閥控式蓄電池的使用和維護

摘要：介紹了閥控式蓄電池的原理，分析了影響蓄電池使用壽命的主要因素，提出了正確使用和維護蓄電池的方法及注意事項。

關鍵詞：蓄電池;使用;維護

UseandMaintenanceofValveRegulatedLead?acidBattery(VRLAB)

ZHANGXi-feng,LIUJun-shan,LIJian-ling,DONGQing-yun

Abstract:TheprincipleofVRLABisintroduced.ThemaincausestoinfluencethelifetimeofVRLABareanalyzed.ThecorrectmethodstouseandmaintainVRLABandmattersconcernedaredescribed.

Keywords:Battery;Use;Maintenance

1引言

蓄電池作為一種獨立的操作電源，具有可靠性高的優點，所以在變電所和發電廠被廣泛應用。最早使用的普通鉛酸蓄電池過載能力低，易產生酸腐蝕;20世紀80年代以后，逐步被鎘鎳蓄電池替代，雖然其具有可靠性高、體積小、壓降小、耐過充能力強，放電電壓平穩，放電倍率高，壽命較長等優點，但也有電池電壓低、使用數量大、維護工作量相對較大且較繁瑣等缺點;而閥控式蓄電池具有防爆安全、使用數量少、電池單體電壓高、維護方便等優點。目前由于充電設備的更新換代，尤其是高頻開關電源的應用，使相關指標(穩壓、穩流、紋波系數等)要求較嚴的閥控式蓄電池得到了廣泛的應用。閥控式蓄電池主要有貧液式和膠液式兩類。由于閥控式蓄電池全密封、無須加水維護，故常冠以“免維護”的稱號。“免維護”這一詞給使用者帶來了認識上的誤區，導致使用者放松了對閥控式蓄電池的日常維護和管理。因此，正確使用和維護閥控式蓄電池具有十分重要的意義。

2閥控式蓄電池原理

閥控式蓄電池在充電過程中和充電終止時會出現水被電解的現象，通常情況下，正極出現氧氣，負極出現氫氣。由于電池采用免維護極板，使氫氣析出時電位提高，加上反應區域和反應速度的不同，使正極出現氧氣先于負極出現氫氣，正極電解水反應式如下：

2H2O→O2+4H++4e-

氧氣通過隔板通道或頂部到達負極進行化學反應。

Pb+O2+2H2SO4→PbSO4+H2O

負極被氧化成硫酸鉛，經過充電又轉變成海棉狀鉛。

PbSO4+2e-+H+→Pb+HSO4-

由于閥控式蓄電池結構，使電池內部保留一定壓力和氣體，保證上述反應循環進行，與此同時也抑制負極氫氣的析出，控制了電池內水份的消耗，因此電池可以密封運行。

3影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素

閥控式蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上，理論上可到20年，但在實際使用中，影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多，主要有

1)環境溫度

環境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命，長期運行溫度若升高10℃，使用壽命約降低一半。

2)過度充電

長期過充電狀態下，正極因析氧反應，水被消耗，H+增加，從而導致正極附近酸度增加，板柵腐蝕加速，使板柵變薄加速電池的腐蝕，使電池容量降低;同時因水損耗加劇，將使蓄電池有干涸的危險，從而影響蓄電池壽命。

3)過度放電

蓄電池過度放電主要發生在交流電源停電后，蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時，會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體，它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響，因此在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內阻越大，電池的充、放電性能就越差，蓄電池的使用壽命就越短。

4)長期浮充電

蓄電池在長期浮充電狀態下，只充電而不放電，勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內阻增大，容量大幅下降，從而造成蓄電池使用壽命縮短。

4閥控式蓄電池的正確使用和維護

下面為閥控式蓄電池在使用和維護中應注意的問題。

——蓄電池應放置在通風、干燥、遠離熱源處和不易產生火花的地方，安全距離為0.5m以上。在環境溫度為25℃～0℃內，每下降1℃，其放電容量約下降1%，所以電池宜在15℃～20℃環境中工作。

——要使蓄電池有較長的使用壽命，請使用性能良好的自動穩壓限流充電設備。當負載在正常范圍內變化時，充電設備應達到±2%的穩壓精度，才能滿足電池說明書中所規定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間請不要停止浮充。

——必須嚴格遵守蓄電池放電后，再充電時的恒流限壓充電→恒壓充電→浮充電的充電規律，條件允許的最好使用高頻開關電源型充電裝置，以便隨時對蓄電池進行智能管理。

——新安裝或大修后的閥控式蓄電池組，應進行全核對性放電實驗，以后每隔2～3年進行一次核對性放電實驗，運行了6年的閥控式蓄電池，每年作一次核對性放電實驗。若經過3次核對性放充電，蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上，可認為此組閥控式蓄電池壽命終止，應予以更換。

——維護測量蓄電池時，操作者面部不得正對蓄電池頂部，應保持一定角度或距離。

——蓄電池運行期間，每半年應檢查一次連接導線，螺栓是否松動或腐蝕污染，松動的螺栓必須及時擰緊(螺栓與螺母的扭矩約為11N·m)，腐蝕污染的接頭應及時清潔處理。電池組在充放電過程中，若連接條發熱或壓降大于10mV以上，應及時用砂紙等對連接條接觸部位進行打磨處理。

——不能把不同廠家、不同型號、不同種類、不同容量、不同性能以及新舊不同的電池串、并在一起使用。

——為蓄電池配置在線監測管理技術，隨時對電池實施在線監測，了解和掌握電池的電壓、壓差(見表1)等，以便及時發現蓄電池的缺陷，及時進行維護。

——蓄電池在正常運行期間，應每周測量一次電池電壓、環境溫度;每月普測一次電池電壓、環境溫度，并做好記錄;每季檢查一次電池開路電壓(單體電壓);每年做一次容量檢查(放電電流為0.1C10A，終止電壓符合表1中的規定)，并作記錄;應保持完整的電池履歷(包括出廠日期、安裝日期、運行情況等)。

表1閥控式蓄電池在運行中電壓偏差值及放電終止電壓值的規定V

閥控式蓄電池標準電壓

2612

運行中電壓最大偏差值±0.05±0.15±0.3

開路電壓最大最小電壓差值0.030.040.06

放電終止電壓值1.805.40(1.80×3)10.80(1.80×6)