閥控密封鉛酸蓄電池的維護與檢修

馮俊萍

（鄭州供電公司 河南 鄭州 450006）

0 引言

眾所周知，直流系統(tǒng)中的蓄電池組是發(fā)電廠、變電站的“心臟”，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行起著重要作用。 從20 世紀90 年代初到現(xiàn)在，閥控密封鉛酸蓄電池由于具有“使用時在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護，即免維護”的優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠和變電站中。 雖然閥控密封鉛酸蓄電池具有免維護的優(yōu)點，但并不意味著它完全不需要維護，如果放松了對其正常的維護、檢修和管理，將會在某種程度上縮短其使用壽命，從而影響電力系統(tǒng)的正常運行。

1 閥控密封鉛酸蓄電池的組成及原理

1.1 閥控密封鉛酸蓄電池的組成

閥控密封鉛酸蓄電池主要由正負極板、 硫酸電解液、隔板、槽、蓋、安全閥、匯流條和極柱端子等組成。

1.2 閥控密封鉛酸蓄電池的原理

（1）放電過程的總電化學(xué)反應(yīng)式是：

PbO2+2H2SO4+Pb→PbSO4+2H2O+PbSO4

蓄電池在放電過程中，正、負極板上都形成了硫酸鉛。 由于硫酸鉛導(dǎo)電性能差，從而增加了極板間的電阻，影響了電池容量。 電解液中的硫酸逐漸減少，水分增加，因而使電解液的相對密度降低。

（2）充電過程的電化學(xué)反應(yīng)

鉛酸蓄電池充電時，在正極板上發(fā)生下列電化學(xué)反應(yīng)：

2H2O→O2+4H++4e-

在負極板上發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

2Pb+O2→2PbO

PbSO4+2H++2e-→Pb+H2SO4

負極總反應(yīng)：2H++2e-→H2

由于蓄電池在充電過程中，正、負極板發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)各具特點， 所以當(dāng)正極板充電到70%時， 開始析出氧氣O2，而負極板充電到90%時，開始析出氫氣H2。 閥控密封鉛酸蓄電池為了抑制H2和O2的析出， 實現(xiàn)密封和免維護功能， 在負極板材料中加入了鈣金屬以提高H2析出的電位，使電池在正常充電下不產(chǎn)生H2。 同時又采用貧電解液設(shè)計加上超細玻璃纖維隔板膜，使純鉛的氧化反應(yīng)：Pb+O2→PbO和PbO+H2SO4→PbSO4+H2O 得以進行， 以此來消除O2的析出。

2 閥控密封鉛酸蓄電池可能出現(xiàn)的問題

2.1 浮充電壓設(shè)置過低

當(dāng)浮充電壓設(shè)置過低時，蓄電池由于長期處于欠充電狀態(tài)，使極板深處的活性物質(zhì)無法參與化學(xué)反應(yīng)，繼而在活性物質(zhì)與隔板膜之間形成高電阻層，加大了蓄電池內(nèi)阻，造成蓄電池的容量下降。

2.2 浮充電壓設(shè)置過高

當(dāng)浮充電壓設(shè)置過高時，蓄電池由于長期處于過充電狀態(tài)，使內(nèi)部產(chǎn)生的氣體量增加，同時因為安全閥經(jīng)常處于開閥狀態(tài)，從而引發(fā)蓄電池嚴重失水，電解液濃度增大，蓄電池內(nèi)部腐蝕加快、容量失效等一系列后果。

2.3 過量放電

當(dāng)蓄電池過量放電時， 由于內(nèi)部產(chǎn)生過量的硫酸鉛，使極板物質(zhì)體積增大，引起極板彎曲、膨脹，嚴重時還將導(dǎo)致蓄電池槽脹裂。

2.4 環(huán)境溫度過高

當(dāng)環(huán)境溫度過高時， 蓄電池由于增加了內(nèi)部的水分損耗，使極板的腐蝕加劇，縮短了蓄電池壽命。 若蓄電池長期運行在超過標(biāo)準(zhǔn)溫度下，則溫度升高10℃蓄電池的壽命約降低一半。

3 閥控密封鉛酸蓄電池的維護

3.1 保持蓄電池清潔，避免泄漏電流

在對蓄電池進行清潔時，必須用濕布擦拭，嚴禁用油類或有機溶劑（例如汽油和稀釋劑）擦洗或涂覆，也不要用浸有這些材料的布擦拭。 要避免用起毛的刷子和干布擦拭，以免產(chǎn)生靜電引起爆炸危險。

3.2 保持適宜的環(huán)境與溫度

蓄電池應(yīng)貯存于清潔、通風(fēng)良好、干燥的環(huán)境中，避免在高溫下貯存及使用，不應(yīng)受陽光直射，要遠離熱源。 環(huán)境溫度最好控制在15℃～20℃為宜。

