廊坊大力神蓄电池

大力神蓄电池的维护和保养
1目视检测排气阀是否正常，汤浅电池外表是否有变形或膨胀漏液现象； 
2每三到四个月要放电一次，以防止极板氧化，如长期不停市电，应人工将电池放电，带50%以上负载放电，时间为1/4~1/3后备时间；
3电池放电后应及时再充电，未充饱的电池再放电，会导致电池容量降低甚至损坏，所以必须配置适宜的充电器；免维护电池的优秀充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.25C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命；
4环境温度要保持在0度~+40度（建议15度~+25度），高温会缩短寿命，低温容量降低。避免阳光直射；
5电池使用中会产生氢气，所以要远离火源，保持通风，防止爆炸；
6请保持环境清洁，过多的灰尘可导致蓄电池短路；
7检视电池+、-极端子是否氧化，检查端子是否松动；
8量测电池端充电电压（每一节电池的正常值为13.7~13.8VDC）；
9负责电池保养的人员建议在专业工程师的指导下执行电池保养或请专业工程师执行，避免触电情形发生；
10使用三年后需及时检查更换。电池使用越久，定期保养应越密集，避免市电中断UPS无法供电。
11不同品牌、不同容量、不同新旧的电池严禁混合使用； 
12UPS带载过轻有可能造成电池的深度放电，应避免；
13长期停用的电池（UPS）应充电后贮存，而且每半年需要对电池进行充放电一次，一般对电池进行浮充4~10小时左右，并在电池逆变状态下工作一段时间，再将其充满。以人为本互助互利。 

