张希峰,刘俊山,李建玲,董青云
(中原油田供电管理处,河南 濮阳 457001)
摘 要 : 介 绍 了 阀 控 式 蓄 电 池 的 原 理 , 分 析 了 影 响 蓄 电 池 使 用 寿 命 的 主 要 因 素 , 提 出 了 正 确 使 用 和维 护 蓄 电 池 的 方 法 及 注 意 事 项 。
关键词 : 蓄 电 池 ; 使 用 ; 维 护
1 引 言
蓄 电 池 作 为一 种 独 立 的 操 作 电 源 , 具有 可 靠 性 高 的 优 点 , 所 以 在 变 电 所 和 发 电 厂 被 广 泛 应 用 。 最 早 使 用的 普 通 铅 酸 蓄 电 池 过 载 能 力 低 , 易 产 生 酸 腐 蚀 ; 20世 纪 80年 代 以 后 , 逐 步 被 镉 镍 蓄 电 池 替 代, 虽 然 其 具 有 可 靠 性 高 、 体 积 小 、 压 降 小 、 耐 过 充 能 力 强 , 放 电 电 压 平 稳 , 放 电 倍 率 高 , 寿命 较 长 等 优 点 , 但 也 有 电 池 电 压 低 、 使 用 数 量 大 、 维 护 工 作 量 相 对 较 大 且 较 繁 琐 等 缺 点 ; 而阀 控 式 蓄 电 池 具 有 防 爆 安 全 、 使 用 数 量 少 、 电 池 单 体 电 压 高 、 维 护 方 便 等 优 点 。 目 前 由 于 充电 设 备 的 更 新 换 代 , 尤 其 是 高 频 开 关 电 源 的 应 用 , 使 相 关 指 标 ( 稳 压 、 稳 流 、 纹 波 系 数 等 )要 求 较 严 的 阀 控 式 蓄 电 池 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 阀 控 式 蓄 电 池 主 要 有 贫 液 式 和 胶 液 式 两 类 。 由于 阀 控 式 蓄 电 池 全 密 封 、 无 须 加 水 维 护 , 故 常 冠 以 “ 免 维 护 ” 的 称 号 。 “ 免 维 护 ” 这 一 词 给使 用 者 带 来 了 认 识 上 的 误 区 , 导 致 使 用 者 放 松 了 对 阀 控 式 蓄 电 池 的 日 常 维 护 和 管 理 。 因 此 ,正 确 使 用 和 维 护 阀 控 式 蓄 电 池 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。
2 阀 控 式 蓄 电 池 原 理
阀 控 式 蓄 电池 在 充 电 过 程 中 和 充 电 终 止 时 会 出 现 水 被 电 解 的 现 象 , 通 常 情 况 下 , 正 极 出 现 氧 气 , 负 极 出现 氢 气 。 由 于 电 池 采 用 免 维 护 极 板 , 使 氢 气 析 出 时 电 位 提 高 , 加 上 反 应 区 域 和 反 应 速 度 的 不同 , 使 正 极 出 现 氧 气 先 于 负 极 出 现 氢 气 , 正 极 电 解 水 反 应 式 如 下 :
氧 气 通 过 隔 板 通 道 或 顶 部 到 达 负 极 进 行 化 学 反 应 。
负 极 被 氧 化 成 硫 酸 铅 , 经 过 充 电 又 转 变 成 海 棉 状 铅 。
由 于 阀 控 式 蓄 电 池 结 构 , 使 电 池 内 部 保 留 一 定 压 力 和 气 体 , 保 证 上 述 反应 循 环 进 行 , 与 此 同 时 也 抑 制 负 极 氢 气 的 析 出 , 控 制 了 电 池 内 水 份 的 消 耗 , 因 此 电 池 可 以 密封 运 行 。
3 影 响 阀 控 式 蓄 电 池 使 用 寿 命 的主 要 因 素
阀 控 式 蓄 电池 全 浮 充 正 常 使 用 寿 命 在 10年 以 上 , 理 论 上 可 到 20年 , 但 在 实 际 使 用 中 , 影 响 阀 控 式 蓄 电 池使 用 寿 命 的 因 素 很 多 , 主 要 有
1) 环 境 温 度
环 境 温 度 过 高 对 蓄 电 池 使 用 寿 命 的 影 响 很 大 。 温 度 升 高 时 , 蓄 电 池 的 极板 腐 蚀 将 加 剧 , 同 时 将 消 耗 更 多 的 水 , 从 而 使 电 池 寿 命 缩 短 。 蓄 电 池 在 25 ℃ 的 环 境 下 可 获 得较 长 的 寿 命 , 长 期 运 行 温 度 若 升 高 10 ℃ , 使 用 寿 命 约 降 低 一 半 。
2) 过 度 充 电
长 期 过 充 电 状 态 下 , 正 极 因 析 氧 反 应 , 水 被 消 耗 , H+ 增 加 , 从 而 导 致正 极 附 近 酸 度 增 加 , 板 栅 腐 蚀 加 速 , 使 板 栅 变 薄 加 速 电 池 的 腐 蚀 , 使 电 池 容 量 降 低 ; 同 时 因水 损 耗 加 剧 , 将 使 蓄 电 池 有 干 涸 的 危 险 , 从 而 影 响 蓄 电 池 寿 命 。
3) 过 度 放 电