3.3 使用具備限流、恒壓功能的充電設(shè)備

蓄電池充電時，其充電設(shè)備必須具備限流、恒壓功能，且恒壓應(yīng)保持在±1%的范圍內(nèi)。

3.4 保持完整的蓄電池組運行記錄

（1）每月檢查并記錄充電設(shè)備的運行狀態(tài)和蓄電池組的總電壓值、充電電流值；

（2）每月定期檢查并記錄一次蓄電池組中每個蓄電池的浮充電壓值，檢測并記錄蓄電池組兩端的充電電壓同充電設(shè)備的輸出電壓是否一致，檢查并記錄蓄電池的外形、外表溫度是否正常；

（3）每次均充時，每隔2 小時應(yīng)分別記錄每個蓄電池的充電電壓以及充電電流。

3.5 注意蓄電池的放電深度

為保證蓄電池的使用壽命， 應(yīng)特別注意蓄電池的放電深度：當(dāng)間歇放電或放電電流為0.1Q 以下時，放電終止電壓為1.80V/只；放電電流為0.2Q 左右時，放電終止電壓為1.75V/只。Q 為電池的額定容量。同時，還要計算蓄電池放出的總?cè)萘坎荒艹^額定容量。 蓄電池應(yīng)嚴格按上述的放電終止電壓放電，否則會發(fā)生過放電現(xiàn)象，縮短蓄電池使用壽命。

3.6 對蓄電池進行定時的外觀巡視蓄電池在運行時期，應(yīng)定時地對其進行外觀的巡視、檢查，看其連接片（連接線）是否有松動和腐蝕現(xiàn)象，殼體是否出現(xiàn)滲漏和變形，極柱端子與安全閥周圍是否有酸霧溢出，蓄電池溫度是否過高等。

4 閥控密封鉛酸蓄電池的檢修

4.1 蓄電池在運行時， 如有個別蓄電池的浮充電壓低于2.20V/只，且電流較大，說明該蓄電池容量不足，需要立即對整組蓄電池進行均衡充電。 為了使運行人員能夠更迅速、更直接地了解變電站直流系統(tǒng)的蓄電池組運行情況，避免落后蓄電池影響直流系統(tǒng)正常運行。 現(xiàn)在，許多變電站的直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置中都安裝了蓄電池巡檢儀，當(dāng)發(fā)現(xiàn)個別蓄電池浮充電壓過低時便立即報警。

如發(fā)現(xiàn)個別蓄電池浮充電壓過低，可采用此方法進行處理：對蓄電池組進行恒壓充電（2.35～2.4V/臺）×臺數(shù)，充電時間為20 個小時，接著轉(zhuǎn)為浮充充電，浮充8 小時后再次逐臺檢測蓄電池的充電電壓是否大于2.2V/臺， 如小于則仍需再均衡充電10 小時， 然后轉(zhuǎn)入浮充充電，4 小時后再測浮充電壓，若個別蓄電池還未達到2.2V/臺，說明該蓄電池為落后電池，可將落后蓄電池更換，避免其影響整組蓄電池的正常運行。

我局機場變電站直流系統(tǒng)的蓄電池組在運行過程中就曾因個別蓄電池落后而使直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置產(chǎn)生告警，該監(jiān)控裝置的蓄電池巡檢儀檢測出有一號蓄電池的電壓只有1.61V，明顯低于正常電壓低值1.8V。 為了進一步確認各個蓄電池的電壓正常與否，我們對蓄電池進行逐個測量，果然發(fā)現(xiàn)該號蓄電池電壓為1.6V 左右。 我們采用對蓄電池組進行恒壓充電的方法對整組蓄電池進行充電，但該號蓄電池電壓仍無法達標(biāo)，說明該電池已為落后電池。 最后，我們將落后蓄電池更換。 在更換了蓄電池后，直流系統(tǒng)的一切運行恢復(fù)正常。

4.2 由于長期使用限壓限流的浮充電方式或只限壓不限流的運行方式，無法判斷閥控密封鉛酸蓄電池的現(xiàn)有容量以及內(nèi)部是否失水或干裂，因此必須通過核對性放電才能找出蓄電池存在的問題。 而發(fā)電廠和變電站中直流系統(tǒng)的蓄電池組不能退出運行，為了能對閥控密封鉛酸蓄電池組進行全核對性放電， 可準(zhǔn)備一組臨時的閥控密封鉛酸蓄電池組代替運行。

閥控密封鉛酸蓄電池組進行全核對性放電時， 用0.1Q的電流進行恒流放電，當(dāng)蓄電池組端電壓下降到1.8V/臺×臺數(shù)時，便停止放電，然后，再用0.1Q 的電流進行均充電→浮充電。 反復(fù)2～3 次，蓄電池存在的問題可查出，容量也可得到恢復(fù)。 （Q 為蓄電池的額定容量）

5 結(jié)束語

閥控密封鉛酸蓄電池已具有免補水、免維護和密封等特點，只要工作人員對其進行正常有效的維護、檢修和管理，該蓄電池將能更加安全、可靠地運行。