阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护

江西电力第３２卷２００８年第３期　文章编号：１００６—３４８Ｘ（２００８）０３－００４４－０３　阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护　雷和林　（江西三和罗湾水电厂，江西宜春３３６０００）　摘要：介绍了阀控式密封铅酸蓄电池的运行维护及影响同控式密封铅酸蓄电池性能和寿命的失效机理，提出了　检测方法，为日后使用阀控式密封铅酸蓄电池提供参考。　关键词：阀控式：铅酸蓄电池；失效机理；检测　中图分类号：ＴＭ９１２　文献标识码：Ｂ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｖａｌｖｅ—ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅａｌｅｄ　ｌｅａｄ—ａｃｉｄ　ｂａｔｔｅｒｙ＇ｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　１ｉｆｅ．Ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｂａｔｔｅｒｙ　ｕｓｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｖａｌｖｅ—ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｙｐｅ；ｌｅａｄ—ａｃｉｄ　ｂａｔｔｅｒｙ；ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｔｅｓｔ　０　引言　表１　开口式与阀控式蓄电池性能比较表　蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电　开口式铅酸蓄电池　阀控式铅酸蓄电池　源广泛应用于发电厂和变电站中。正常时直流系统　安装工艺复杂　孽　、可与通信设备同室　中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电　极板结构普通隔板　超细玻璃纤维隔板　时。蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直　监控设备维护工作量大　无人值守　流泵、事故照明、交流不停电电源、断路器跳合闸等，　同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、　环节誓　桃端　襄　黼压　充电性能使用时需进行初充电处理　时已进行过充放电　保护装置及通信等负荷提供电力。在交流失电的事　故状态下。蓄电池作为发电厂和变电站的备用能源　是保障发电厂和变电站安全的重要设备。而一些老　…内部反应蓄　老　耋　警　目　，对环境污染较重，水　髫擎　喜　辫……　，箍　Ｔ　，　…　ｌ　褒莠　…　发电厂和变电站使用的蓄电池还是老式开口式铅酸　蓄电池，这种蓄电池不但安装工艺复杂，而且维护工　的运行要求如下：　作量大，不利于现代企业提高工作效率和保障发电　阀控式密封铅酸蓄电池组在正常运行时以浮充　厂和变电站的安全运行。　方式运行，浮充电压值一般控制为ｎｘ２．２３　Ｖ，在运　如今常用的新型阀控式铅酸蓄电池无论从制作　行中主要监视蓄电池组的端电压、浮充电流及每只　材料、制作技术、工艺流程等方面都有较大改进和创　蓄电池的电压。　新，具有可卧放、叠放，节省空间；贫液设计省去了在　１．２　阀控式密封铅酸蓄电池的充放电　维护中进行比重测量，适合大电流放电；充电不会产　１．２．１核对性充放电　生酸气而污染环境等优点，克服了以往蓄电池在使　新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核　用中的弊端。其区别见表１。　对性额定容量放电试验。试验应采用恒流放电，待放　１　阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护　电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生蓄　电池内部的硫化现象，而导致蓄电池内部短路。此时　１．１蓄电池运行要求　应采用０．１Ｃ１Ｏ（Ｃ１０含义：电池放电１０　ｈ所释放的容　按照电力系统的有关标准，阀控式铅酸蓄电池　量，单位为Ａｈ；０．１ＣＩＯ含义：电池充放电１０　ｈ充放电　收稿日期：２００７—１０—１５　作者简介：雷和林（１９７０一），男，江西安义人。工程师，长沙理工大学本科毕业，主要从事发电厂管理工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

