民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法与流程

本发明涉及一种民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，属于铅酸蓄电池技术领域。

背景技术：

民用核安全级铅酸蓄电池是核电站正常运行的必要备用电源，当充电器发生故障或充电器的交流电源失去时，蓄电池组向用户提供直流电源，蓄电池组也提供充电器不能提供的瞬时尖峰负荷。在地震情况下，为了不影响相关设备的正常工作，必须保证民用核安全级铅酸蓄电池组功能完整性。

现有核电标准中规定的抗震试验方法，未能提供一种详细的可执行的试验流程。因此本发明提出了一种可执行的模拟实际安装方式的抗震试验方法，试验方法合理、试验流程清晰，满足核安全级蓄电池质量鉴定要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，用于模拟实际安装条件在地震情况下，验证蓄电池组功能完整性。

所述的民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，包括如下步骤：

步骤s1，进行3h率容量试验；

步骤s2，蓄电池组安装；

步骤s3，布置加速度测点及应变计；

步骤s4，进行动态特性探查试验；

步骤s5，进行地震模拟试验；

步骤s6，进行3h率容量试验。

提出了一种可执行的模拟实际安装方式的抗震试验方法，试验方法合理、试验流程清晰，满足核安全级蓄电池质量鉴定要求；用于模拟实际安装条件在地震情况下，验证蓄电池组功能完整性。

优选地，所述步骤s1具体包括如下步骤：

步骤s101，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s102，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤103，若实际3h率容量≥3h率额定容量进行步骤s2，若实际3h率容量＜3h率额定容量更换蓄电池进行3h率容量试验。

优选地，所述步骤s2具体包括如下步骤：

步骤s201，将蓄电池充满电后安装在支架上，蓄电池之间采用连接线连接组成蓄电池组；

步骤s202，采用过渡板模拟实际蓄电池室内安装地面，通过过渡板将带支架的蓄电池组与地震台固定。

优选地，所述过渡板为过度钢板。

优选地，所述步骤s3中加速度测点包括地震台台面、支架的顶部和中心高度、蓄电池样机重心高度处，应变计布置在支架的应力部位。

优选地，所述步骤s4具体为：在蓄电池组的三个正交轴向同时输入加速度幅值为0.2g，频率范围为0.2hz～100hz的白噪声进行激振，震动持续时间为300s，测量蓄电池组的基阶固有频率和阻尼比。

优选地，所述步骤s5具体为在蓄电池组的三个正交轴向同时输入人工模拟加速度时程作为输入，进行obe地震、sse地震模拟试验，每次试验时间为30s。

优选地，所述obe地震模拟试验为5次，所述sse地震模拟试验为1次。

优选地，所述步骤s6具体包括如下步骤：

步骤s601，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池组放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s602，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即地震模拟试验后实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤603，若地震模拟试验后实际3h率容量≥限定值则判定为合格，若地震模拟试验后实际3h率容量＜限定值则判定为不合格。

优选地，所述限定值为3h率额定容量的80％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，是一种可执行的模拟实际安装方式的抗震试验方法，试验方法合理、试验流程清晰，满足核安全级蓄电池质量鉴定要求；用于模拟实际安装条件在地震情况下，验证蓄电池组功能完整性。

附图说明

图1是本发明所述带支架的蓄电池组的主视结构示意图；

图2是本发明所述带支架的蓄电池组的侧视结构示意图；

图3是本发明所述带支架的蓄电池组的俯视结构示意图；

图4是本发明所述sse试验水平向楼层反应谱(阻尼比5％)；

图5是本发明所述sse试验垂直向楼层反应谱(阻尼比5％)；

图6是本发明所述蓄电池组放电电流和电压信号在线监测示意图。

图中：1、支架；2、过渡板；3、加速度测点；4、应力部位。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1-6所示，所述的民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，包括如下步骤：

步骤s1，进行3h率容量试验；

步骤s2，蓄电池组安装；

步骤s3，布置加速度测点3及应变计；

步骤s4，进行动态特性探查试验；

步骤s5，进行地震模拟试验；

步骤s6，进行3h率容量试验。

提出了一种可执行的模拟实际安装方式的抗震试验方法，试验方法合理、试验流程清晰，满足核安全级蓄电池质量鉴定要求；用于模拟实际安装条件在地震情况下，验证蓄电池组功能完整性。

其中，所述步骤s1具体包括如下步骤：

步骤s101，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s102，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤103，若实际3h率容量≥3h率额定容量进行步骤s2，若实际3h率容量＜3h率额定容量更换蓄电池进行3h率容量试验。

