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

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