江西电力第３２卷２００８年第３期　４５　率）恒流充电，当蓄电池组端电压上升到ｎｘ２．２３　Ｖ　时．将会自动或手动转为恒压充电。　１．２．２恒压充电　在ｎｘ２．３５　Ｖ的恒压充电下，０．１Ｃ１０的充电电流　定值进行；　蓄电池端子应用螺栓、螺母连接，蓄电池间的连　接电压降△Ｕ＜８　ｍＶ；　蓄电池组中各单体蓄电池间的开路电压最高与　最低差值不大于２０　ｍＶ：浮充时单体蓄电池端电压　的最大差值应不大于５０　ｍＶ。　逐渐减小．当充电电流减小至０．１Ｃ１０时，充电装置　的倒计时开始起动，并维持３　ｈ不变。当整定的倒计　时结束时．充电装置自动或手动转为正常的浮充电　运行．浮充电压为ｎｘ２．２３　Ｖ。同时在浮充电过程中　１＿３＿３　电压偏差值及终止电压值　表２不同标称电压下电压偏差值及终止电压值　ｖ　要进行温度补偿．即对每只单体蓄电池充电电压随　环境温度给予一定量的补偿，避免蓄电池因失水干　涸而失效。　中心温度、补偿下限、补偿上限、补偿斜率均可　根据蓄电池性能灵活设置。　１．２．３补充充电　１＿３．４使用中应注意事项　（１）铅酸蓄电池在每次放电完后，应及时充电，　需充电的时间在１０　ｈ以上。　为了弥补运行中因浮充电流调整不当．补偿不　了蓄电池自放电和爬电、漏电所造成蓄电池容量的　（２）不应使蓄电池被过电流或过电压充电。　（３）尽量避免蓄电池长期搁置不用。　亏损，设定每隔１—３月自动地进行一次恒流充电一　恒压充电一浮充电的补充充电过程，确保蓄电池组　（４）不要使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。　（５）不使蓄电池过放电。　（６）阀控式铅酸蓄电池对充电设备及温度等外　随时都具有额定容量．以保证运行安全可靠。　１．２＿４事故放电和自动充电　当电网解列、故障和交流电源中断时，蓄电池组　立即承担起主要负荷和事故照明负荷．若蓄电池组　端电压下降到ｎｘ２　Ｖ时，电网还未恢复送电，应自　动或手动断开蓄电池组的供电，以免因蓄电池组过　部环境因素较为敏感。要求充电机有较小的纹波系　数。并对蓄电池有温度补偿功能。蓄电池的充电电压　应随着温度的上升而下降，一般每升高１　ｃＩ二，充电电　压下降２～４　ｍＶ。　放电而损坏。交流电源恢复送电时，充电装置将自　动或手动进入恒流充电一恒压充电一浮充电，并恢　复到正常运行状态。　１．３蓄电池维护　２常见失效机理和检测　２．１　阀控蓄电池的失效机理　阀控式铅酸蓄电池是一个复杂的电化学产品。　蓄电池的性能和寿命取决于电极的材料、工艺、活性　物质的组成和结构及蓄电池运行安装维护的状态和　据统计，阀控式铅酸蓄电池的故障，有５０％以　上是因阀控式铅酸蓄电池组故障，或因阀控式铅酸　蓄电池维护不当造成的。通常所说的“免维护”蓄电　池．即：在规定条件下使用期间不需维护的一种蓄电　池。所谓蓄电池的免维护是相对传统铅酸蓄电池维　护而言，仅指使用期间无需加水。在实际工作中，仍　需履行维护手续。在电力行业中极为重视蓄电池的　维护工作．一般应做好以下工作：　１．３．１　经常检查项目　条件等。它的失效因素也是比较多的。基本上可分为四　类。一是产品质量；二是安装质量；三是运行维护质量：　四是使用环境。这四个方面应该说都是十分重要的。　２．１．１产品质量　产品质量是保持阀控式蓄电池有较好运行质量　的关键，与蓄电池设计结构及工艺质量密切相关　制　造铅粉到封装入库的蓄电池生产过程中的各个环　节）。因此，要对板栅的厚度、重量。铅膏的配方。隔板　（１）检测蓄电池端电压：　（２）连接处有无松动：　（３）极柱、安全阀周围是否有渗酸与酸雾逸出；　的透气性，安全阀的技术设计，电解液的灌装方式及　对电解液注入量的控制、合成的方式，壳体材料及壳　盖与极桩、壳盖与壳体间的密封等生产工艺和技术有　所了解．以便从购入时就进行严格的把关。　（１）蓄电池设计结构因素　蓄电池壳体有无渗漏和变形。　１．３．２运行中的维护　应经常检查蓄电池浮充状态是否正常。蓄电池　的浮充电压（工作环境温度为２５　ｃＩ二）应按说明书规　１）极板的腐蚀：对浮充电使用的蓄电池。