关于ZQZ—A型区域自动气象站蓄电池的维护方法！

zhanglinzhu

沙漠与绿洲气象

第５卷    增刊

２０１１年８月

ZQZ—A型区域自动气象站蓄电池的维护方法

陈建麟，王磊，胡岩

（鸟鲁木齐市气象局，新疆鸟鲁木齐８３０００２）

摘要：探讨用SZNC/F12-10智能蓄电池充放电机对区域自动站蓄电池进行维护的方法。为提高区域自动站蓄电池性能，延长其使用寿命和供电时间提供依据。

关键词：ZQZ—A；蓄电池；维护

ZQZ—A系列中小尺度自动气象站是一款适用于野外无人值守环境、全天候、全自动化运行的中小尺度自动气象站。乌鲁木齐市气象局目前已建成该型区域自动站29座。在对该型自动站的日常维护中发现，蓄电池的性能和运行状况，是影响数据正常采集、自动站正常运转的重要因素。

1蓄电池的选择

厂家为ZQZ—A系列区域自动站提供的蓄电池为HAZE（海志），一般4要素蓄电池型号为43.9AH的Ops一12—88；６要素及以上区域自动站使用98AH的Ops一12—195，新疆17座风塔项目的蓄电池采用YUASA（汤浅）NP100-12。HAZE、YUASA都是品牌蓄电池厂家，但HAZE蓄电池在新疆很难购买，因此，用户可选用YUASA 38AH的NP38—12—12替代HAZE  43.9AH的Ops一12—88，效果不错。

2使用蓄电池注意事项

HAZE 43.9AH的Ops一12—88和YUASA  38AH对长期不用的电池、新电池或在充电初期已处的NP38—12—12同属阀控密封式铅酸蓄电池，铅蓄于深度放电状态的蓄电池充电时，一开始就采用快速充电会影响电池的寿命。为了避免出现这一问题要先对蓄电池实行稳定小电流充电，当电池电压上升到能接受大电流充电的阈值时再进行大电流快速充电。电池在低温环境下的性能明显下降，尤其是中国东北、西北等冬季寒冷地区，由于低温造成蓄电池性能降低，再加上太阳高度角降低，太阳能电池面板被雪覆盖等原因，蓄电池充电能力减弱，经常会因为缺电导致区域自动站停止工作。

实际上，温度＜－40℃时，阀控式铅酸蓄电池还能工作，但蓄电池容量减小。电池遇到的低温也不会危害电池，只会降低电池的容量，因此在选配电池时必须增大电池的容量。胶体电池即使温度低到使胶体发生了冻结也不会损害电池，因为胶体电池有足够的空间来容纳由于冻结而引起的膨胀。

存放期超过三个月的电池应适当补充电。气象台站点买回区域自动站设备后，若近期不安装，库存时间较长时，特别要注意这一问题。

另外，定期测量电池充电电压是否在10.5V以上，并将储存电池放置在温度不要超过20℃的阴凉处。

3蓄电池充放电

影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，其中电池充电过程对电池寿命影响最大。一个好的充电方法对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。根据蓄电池充电前的残余电量，进入不同的充电阶段。

3.1预充电

对长期不用的电池、新电池或在充电初期已处于深度放电状态的蓄电池充电时，一开始就采用快速充电会影响电池的寿命。为了避免出现这一问题要先对蓄电池实行稳定小电流充电，当电池电压上升到能接受大电流充电的阈值时再进行大电流快速充电。

3.2脉冲快速充电

在快速充电过程中，采用分级定电流脉冲快速充电法，将充电电流分成三级，开始充电时采用大电流，随着电池容量的增加，电压逐渐升高，电流等级开始降低，使充电电流的脉冲幅度和宽度随蓄电池端电压的升高而分级减小。采用这种方法可以消除充电接近充满时易出现的振荡现象及过充电问题。

3.3补足充电

快速充电终止后，电池并不一定充足电，为了保证电池充人100%的电量，对电池还要进行补足充电。此阶段充电采用恒压充电，可使电池容量快速恢复。此时充电电流逐渐减小，当电流下降至某一阈值时，转入浮充阶段。

3.4浮充电

此阶段只要电池接在充电器上并且充电器接通电源，充电器就会给电池不断补充电荷，这样可使电池总处于充足电状态。此时也标志着充电过程已结束。

４充电

环境温度在25℃时12V蓄电池循环充电电压应在14.6～15.0V之间，浮充使用时12V蓄电池浮充充电电压应在13.6—13.7V之间，最大充电电流在0.1～0.25C（C：表示蓄电池额定容量的Ａｈ数值）。

在温度＜15℃或＞35℃时，以25℃为起点，每变化10℃时，充电电压调整一3mV／单格（浮充使用）或一4mV／单格（循环使用）；充电时电池温度要控制在-15-50℃之间。把电完全用完后，再完全充满一次叫循环使用。区域自动站太阳能充电在工作时是浮充使用，即电未用完就开始充电，而且经常不能充足电，所以隔半年最好能做一次充电循环，这样可以减少蓄电池的硫化而延长寿命。