大力神蓄电池之增加电池的安全性

对于锂离子电池包制造商来说，针对电池供电系统构建安全且可靠的产品是至关重要的。电池包中的电池管理电路可以监控锂离子电池的运行状态，包括了电池阻抗、温度、单元电压、充电和放电电流以及充电状态等，以为系统提供详细的剩余运转时间和电池健康状况信息，确保系统作出正确的决策。此外，为了改进电池的安全性能，即使只有一种故障发生，例如过电流、短路、单元和电池包的电压过高、温度过高等，系统也会关闭两个和锂离子电池串联的背靠背（back-to-back）保护MOSFET，将电池单元断开。基于阻抗跟踪技术的电池管理单元（BMU）会在整个电池使用周期内监控单元阻抗和电压失衡，并有可能检测电池的微小短路（micro-short），防止电池单元造成火灾乃至爆炸。
锂离子电池安全
过高的工作温度将加速电池的老化，并可能导致锂离子电池包的热失控（thermal run-away）及爆炸。对于锂离子电池高度活性化的含能材料来说，这一点是备受关注的。大电流的过度充电及短路都有可能造成电池温度的快速上升。锂离子电池过度充电期间，活跃得金属锂沉积在电池的正极，其材料极大的增加了爆炸的危险性，因为锂将有可能与多种材料起反应而爆炸，包括了电解液及阴极材料。例如，锂/碳插层混合物（intercalated compound）与水发生反应，并释放出氢气，氢气有可能被反应放热所引燃。阴极材料，诸如LiCoO2，在温度超过175℃的热失控温度限（4.3V单元电压）时，也将开始与电解液发生反应。
锂离子电池使用很薄的微孔膜（micro-porous film）材料，例如聚烯烃，进行电池正负极的电子隔离，因为此类材料具有卓越的力学性能、化学稳定性以及可接受的价格。聚烯烃的熔点范围较低，为135℃至 165℃，使得聚烯烃适用于作为热保险（fuse）材料。随着温度的升高并达到聚合体的熔点，材料的多孔性将失效，其目的是使得锂离子无法在电极之间流动，从而关断电池。同时，热敏陶瓷（PCT）设备以及安全排出口（safety vent）为锂离子电池提供了额外的保护。电池的外壳，一般作为负极接线端，通常为典型的镀镍金属板。在壳体密封的情况下，金属微粒将可能污染电池的内部。随着时间的推移，微粒有可能迁移至隔离器，并使得电池阳极与阴极之间的绝缘层老化。而阳极与阴极之间的微小短路将允许电子肆意的流动，并最终使电池失效。绝大多数情况下，此类失效等同于电池无法供电且功能完全终止。在少数情况下，电池有可能过热、熔断、着火乃至爆炸。这就是近期所报道的电池故障的主要根源，并使得众多的厂商不得不将其产品召回。
电池管理单元（BMU）以及电池保护
电池材料的不断开发提升了热失控的上限温度。另一方面，虽然电池必须通过严格的UL安全测试，例如UL1642，但提供正确的充电状态并很好的应对多种有可能出现的电子原件故障仍然是系统设计人员的职责所在。过电压、过电流、短路、过热状态以及外部分立元件的故障都有可能引起电池突变的失效。这就意味着需要采取多重的保护——在同一电池包内具有至少两个独立的保护电路或机制。同时，还希望具备用于检测电池内部微小短路的电子电路以避免电池故障。
电量计电路设计用于精确的指示可用的锂离子电池电量。该电路独特的算法允许实时的追踪电池包的蓄电量变化、电池阻抗、电压、电流、温度以及其它电路信息。电量计自动的计算充电及放电的速率、自放电以及电池单元老化，在电池使用寿命期限内实现了高精度的电量计量。例如，一系列专利的阻抗追踪电量计，包括bq20z70，bq20z80以及bq20z90，均可在电池寿命期限内提供高达1%精度的计量。单个热敏电阻被用于监测锂离子电池的温度，以实现电池单元的过热保护，并用于充电及放电限定。例如，电池单元一般不允许在低于0℃或高于45℃的温度范围内充电，且不允许在电池单元温度高于65℃时放电。如检测到过电压、过电流或过热状态，电量计IC将指令控制AFE关闭充电及放电MOSFET Q1及Q2。当检测到电池欠压（under-voltage）状态时，则将指令控制AFE关闭放电MOSFET Q2，且同时保持充电MOSFET开启，以允许电池充电。