蓄 电 池 过 度 放 电 主 要 发 生 在 交 流 电 源 停 电 后 , 蓄 电 池 长 时 间 为 负 载 供 电。 当 蓄 电 池 被 过 度 放 电 到 其 电 压 过 低 甚 至 为 零 时 , 会 导 致 电 池 内 部 有 大 量 的 硫 酸 铅 被 吸 附 到蓄 电 池 的 阴 极 表 面 , 在 电 池 的 阴 极 造 成 “ 硫 酸 盐 化 ” 。 硫 酸 铅 是 一 种 绝 缘 体 , 它 的 形 成 必 将对 蓄 电 池 的 充 、 放 电 性 能 产 生 很 大 的 负 面 影 响 , 因 此 在 阴 极 上 形 成 的 硫 酸 盐 越 多 , 蓄 电 池 的内 阻 越 大 , 电 池 的 充 、 放 电 性 能 就 越 差 , 蓄 电 池 的 使 用 寿 命 就 越 短 。
4) 长 期 浮 充 电
蓄 电 池 在 长 期 浮 充 电 状 态 下 , 只 充 电 而 不 放 电 , 势 必 会 造 成 蓄 电 池 的 阳极 极 板 钝 化 , 使 蓄 电 池 内 阻 增 大 , 容 量 大 幅 下 降 , 从 而 造 成 蓄 电 池 使 用 寿 命 缩 短 。
4 阀 控 式 蓄 电 池 的 正 确 使 用 和 维护
下 面 为 阀 控式 蓄 电 池 在 使 用 和 维 护 中 应 注 意 的 问 题 。
— — 蓄 电 池 应 放 置 在 通 风 、 干 燥 、 远 离 热 源 处 和 不 易 产 生 火 花 的 地 方 ,安 全 距 离 为 0.5m以 上 。 在 环 境 温 度 为 25℃ ~ 0℃ 内 , 每 下 降 1℃ , 其 放 电 容 量 约 下 降 1% , 所 以电 池 宜 在 15℃ ~ 20℃ 环 境 中 工 作 。
— — 要 使 蓄 电 池 有 较 长 的 使 用 寿 命 , 请 使 用 性 能 良 好 的 自 动 稳 压 限 流 充电 设 备 。 当 负 载 在 正 常 范 围 内 变 化 时 , 充 电 设 备 应 达 到 ± 2% 的 稳 压 精 度 , 才 能 满 足 电 池 说 明书 中 所 规 定 的 要 求 。 浮 充 使 用 的 蓄 电 池 非 工 作 期 间 请 不 要 停 止 浮 充 。
— — 必 须 严 格 遵 守 蓄 电 池 放 电 后 , 再 充 电 时 的 恒 流 限 压 充 电 → 恒 压 充 电 → 浮 充 电 的 充 电 规 律 , 条 件 允 许 的 最 好 使 用 高 频 开 关 电 源 型 充 电 装 置 , 以 便 随 时 对 蓄 电 池 进行 智 能 管 理 。
— — 新 安 装 或 大 修 后 的 阀 控 式 蓄 电 池 组 , 应 进 行 全 核 对 性 放 电 实 验 , 以后 每 隔 2~ 3年 进 行 一 次 核 对 性 放 电 实 验 , 运 行 了 6年 的 阀 控 式 蓄 电 池 , 每 年 作 一 次 核 对 性 放 电实 验 。 若 经 过 3次 核 对 性 放 充 电 , 蓄 电 池 组 容 量 均 达 不 到 额 定 容 量 的 80% 以 上 , 可 认 为 此 组 阀控 式 蓄 电 池 寿 命 终 止 , 应 予 以 更 换 。
— — 维 护 测 量 蓄 电 池 时 , 操 作 者 面 部 不 得 正 对 蓄 电 池 顶 部 , 应 保 持 一 定角 度 或 距 离 。
— — 蓄 电 池 运 行 期 间 , 每 半 年 应 检 查 一 次 连 接 导 线 , 螺 栓 是 否 松 动 或 腐蚀 污 染 , 松 动 的 螺 栓 必 须 及 时 拧 紧 ( 螺 栓 与 螺 母 的 扭 矩 约 为 11N· m) , 腐 蚀 污 染 的 接 头 应 及时 清 洁 处 理 。 电 池 组 在 充 放 电 过 程 中 , 若 连 接 条 发 热 或 压 降 大 于 10 mV以 上 , 应 及 时 用 砂 纸 等对 连 接 条 接 触 部 位 进 行 打 磨 处 理 。
— — 不 能 把 不 同 厂 家 、 不 同 型 号 、 不 同 种 类 、 不 同 容 量 、 不 同 性 能 以 及新 旧 不 同 的 电 池 串 、 并 在 一 起 使 用 。
— — 为 蓄 电 池 配 置 在 线 监 测 管 理 技 术 , 随 时 对 电 池 实 施 在 线 监 测 , 了 解和 掌 握 电 池 的 电 压 、 压 差 ( 见 表 1) 等 , 以 便 及 时 发 现 蓄 电 池 的 缺 陷 , 及 时 进 行 维 护 。
— — 蓄 电 池 在 正 常 运 行 期 间 , 应 每 周 测 量 一 次 电 池 电 压 、 环 境 温 度 ; 每 月 普 测 一 次 电 池 电 压 、 环 境 温 度 , 并 做 好 记 录 ; 每 季 检 查 一 次 电 池 开 路 电 压 ( 单 体 电 压 ) ; 每 年 做 一 次 容 量 检 查 ( 放 电 电 流 为 0.1C10A, 终 止 电 压 符 合 表 1中 的 规 定 ) , 并 作 记 录 ; 应 保 持 完 整 的 电 池 履 历 ( 包 括 出 厂 日 期 、 安 装 日 期 、 运 行 情 况 等 )。