其中，所述步骤s2具体包括如下步骤：

步骤s201，将蓄电池充满电后安装在支架1上，蓄电池之间采用连接线连接组成蓄电池组；

步骤s202，采用过渡板2模拟实际蓄电池室内安装地面，通过过渡板2将带支架1的蓄电池组与地震台固定。

其中，所述过渡板2为过度钢板。

其中，所述步骤s3中加速度测点3包括地震台台面、支架的顶部和中心高度、蓄电池样机重心高度处，应变计布置在支架1的应力部位4。

其中，所述步骤s4具体为：在蓄电池组的三个正交轴向同时输入加速度幅值为0.2g，频率范围为0.2hz～100hz的白噪声进行激振，震动持续时间为300s，测量蓄电池组的基阶固有频率和阻尼比。

其中，所述步骤s5具体为在蓄电池组的三个正交轴向同时输入人工模拟加速度时程作为输入，进行obe地震、sse地震模拟试验，每次试验时间为30s。

其中，所述obe地震模拟试验为5次，所述sse地震模拟试验为1次。

其中，所述步骤s6具体包括如下步骤：

步骤s601，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池组放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s602，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即地震模拟试验后实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤603，若地震模拟试验后实际3h率容量≥限定值则判定为合格，若地震模拟试验后实际3h率容量＜限定值则判定为不合格。

其中，所述限定值为3h率额定容量的80％。

具体的，下面采用9只已完成老化试验的蓄电池进行试验，电池组采用3×3排列方式安装，中心电池周边无支架防护，模拟极限条件下蓄电池功能完整性。

步骤s1，进行3h率容量试验，对完全充电的蓄电池进行3h率容量试验，要求实际放电容量不低于3h率额定容量：

步骤s101，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s102，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤103，若实际3h率容量≥3h率额定容量进行步骤s2，若实际3h率容量＜3h率额定容量更换蓄电池进行3h率容量试验。

在此，试验开始前的电解液温度修正系数见表1。

表1温度修正系数

步骤s2，蓄电池组安装：

步骤s201，将蓄电池充满电后安装在支架1上，蓄电池之间采用连接线连接组成蓄电池组；

步骤s202，采用过渡板2模拟实际蓄电池室内安装地面，通过过渡板2将带支架1的蓄电池组与地震台固定。

在此，所述过渡板2为过度钢板。

步骤s3，布置加速度测点3及应变计：如图1-3所示，所述步骤s3中加速度测点3包括地震台台面、支架的顶部和中心高度、蓄电池样机重心高度处，应变计布置在支架1的应力部位4。

步骤s4，进行动态特性探查试验：在蓄电池组的三个正交轴向同时输入加速度幅值为0.2g，频率范围为0.2hz～100hz的白噪声进行激振，震动持续时间为300s，测量蓄电池组的基阶固有频率和阻尼比。

步骤s5，进行地震模拟试验：在蓄电池组的三个正交轴向同时输入人工模拟加速度时程作为输入，进行5次obe地震、1次sse地震模拟试验，每次试验时间为30s。

在此，取5％阻尼比，蓄电池组楼层反应谱(+10％裕度)见表2、图4、图5。

表2

在5次obe地震、1次sse地震模拟试验期间，测量各测点的加速度响应，并以0.005c10a进行放电。如图6所示，采用蓄电池检测仪监测蓄电池组放电电流和总电压信号。抗震试验期间蓄电池组无裂纹及变形等，放电电流或电压的急剧变化不超过5％。若超过5％则判定为不合格，若不超过5％则进行步骤s6。

步骤s6，进行3h率容量试验：

步骤s601，在环境温度(25±5)℃、电解液温度(25±2)℃条件下，放电电流为0.25c10a，蓄电池组放电终止电压为15.75v，记录放电时间、放电开始时电解液温度；

步骤s602，根据公式(1)计算基准温度25℃时的放电容量，即地震模拟试验后实际3h率容量：

实际3h率容量＝(t/λ)×c3(1)

其中，t为放电到终止电压的实际时间，λ为试验开始前的电解液温度修正系数，c3为3h率额定容量；

步骤603，若地震模拟试验后实际3h率容量≥限定值则判定为合格，若地震模拟试验后实际3h率容量＜限定值则判定为不合格。

在此，所述限定值为3h率额定容量的80％。

综上，本发明所述的民用核安全级铅酸蓄电池组抗震试验方法，是一种可执行的模拟实际安装方式的抗震试验方法，试验方法合理、试验流程清晰，满足核安全级蓄电池质量鉴定要求；用于模拟实际安装条件在地震情况下，验证蓄电池组功能完整性。