AFE的主要任务是对过载、短路的检测，并保护充电及放电MOSFET、电池单元以及其它线路上的元件，避免过电流状态。过载检测用于检测电池放电流向上的过电流（OC），同时，短路（SC）检测用于检测充电及放电流向上的过电流。AFE电路的过载和短路限定以及延迟时间均可通过电量计数据闪存编程设定。当检测到过载或短路状态，且达到了程序设定的延迟时间，则充电及放电MOSFET Q1及Q2将被关闭，详细的状态信息将存储于AFE的状态寄存器，从而电量计可读取并调查导致故障的原因。
对于计量2、3或4个锂离子电池包的电量计芯片集解决方案来说，AFE起了很重要的作用。AFE提供了所需的所有高压接口以及硬件电流保护特性。所提供的I2C兼容接口允许电量计访问AFE寄存器并配置AFE的保护特性。AFE还集成了电池单元平衡控制。多数情况下，在多单元电池包中，每个独立电池单元的电荷状态（SOC）彼此不同，从而导致了不平衡单元间的电压差别。AFE针对每一的电池单元整合了旁通通路。此类旁通通路可用于降低至每一单元的充电电流，从而为电池单元充电期间的SOC平衡提供了条件。基于阻抗追踪电量计对每一电池单元化学电荷状态的确定，可在需要单元平衡时做出正确的决策。
具有不同激活时间的多极过电流保护限（如图2所示）使得电池包保护更为强健。电量计具有两层的充电/放电过电流保护设定，而AFE则提供了第三层的放电过电流保护。在短路状态下，MOSFET及电池可能在数秒内毁坏，电量计芯片集完全依靠AFE来自动的关断MOSFET，以免产生毁坏。
当电量计IC及其所关联的AFE提供过电压保护时，电压监测的采样特性限制了此类保护系统的响应时间。绝大多数应用要求能快速响应，且实时、独立的过电压监测器，并与电量计、AFE协同运作。该监测器独立于电量计及AFE，监测每一电池单元的电压，并针对每一达到硬件编码过电压限的电池单元提供逻辑电平输出。过电压保护的响应时间取决于外部延迟电容的大小。在典型的应用中，秒量级保护器的输出将触发化学保险丝或其它失效保护设备，以长久性的将锂离子电池与系统分离。
电池包长久性的失效保护对于电池管理单元来说，很重要的一点是要为非正常状态下的电池包提供趋于保守的关断。长久性的失效保护包括了过电流的放电及充电故障状态下的安全、过热的放电及充电状态下的安全、过电压的故障状态（峰值电压）以及电池平衡故障、短接放电FET故障、充电MOSFET故障状态下的安全。制造商可选择任意组合上述的长久性失效保护。当检测到任意的此类故障，则保护设备将熔断化学保险丝，以使得电池包长久性的失效。作为电子元件故障的外部失效验证，电池管理单元设计用于检测充电及放电MOSFET Q1及Q2的失效与否。如果任意充电或放电MOSFET短路，则化学保险丝也将熔断。
据报道，电池内部的微小短路也是导致近期多起电池召回的主要原因。如何检测电池内部的微小短路并防止电池着火乃至爆炸呢？外壳封闭处理过程中，金属微粒及其它杂质有可能污染电池内部，从而引起电池内部的微小短路。内部的微小短路将极大地增加电池的自放电速率，使得开路电压较之正常状态下的电池单元有所降低。阻抗追踪电量计监测开路电压，并从而检测电池单元的非均衡性——当不同电池单元的开路电压差异超过预先设置的限定值。当出现此类失效时，将产生长久性失效的告警并断开MOSFET，化学保险丝也可配置为熔断。上述行为将使得电池包无法作为供电源并因此屏蔽了电池包内部的微小短路电池单元，从而防止了灾害的发生。
小结
电池管理单元对于确保终端用户的安全性是至关重要的。强健的多极保护——过电压、过电流、过热、电池单元非均衡以及MOSFET失效监测，极大地改善了电池包的安全性。通过监测电池单元的开环电压，阻抗追踪技术可检测电池内部的微小短路，并进而长久性的失效电池，确保了终端用户的安全。


