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1、阀控式铅酸蓄电池原理与故障维护摘 要 本文主要介绍了阀控式铅酸蓄电池的工作原理、蓄电池存在问题、 影响蓄电池使用寿命原因以及阀控式蓄电池故障原因及处理方法，为蓄电池运行 及维护提供参考。关键词 阀控式铅酸蓄电池；直流供电0前言阀控式密封铅酸蓄电池是电力系统中直流供电系统的重要组成部分，它作为 直流供电电源，主要担负着为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的 电力保障，确保直流负荷、继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳 定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十 分重要的意义。1 阀控式铅酸蓄电池工作原理阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上仍沿袭传统
2、的铅酸蓄电池，它的 正极活性物质是二氧化铅（PbO ），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb），电解2液是稀硫酸（HSO ），其电极反应方程式如下：24（一）放电过程负极：Pb-2e-+SO 2-=PbSO44正极：PbO +2e-+SO 2-+4H+=PbSO +2H O2442总反应：Pb+PbO +2H SO =2PbSO +2H O22442二）充电过程负极：PbSO+2e-=Pb+S0 2-44正极： PbSO -2e-+2H O=PbO +4H+SO 24 2 2 4总反应：2PbSO +2H O=Pb+PbO +2H SO4 2 2 2 4阀控式铅酸蓄电池在结构和材料上做了重要改进，
3、正极板采用铅铬合金，负极板采用铅钙合金，隔板采用超细玻纤隔板， 并使用紧凑装配和贫液设计工艺技术，整个电池反应密封在塑料电池壳内，出气 孔上加装单向的安全阀。这种电池结构，在规定的充电电压下进行充电时，正极 析出的氧可通过隔板通道传送到负极板表面，还原成水。这种充电过程，电解液 中的水几乎不损失，使电池在使用过程中达到不需要加水的目的，也叫免维护蓄电池。阀控式蓄电池原理如图 1。0PhJhu.图 1 蓄电池原理图2 阀控式铅酸蓄电池存在问题阀控式密封铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池，而生产厂家又承诺该 电池的使用寿命为1020年（最少为8年），这样就给国内的技术和维护人员一 种误解，似乎这
4、种电池既耐用又完全不需要维护。许多用户从装上电池后就基本 没有进行过维护和管理。实际使用中，随着使用时间的增长必然会有个别或部分电池因内阻变大，呈 现出老化现象。当电池的实际容量下降到其本身额定容量的 90%以下时，电池便 进入衰退期，当电池容量下降到原来的 80%以下时，电池便进入急剧的衰退状况 衰退期很短，这时电池组已存在极大的事故隐患。对于由 103 节 2V 蓄电池组成的 220V 直流蓄电池组，当蓄电池内阻变大，许 多维护人员往往会忽视。实际上蓄电池性内阻变大后，性能会降低，虽然在浮充 状态下电压几乎无变化，一旦直流系统失电，蓄电池作为备用供电，电压会瞬间 被拉低，直接影响电池备用时
5、间。3 影响蓄电池使用寿命原因在放电终止电压下蓄电池组能放出的最少电量的电池是衡量蓄电池寿命的主 要指标，而与蓄电池容量有关的因素较多，如设计不周密、制造不精良、安装不 正确、维护不完善等均对蓄电池的使用寿命有一定的影响。下面主要从使用维护 的角度分析影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素。3.1 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25C的环境下 可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10C，使用寿命约降低一半。在蓄电池核容时，蓄电池室内温度会升高，在容量计算式需要进行换算，将实测蓄电池容量CR,按公
6、式换算成25C基准温度时的实际容量C，10C =C /（1+K（t-25），10 R式中：t放电时蓄电池温度；K 10h放电率温度系数，K=0.006/C。10 103.2 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，从而影响蓄电池的寿命。3.3 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”。因硫
7、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。3.4 长期浮充电直流系统的开关电源提供的浮充电流对阀控式蓄电池而言有三个作用：供日 常性负载电流、补充蓄电池自放电的损失、维持蓄电池内氧循环。若蓄电池在长 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下降。4 故障可能原因及处理方法4.1 电压偏差大蓄电池正常备用处于浮充状态，在浮充电时发现蓄电池电压偏差较大。原因： 制造过程工艺差，分散性大；
8、 存放时间长，又没按规定补充电。处理方法： 如果是质量问题，应进行更换。 如果是存放问题，应按规定进行全充、放循环23次，使容量恢复，减 小电压的偏差值。4.2 蓄电池变形蓄电池运行过程中，可能会出现个别蓄电池出现鼓胀、变形等现象。原因： 充电电流大，充电电压超过规定； 内部有短路、局部放电等造成温升超标； 安全阀失灵，内部压力超标。处理方法： 进行核对性放电，容量低于80%额定容量应更换； 运行中减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀是否堵塞。4.3 放电时电压降低快有些蓄电池在运行中浮充电压正常，但在放电时电压很快降至终止电压。原因：蓄电池内部电解物质变质、失水干枯。处理方法：更换蓄电池。
9、4.4 蓄电池温度过高蓄电池运行中应定期对蓄电池温度进行测量，运行中存在蓄电池温度过高的问题。原因： 充电电流大，充电电压超过规定要求； 内部有短路、局部放电等现象； 螺栓松动，接头发热; 充电装置输出的纹波系数超标。处理方法： 降低充电电流，调整充电电压到规定要求值； 清洁处理发热接头，可靠紧固螺栓； 检查处理充电装置，减小装置直流输出的交流分量，使纹波系数符合规定 要求值。4.5 蓄电池核对性放电容量低 蓄电池应定期进行全核对性容量测试，以恒定电流进行放电，若发现蓄电池 容量不合格。原因： 蓄电池长期欠充电，浮充电压低于规定值，造成极板硫酸盐化； 深度放电频繁； 蓄电池放电后未立即充电，造成极板硫酸盐化。处理方法： 调整浮充电运行时的电压值，确保浮充电压满足要求； 蓄电池使用时应避免深度放电； 进行核对性放电，容量达不到要求时，进行全充、放循环23次，仍低 于 80%额定容量，应更换蓄电池组。5 总结阀控式密封铅酸蓄电池是电力系统中直流供电系统的重要组成部分，本文通 过阀控式铅酸蓄电池的工作原理、蓄电池存在问题、影响蓄电池使用寿命原因以 及阀控式蓄电池故障原因及处理方法的介绍，为蓄电池运行及维护提供参考。参考文献：1.徐广建.铅酸蓄电池正极极柱腐蚀问题分析2.杨振华.蓄电池爬酸现象的预防及维护作者简介范进喜，高级工程师，大学本科，长期从事水电厂自动化设备检修维护管理 工作。