板栅腐　维普资讯 http://www.cqvip.com 江西电力第３２卷２００８年第３期　蚀是限定蓄电池寿命的重要因素。在蓄电池过充电　２．１．３维护质量　状态下，负极产生水，降低了酸度，而正极反应产生　Ｈ＋．加速了正极板栅的腐蚀。　２）水损失：由于再化合反应不完全及板栅腐蚀　引起水的损失，当每次充电时，由于产生气体的速率　维护质量也是确保阀控式蓄电池正常运行的重　要方面。如果维护质量较高，就能使阀控式蓄电池发　挥最大的效能和延长使用的寿命。因此电力维护人　员要在充分理解阀控式蓄电池产品说明书所提出的　大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水　的损失。正极栅的腐蚀也是造成水损失的因素之一。　３）枝状结晶生成：当蓄电池处于放电状态，或长　各项要求的前提下从事维护工作。　２．１．４使用环境　据国外资料介绍，当使用环境高于２５　ｃ《二时，每　升高６～１０　ｃ《二，蓄电池寿命缩短一半。因为过高的温　度会导致浮充电流的增加，从而产生过充电量的累　积，致使得电池循环寿命的缩短。浮充电压也应根据　温度进行补偿，一般为一２～４　ｍＶ／￣Ｃ，而现有充电机必　须具有此功能　２．２蓄电池的检测　期以放电状态放置，这种情况下，负极ｐＨ值增加，　极板上生成可溶性铅颗粒，促进板状结晶生成穿透　隔膜造成极间短路，使蓄电池失效。　４）负极板硫酸盐化：由于自化合反应的发生，无　论蓄电池处于充电或放电状态，负极板总有硫酸铅　存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不可逆　硫酸铅，使蓄电池容量减少，导致蓄电池失效。　５）热失控：在充电过程中，蓄电池内的再化合反　为了掌握蓄电池的性能状况，目前有如下几种　检测方法：　２．２．１　放电法　、　应将产生大量的热能，由于蓄电池的密封结构使热　量不易散出，以及周围环境温度升高，导致浮充电流　的增大，进而使浮充电压升高，以致蓄电池温升过高　而失效。　（２）蓄电池工艺质量的因素　将蓄电池组脱离供电系统，以１０　ｈ率电流对负　荷放电，同时测量每一蓄电池电压，当降到规定值时　（单体１．８　Ｖ），停止放电，计算时间得出蓄电池组容　量。该方法准确，但浪费能量，实施困难。　２．２．２蓄电池电压巡检　在实际情况中，由于电池生产工艺质量的问题，　如原材料成分不稳定，极板涂膏量不一致，极耳腐蚀　在浮充状态下，对阀控式铅酸蓄电池组的每只　断裂，壳体和壳盖间渗透漏液，阀盖开闭不灵等，都　可能造成蓄电池性能离散性大，成为蓄电池早期失　效的主要因素。　２．１．２安装质量　蓄电池的端电压进行巡回检测　找出端电压下降最　快的一只，再对此蓄电池在线放电检测其容量，即代　表该组阀控式铅酸蓄电池的容量。该方法方便可行，　但只能判读已严重失效的蓄电池，不能全面的反映　每个单体的情况，且对性能的差异不能作出反应。　２．２－３测量蓄电池内阻　安装质量包括储存、安装、容量试验等多个方　面。这些方面均会直接影响阀控式蓄电池日后的运　行和维护工作，因此在搬运储存的过程中应注意不　要发生碰撞，在安装过程中要注意汇接条与蓄电池　极桩之间的吻合，将不平的极桩整平。在紧固极桩　阀控式铅酸蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、　接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电　池内阻的增大、电导的减小，因此，电导或电阻的高　时，所用的力量要恰当。如太大，会使极桩内的铜套　溢扣，力量太小又会造成汇流条与极桩接触不良，因　低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。　此安装中最好采用厂家提供的有过力脱扣的扳手，　或按照厂家提供的参考公斤力，使用相应的公斤扳　３　结束语　蓄电池是电力系统发电厂，变（配）电所重要的　手。此外还应该注意：（１）要使蓄电池与直流屏之间　各组蓄电池正极与正极、负极与负极的长短尽量一　控制、信号、动力备用应急电源，它在电力系统安全　运行中起着重要的作用。阀控式铅酸蓄电池虽然有　致，以在大电流放电时保持蓄电池组问的运行平衡：　（２）要使蓄电池组的正、负极汇流板与蓄电池汇流条　间的连接牢固可靠；（３）在安装后，千万不要忘记给　蓄电池补充充电。　大量优点，但有效的运行和维护管理仍然是保障蓄　电池寿命的重要手段，因此了解和掌握阀控式铅酸　蓄电池的的运行和维护知识是非常必要的