产品应用范围
· ⑴ 电话交换机；办公自动化系统
· ⑵ 电器设备、医疗设备及仪器仪表；无线电通讯系统
· ⑶ 计算机不间断电源UPS；应急照明EPS
· ⑷ 输变电站、开关控制和事故照明； 便携式电器及采矿系统
· ⑸ 消防、安全及报警监测；交通及航标信号灯
· ⑹ 通信用备用电源；发电厂、水电站直流电源
· ⑺ 变电站开关控制系统；铁路用直流电源
· ⑻ 太阳能、风能系统；移动机站       
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天津港供电系统电缆故障测寻分析

摘 要供配电系统的电缆敷设方式已经由90年代的架空线敷设逐渐变为当今的电缆敷设。电缆敷设具有占地面积小、美观、可靠性高、维护费用小的特点。但是缺点也随之而来，其中一方面就是电缆线路故障测寻和修复时间比较长。电力电缆故障探测是困扰供配电部门正常供电的主要问题之一。其主要问题在于地埋电缆深埋地下，看不见，摸不着，使得故障点的寻找更加困难。文章对天津港供电系统电缆故障进行了测寻分析。 
关键词天津港 供电系统 电缆故障 测寻 
1 电缆故障类型 
1.1电缆故障原因 
（1）外力破坏 
电缆出现外力破坏的原因主要是机械施工如挖掘机等直接损坏电缆，从而造成故障发生短路跳闸或伤及绝缘而留下事故的隐患。由于天津港正处于蓬勃发展的阶段，港区内部施工现场比比皆是，这就表明了整个港区电缆故障隐患是非常高的，很容易发生外力破坏类型的电缆故障。在实际运行中显示，外力破坏型电缆故障占整个电缆故障中的一半以上。 
（2）电缆的施工质量。电缆施工过程中出现的质量问题主要分为两个方面：一方面是外部环境因素；另一方面是制作技术水平。外部环境因素主要包括电缆埋设过浅，导致电缆外露没有保护；弯曲半径过小；电缆沟内杂物积水过多；电缆敷设过程中外皮划损留下的隐患等。制作技术水平主要包括电缆头附件安装不符合工艺要求；电缆头热缩材料烘烤不匀或烘烤过度，造成绝缘材料热缩不紧密或热熔过度，从而降低本身绝缘程度；或冷缩制作时没有按照技术作业书指示制作，没有达到规定制作工艺。 
（3）电缆运行问题。用户的过负荷用电会造成电缆绝缘枯干、脆化，使电缆绝缘强度降低、表面温度过高，会造成电缆故障，严重情况下可能引起火灾。 
（4）电缆本身质量。 
（5）电缆老化。 
1.2电缆故障类型 
电缆故障的主要类型主要分为低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障和闪络性故障这几种类型。通常在故障测寻前500V~2500V摇表进行确定。 
2 电缆故障测寻方法 
2.1电桥法 
在电缆线路测试端，将良好相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂接在测试仪器上，将另一端两相导体跨接以构成回路。调节电桥，当电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相等，而作为电桥两个桥臂的电缆导体的电阻值与其长度成正比，于是可把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比，根据电桥上可调电阻和标准电阻数值，即可计算出电缆故障点初测距离。主要用于电阻值在100kΩ以下的单相、两相、三相以及相间短路（接地）故障。一般不宜用于测试高阻和闪络故障。由于电桥法主要根据现场电压表和电阻比人工计算电缆故障距离，其准确度不高，不在港区范围内使用。 
2.2脉冲法 
脉冲法是应用脉冲波技术进行电缆故障测距的方法。其中又分为低压脉冲反射法、直流高压闪络测试法、冲击高压闪络测试法三种。 
低压脉冲法工作原理为，在测试端注入一低压脉冲波，脉冲波沿电缆传播到故障点产生反射再回送到测试仪器，一起记录了发射波脉冲波与反射脉冲波的时间间隔Δt，已知脉冲波在电缆中传播速度V，即可计算出故障点距离。 
直闪法工作原理为，在测试端对电缆线路故障相施加直流电压，当电压升到一定值时，故障点发生闪络放电，利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在一起上的记录的时间间隔Δt，从而、计算出故障点距离。 
在实际工作过程中我们发现，天津港区的电缆故障总体来说主要为高电阻故障和低电阻故障。脉冲法中的低压脉冲法和冲闪法在解决低阻、高阻电缆故障中，精确度高，不受人工因素的影响，所以成为港区电缆故障测寻的主要应用方法。

