閥控式蓄電池的使用和維護(hù)

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(hù)蓄電池的方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：蓄電池；使用；維護(hù)

Use and Maintenance of Valve Regulated Lead? acid Battery(VRLAB)

ZHANG Xi- feng, LIU Jun- shan, LI Jian- ling, DONG Qing- yun?

Abstract:The principle of VRLAB is introduced. The main causes to influence the lifetime of VRLAB are analyzed. The correct methods to use and maintain VRLAB and matters concerned are described.

Keywords:Battery; Use; Maintenance 　

1? 引言

??? 蓄電池作為一種獨(dú)立的操作電源，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，所以在變電所和發(fā)電廠被廣泛應(yīng)用。最早使用的普通鉛酸蓄電池過(guò)載能力低，易產(chǎn)生酸腐蝕；20世紀(jì)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(guò)充能力強(qiáng)，放電電壓平穩(wěn)，放電倍率高，壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但也有電池電壓低、使用數(shù)量大、維護(hù)工作量相對(duì)較大且較繁瑣等缺點(diǎn)；而閥控式蓄電池具有防爆安全、使用數(shù)量少、電池單體電壓高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。目前由于充電設(shè)備的更新?lián)Q代，尤其是高頻開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用，使相關(guān)指標(biāo)（穩(wěn)壓、穩(wěn)流、紋波系數(shù)等）要求較嚴(yán)的閥控式蓄電池得到了廣泛的應(yīng)用。閥控式蓄電池主要有貧液式和膠液式兩類(lèi)。由于閥控式蓄電池全密封、無(wú)須加水維護(hù)，故常冠以“免維護(hù)”的稱(chēng)號(hào)。“免維護(hù)”這一詞給使用者帶來(lái)了認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，導(dǎo)致使用者放松了對(duì)閥控式蓄電池的日常維護(hù)和管理。因此，正確使用和維護(hù)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(guò)程中和充電終止時(shí)會(huì)出現(xiàn)水被電解的現(xiàn)象，通常情況下，正極出現(xiàn)氧氣，負(fù)極出現(xiàn)氫氣。由于電池采用免維護(hù)極板，使氫氣析出時(shí)電位提高，加上反應(yīng)區(qū)域和反應(yīng)速度的不同，使正極出現(xiàn)氧氣先于負(fù)極出現(xiàn)氫氣，正極電解水反應(yīng)式如下：

??? 2H2O→O2＋4H＋＋4e－

??? 氧氣通過(guò)隔板通道或頂部到達(dá)負(fù)極進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

??? Pb＋O2＋2H2SO4→PbSO4＋H2O

??? 負(fù)極被氧化成硫酸鉛，經(jīng)過(guò)充電又轉(zhuǎn)變成海棉狀鉛。

??? PbSO4＋2e－＋H＋→Pb＋HSO4－

??? 由于閥控式蓄電池結(jié)構(gòu)，使電池內(nèi)部保留一定壓力和氣體，保證上述反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，與此同時(shí)也抑制負(fù)極氫氣的析出，控制了電池內(nèi)水份的消耗，因此電池可以密封運(yùn)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(shí)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(huán)境溫度

??? 環(huán)境溫度過(guò)高對(duì)蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時(shí)，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時(shí)將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長(zhǎng)的壽命，長(zhǎng)期運(yùn)行溫度若升高10℃，使用壽命約降低一半。

??? 2）過(guò)度充電

??? 長(zhǎng)期過(guò)充電狀態(tài)下，正極因析氧反應(yīng)，水被消耗，H＋增加，從而導(dǎo)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(shí)因水損耗加劇，將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn)，從而影響蓄電池壽命。

??? 3）過(guò)度放電

??? 蓄電池過(guò)度放電主要發(fā)生在交流電源停電后，蓄電池長(zhǎng)時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過(guò)度放電到其電壓過(guò)低甚至為零時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)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(duì)蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，因此在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內(nèi)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(zhǎng)期浮充電

??? 蓄電池在長(zhǎng)期浮充電狀態(tài)下，只充電而不放電，勢(shì)必會(huì)造成蓄電池的陽(yáng)極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)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(hù)

??? 下面為閥控式蓄電池在使用和維護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

??? ——蓄電池應(yīng)放置在通風(fēng)、干燥、遠(yuǎn)離熱源處和不易產(chǎn)生火花的地方，安全距離為0.5m以上。在環(huán)境溫度為25℃～0℃內(nèi)，每下降1℃，其放電容量約下降1％，所以電池宜在15℃～20℃環(huán)境中工作。

??? ——要使蓄電池有較長(zhǎng)的使用壽命，請(qǐng)使用性能良好的自動(dòng)穩(wěn)壓限流充電設(shè)備。當(dāng)負(fù)載在正常范圍內(nèi)變化時(shí)，充電設(shè)備應(yīng)達(dá)到±2％的穩(wěn)壓精度，才能滿(mǎn)足電池說(shuō)明書(shū)中所規(guī)定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間請(qǐng)不要停止浮充。

??? ——必須嚴(yán)格遵守蓄電池放電后，再充電時(shí)的恒流限壓充電→恒壓充電→浮充電的充電規(guī)律，條件允許的最好使用高頻開(kāi)關(guān)電源型充電裝置，以便隨時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行智能管理。

??? ——新安裝或大修后的閥控式蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)，以后每隔2～3年進(jìn)行一次核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行了6年的閥控式蓄電池，每年作一次核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)。若經(jīng)過(guò)3次核對(duì)性放充電，蓄電池組容量均達(dá)不到額定容量的80％以上，可認(rèn)為此組閥控式蓄電池壽命終止，應(yīng)予以更換。

??? ——維護(hù)測(cè)量蓄電池時(shí)，操作者面部不得正對(duì)蓄電池頂部，應(yīng)保持一定角度或距離。

??? ——蓄電池運(yùn)行期間，每半年應(yīng)檢查一次連接導(dǎo)線(xiàn)，螺栓是否松動(dòng)或腐蝕污染，松動(dòng)的螺栓必須及時(shí)擰緊（螺栓與螺母的扭矩約為11N·m），腐蝕污染的接頭應(yīng)及時(shí)清潔處理。電池組在充放電過(guò)程中，若連接條發(fā)熱或壓降大于10mV以上，應(yīng)及時(shí)用砂紙等對(duì)連接條接觸部位進(jìn)行打磨處理。

??? ——不能把不同廠家、不同型號(hào)、不同種類(lèi)、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(xiàn)監(jiān)測(cè)管理技術(shù)，隨時(shí)對(duì)電池實(shí)施在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，了解和掌握電池的電壓、壓差（見(jiàn)表1）等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池的缺陷，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

??? ——蓄電池在正常運(yùn)行期間，應(yīng)每周測(cè)量一次電池電壓、環(huán)境溫度；每月普測(cè)一次電池電壓、環(huán)境溫度，并做好記錄；每季檢查一次電池開(kāi)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(guī)定），并作記錄；應(yīng)保持完整的電池履歷（包括出廠日期、安裝日期、運(yùn)行情況等）。

表1? 閥控式蓄電池在運(yùn)行中電壓偏差值及放電終止電壓值的規(guī)定V