄电池使用状态的好坏,关键取决于电池的充电设备—充电器[4]。为了使蓄电池达到最佳的使用寿命，配套充电器必须达到以下要求：

⑴ 稳压精度≤1%;

⑵ 稳流精度≤2%;

⑶ 纹波系数≤2%;

⑷ 过流、过压、欠压自动报警;

⑸ 最好具有恒流恒压—均衡充电—浮充电自动转换功能;

⑹ 最好具有温度补偿功能，可根据环境温度变化调整电压，保证电池达到最佳充电状态。

3.3 电池的安装

⑴ 安装前应仔细阅读说明书,并逐只检查电池有无损坏,电压是否正常。

⑵ 蓄电池可任何方向安装使用，但不能倒置，安装时严格按串并联线路进行连接，决不能连错或反极。

⑶ 蓄电池端子连接排等所有接触面应用砂纸或铁刷清除氧化膜和污物，减少接触电阻，避免发热。

⑷ 连接电缆应尽可能缩短，不能只考虑容量输出来选择电缆的大小规格，电缆的选择应考虑不能产生过多电压降。

⑸ 为了达到要求的电池容量，电池足可以进行并联，连接的导线应尽可能短，力求电压降小。

⑹ 不能把不同容量、不同性能或新旧不同的电池连接在一起使用。

⑺ 蓄电池应有良好的通风环境。

⑻ 蓄电池串联后电压较高，存在着电击的危险，因此连接导线时应使用绝缘工具。

⑼ 蓄电池与充电器或负载连接前，电池开关应置于断开位置，同时电池的极性要与充电器或负载的极性对应。

3.4 运行前要充足电

免维护蓄电池一般以荷电态出厂,若长期搁置后使用,应首先对电池进行充电,弥补电池的自放电损失。

3.5 运行前的检查

⑴ 正确连接电池的正负极,保证电池接线无误。

⑵ 电池有无漏液破损现象。

⑶ 检查每只电池的端电压。

4 电池的维护

4.1 建立电池供货商与用户共同维护机制

多年以来石化企业所用电池品种繁杂，质量参差不齐，特别是近几年来国内电池厂家剧增，仿冒产品层出不穷，有时真假难辩，很多假货进厂，给维护带来相当大的难度，电池故障明显增多，经过研究讨论决定建立电池供货商与用户共同维护机制，具体措施如下。

第一、经过运行比较选择运行可靠、使用寿命稳定的一种电池作为UPS使用唯一备选电池。这样可减少维护难度。

第二、选择上述电池代理商三家，采取竞标方式最终选择一家作为备选电池代理商，并与之签订供货、维护协议，内容应包括：

⑴ 保证电池使用寿命。质保期间若出现电池损坏，供货商负责免费更换，保证运行。

⑵ 运行期间若出现因电池质量问题引起的UPS故障，已影响生产，供货商应承担一定的赔偿义务。

⑶ 供货商与用户共同研究制定电池的相关维护措施，明确各自的维护范围。

⑷ 上述协议应征得物装公司的同意，进而保证协议的可操作性。

通过上述措施，可以保证电池的质量、使用寿命，电池的维护量相对降低，UPS的可靠性进而得到提高。

4.2 维护措施

4.2.1 运行时的检查

⑴ UPS列入班组巡检内容，每天进行一次检查，发现问题及时反应，并做好记录。

⑵ 电池组正常运行时，应保持外部清洁，无尘埃，无导电性污染。

⑶ 电工车间每月测一次电池单体电压及终端电压，检查一下外观有无异常变形、漏液或发热，发现问题应及时处理，并保持完整的运行纪录。

⑷ 每年应检查一次连接导线是否牢固、有腐蚀，若松动应拧紧，腐蚀应更换。

4.2.2 常规维护

⑴ 建立UPS电池的维护管理档案。

⑵ 制定完善UPS电池的充放电管理制度。

⑶ 每年以实际负荷作一次放电，放电应保持电流稳定，放出额定容量的30%左右(以0.1C放电3小时),放电每小时应测一次电压(单体积电池组)、放电电流、温度，放电后应进行均衡充电后转浮充运行。

⑷ 出现以下情况应对电池进行均衡充电：

个别单体电池电压低于13V。

b.停电搁置超过三个月。

c.放电后24小时未及时充电

d.过流放电(电流大于规定20%)、过电量放电(超过额定容量10%)应立即进行均衡充电。

4.3 安装电池在线监测管理系统[5]

4.3.1 目的

电池实际运行中往往只能得到电池组电压、单体电压、充放电电流、温度等运行参数，远未达到全面了解电池状态，及时防范因电池失效或容量衰减导致系统故障的要求。性能劣化、容量已大幅下降的电池其浮充电压往往变化不明显，当放电过程中发现某电池异常时才能发出警告，往往为时已晚。因此，在测量蓄电池外部运行条件的同时，监测蓄电池的性能，洞察其内部状态的变化，同样具有非常重要的意义。电池在线监测管理系统能够很好地解决这一难题。

4.3.2 在线监测技术

在线监测管理系统能够系统地实时监测蓄电池外部条件和以单体内阻为标志的性能参数，实现对蓄电池完整的在线运行监测与性能监测。

5 电池的故障处理(见表5.1)

表5.1 蓄电池的常见故障及消除方法

序号 故 障 危 害 消除方法

1浮充运行电压太高(>13.8V)温度升高,电池变形,寿命缩短 调整充电电压,或更换电压元件

2浮充运行电压太低(<13.2V) 容量降低 调整充电电压

3环境温度过高 寿命缩短 加强环境通风或加空调

4出厂后长期搁置 自放电,硫酸盐化进行充电

5深放电 硫酸盐化,容量下降进行均充电后转浮充

6深放电频繁(如每月一次) 寿命缩短 绝对避免

7电池组或单节电池外部短路 熔断端子,以至损坏电池 应避免,使用绝缘工具检查连接导线

8新老电池在一起运行 充电电压不均, 寿命缩短 不应串联在同一列电池组中

9螺栓不紧固 导线或电池发热,甚至引起火灾紧固螺栓

10安全阀处漏液 电解液减少 清除电解液,拧紧安全阀

11端子处爬碱 腐蚀连接排 清除并作防腐处理

6 结论

本文针对UPS电池的使用与维护进行了探讨和研究,主要结论如下:

⑴ 影响免维护蓄电池使用寿命的因素包括：放电次数、放电深度、工作温度、浮充电压以及放电电流。

⑵ UPS充电器与电池的合理匹配直接关系到电池的使用寿命。

⑶ 容量不同、新旧不同、内阻不同的电池不能应用到同一组电池中。

⑷ 保证电池质量，延长电池使用寿命的有效措施：建立电池供货商与用户共同维护机制。

⑸ 解决蓄电池失效早期发现和电池性能在线监测难题，提高UPS可靠性的有效手段：安装电池在线监测系统。