3 XF25-1563V.4电缆故障仪的应用 
3.1脉冲反射 
脉冲反射仪发出的低压脉冲沿着电缆传输。当脉冲信号到达电缆阻抗发生变化的位置时，就会对这种阻抗发生变化反射。通过观察显示仪上的这些反射，就可以确定到反射点的距离。电缆脉冲反射仪主要由脉冲发生器和阴极示波器组成。这种示波器通常要求提供特殊的电路，以确定距离，并针对不同的距离范围改变脉冲宽度。 
脉冲产生后，被施加在有均匀分布电容的电缆上。当阻抗发生变化时脉冲反射就发生了。上升的反射信号代表高阻抗变化，例如电缆末端，或电缆屏蔽消失的地方。下降的反射信号代表低阻抗变化，例如电线故障。当反射处的阻抗高于电缆特征阻抗时，信号是上升的。当反射处的阻抗低于电缆特征阻抗时，信号是下降的。 
3.2弧反射 
由于脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射，而直接到达电缆末端形成开路反射，因而在抵压情况下只能测一个“完好”电缆的轨迹波形。因此对于高阻故障，利用弧反射方式通过高压冲击器，对故障点进行冲击放电，使故障点产生电弧，形成瞬间的短路状态（小于50欧姆）。此时，脉冲反射仪通过耦合器与故障电缆连接，并在产生电弧的时候，触发装置触发脉冲信号，在电弧点（瞬时短路点）形成短路反射，并将故障波形以下降的信号显示在脉冲反射仪上。在弧反射法下测得的短路反射波形与在低压脉冲法下测得的开路反射波形将自动同时显示在脉冲反射仪上，两条轨迹波形在故障点会有明显的分离，分离点即为故障点，故障点的距离也自动显示在脉冲反射仪上。 
故障举例： 
2008年5月21日，我公司所属北疆2#KB站一环网柜发YJV22-8.7/10kV-3*120高压电缆故障。通过绝缘电阻测试仪测量发现电缆A相有接地短路现象。随后用XF25-1563V.4电缆故障仪查找，我们发现故障点位置和电缆路由图上一中间接头点距离相符。经过后来的高压冲击，在测寻故障点附近听到放电声音，这就更加确定了故障点的所在位置。最终，在打开测寻故障点电缆沟向东约一米处发现故障点。及时恢复了送电。 
4 遇到的问题及解决方法 
在XF25-1563V.4电缆故障仪使用后，我们查找电缆故障的效率比以前有很大的提高。但是随着使用时间的增加，我们也发现了一些问题。XF25-1563V.4电缆故障仪在测寻高压电缆故障时，准确度很高，可以达到90%左右，但是在测寻低压电缆方面还有所欠缺。低压电缆由于绝缘性能和屏蔽性能较高压电缆相差甚大，所以在使用故障仪测寻时经常会受到干扰，导致测量故障点不明显，距离误差大。如使用弧反射冲击，由于冲击电压最低电压输出等级比低压电缆绝缘强度高，因此有可能在冲击时将低压电缆绝缘击穿，且影响电缆绝缘强度。2007年5月，南疆14变低压馈线柜发生一低压馈线单相对地故障，经过仪器测寻发现电缆轨迹杂乱，无明显逆转周期，无法找到电缆故障点。最终使用最低冲击电压对故障电缆进行弧反射冲击几次后，试验人员巡视发现低压出线在铁路旁的过路管接口处有轻微震动现象，确定了电缆故障点。在这个过程中，因为周围环境不是很理想，外部噪音比较大，整个测寻过程比较长，且电缆有外绝缘强度损伤的隐患。
通过这一类问题的发生，我们发现在电缆故障测寻的过程中不能一味的使用技术设备，还要结合平时实际工作中的经验。在长期的电缆故障点测寻中我们了解到，电缆故障发生点大多集中在，道路过路预埋管两侧、电缆中间头位置，施工外力破坏这几个方面。这就需要我们在寻找电缆故障之前，弄清楚电缆路由情况，中间头位置和过路管位置，进行重点区域重点测寻的原则，配合XF25-1563V.4电缆故障仪和S-DAD精定点仪进行查找。同时还要求我们在电缆头制作技术水平、日常的供电运行管理、以及对施工现场电缆路由的保护方面严格管理，避免不必要电缆故障的发生。此外，公司技术人员还要做好各个供配电设施的电缆路由走向图的编制，和电缆中间头位置的标记，为日后查找电缆故障提前打好基础。在以后的电缆故障测寻时，我们应用这种方法，查找效率得到了很好的改善，为用户提供了方便，能够及时恢复送电。

上海大力神蓄电池电压：
 
12 型号： 12v-100ah 电液量： 5 额定容量： 100  大力神蓄电池；
 
大力神蓄电池功能：
 
它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用1.28％的稀硫酸作电解质。在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，叫做二次电池。它的电压是2V，通常把三个铅蓄电池串联起来使用，电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水，使电解质保持含有22～28％的稀硫酸。
 
大力神蓄电池放电：
 
放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)
 
大力神蓄电池应用
 
铅酸蓄电池产品主要有下列几种，其用途分布如下：
 
起动型蓄电池：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明；
 
固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源；
牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源；
铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力；
储能用蓄电池：主要用于风力、太阳能等发电用电能储存；