５放电

放电终止电压依电流的大小而改变，不同电流强度下的放电终止电压见表ｌ。注意：放电时，电压不得低于各电流强度下对应的电压值。

表ｌ放电电流及放电终止电压

放电电流（Ａ）                                   放电终止电压

0.2Ｃ未满                                        1.75ｖ／单格

0.2Ｃ以上，0.5Ｃ未满                               1.70ｖ／单格

0.5度以上，1.0Ｃ未满                              1.55Ｖ／单格

1.0Ｃ以上                                         1.30Ｖ／单格

放电后须迅速充电，否则电池有失效的危险；放电后请将电池控制在—15～50℃之间。冬季区域自动站电池的环境温度经常在—30℃以下，如果太阳能电池面板有雪覆盖，导致蓄电池电耗尽，这对蓄电池的影响非常大。

６太阳能电池面板为蓄电池充电

区域自动站太阳能电池面板使用SUNTECH（尚得）公司产品，型号：STP020Ｓ—12/CB，输出偏差10%，最大电压17.6 V，最大电流1.14A，额定最大功率20W。

实际上，太阳能电池的效率很低，一般不到10%, 最好的理论值也只能达到18%，而且太阳能电池只利用阳光中的蓝光，其他光线都会变成热量或被反射掉。在负载条件下，太阳能电池也有内阻，通过电流也会发热。新疆地处中高纬度地区，夏半年（4－9月）太阳高度角较高，但冬半年（1—3月）太阳高度角较低，因此，应重点考虑保证一年中日照条件最差的冬季（12—2月）的用电量。由于自动站的安装调试工作一般在夏半年进行，这时将太阳能电池板的倾斜角（太阳能电池板与水平面的夹角）适当调小，使之尽量与太阳直射光垂直，这在夏季的确起到了增强太阳能电池板效能的作用，但到了冬季，太阳高度角降低，就必需对太阳能电池板的倾斜角适当调大。这样一方面可使之尽量与太阳直射光垂直，充电时电池温度要控制在一最大限度地提高太阳能电池板的供电效率；另一方面，倾斜角适当增大可有效降低冬季积雪在太阳能电池板上的覆盖厚度和覆盖时间，也可提高太阳能电池板的供电效率。因此，最好的方式应当是每年的秋末调大太阳能电池面板的倾斜角度，春季再调回来，但区域自动站一般都比较偏远，实际操作中有困难。

７使用SZNC/F12-10智能蓄电池充放电机（电池活化仪）对自动站蓄电池进行维护

由于野外工作的蓄电池由太阳能电池板充电浮充使用，这非常不利于延长蓄电池的使用寿命，因此，有必要对蓄电池进行维护。SZNC/F12-10智能蓄电池充放电机是一款多功能便携式的具有对12V电池进行维护检测的全能工具。适用范嗣涵盖12Ｖ／6—100Ah的电池，非常适用于维护区域自动站蓄电池。在使用时，先用一块蓄电池替换下区域自动站蓄电池，并带回维护，一般维护一块蓄电池大约需12～18ｈ。实际上，对于性能变差的蓄电池进行活化放电后须迅速充电，否则电池有失效的危险；放处理后相当部分可以有效地被重新激活，从而延长使用寿命，所以活化仪在对自动站蓄电池的日常维护中有着很实际的作用。主机用32Bbit ARM控制，内置充放电模块，配备轻触按键和LCD显示屏，人机界面友好，可拆卸测试手柄内含电压采样线，只要正负电池夹子（开尔文夹）夹到电池就可进行充电、放电、活化。

数据管理方面，可以存储充电，放电，活化记录，记录的内容包括：时间、类型、电压、电流、时长、容量、电压电流曲线等；查询记录；将记录存入ｕ盘，给随机配备的数据分析软件提供数据；也可通过串口、上传数据给计算机，供随机配备的数据分析软件进行处理。

８野外蓄电池的检测和维护

如果安装自动站时才发现蓄电池电不足，可启动汽车（多为12ｖ电瓶），将自动站蓄电池直接并人汽车的蓄电池充电线路，即可对自动站蓄电池临时充电。

    Kehua（科华）FY54B蓄电池测试仪是一种便携式检测蓄电池的仪表，可以测量各种规格的铅蓄电池的容量状态。快速直观地对蓄电池作出质量判断。仪表标度盘标有各种蓄电池的容量状态指示，以白、绿、黄、红四种区域颜色分别表示“充足”“正常”“重充”“放完”。使用前应先检查仪表指针是否指在标度左端的零位上，如不指在零位应调零后再使用。每次测试时间不得超过3min，否则有烧毁仪器的危险。

9小结

使用SZNC/F12-10智能蓄电池充放电机可有效维护区域自动站蓄电池；根据不同季节，合理调整太阳能电池板倾斜角可以提高蓄电池的充电能力；野外可用Kehua（科华）FY54B蓄电池测试仪检测蓄电池容量大小；使用汽车发电机可临时为蓄电池有效充电。