阀控式蓄电池的使用和维护

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

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：

    2H2O→O2＋4H＋＋4e－

    氧气通过隔板通道或顶部到达负极进行化学反应。

    Pb＋O2＋2H2SO4→PbSO4＋H2O

    负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海棉状铅。

    PbSO4＋2e－＋H＋→Pb＋HSO4－

    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10mV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）。

表1  阀控式蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值的规定V