淺談通信閥控式鉛酸蓄電池使用及維護技術措施

蔣樹林

【摘要】 文章介紹了通信閥控鉛酸蓄電池的原理特點并提出了閥控密封鉛酸蓄電池的儲存、維護等技術措施對提高蓄電池的使用壽命具有一定的借鑒作用。

【關鍵詞】 通信工程 鉛酸蓄電池 維護

一、引言

最近在通信技術領域隨著信息以及電子技術的高速發展，備用電源的需求增加，在通信、電力、金融、醫藥系統中閥控式密封鉛酸蓄電池（簡稱VRLA電池）被人們廣泛應用。而且要求高質量、高效率、使用更方便，維護更簡單。雖然它具有價格低廉、電壓穩定、免維護、無污染、操作方便等優點，但電池的維護工作沒做好，會引發一系列安全問題。由于我們對VRLA電池的使用知識不夠了解，導致蓄電池電解液干涸、早期容量損失、熱失控、嚴重影響了VRLA電池的使用壽命，威脅到傳輸機站供電系統的可靠性。下面將和大家一起探討該如何維護VRLA及正確使用。

二、VRLA電池運行維護技術措施

2.1 提高供電質量，改善電源設備的運行環境

供電質量好壞是電源設備能否正常運行的關鍵因素，并直接影響電池的使用壽命，也嚴重影響著能否能保障電池組正常運行。通信暢通的基礎是通信電源正常運行。如果供電質量較差就會對通信構成威脅，將人局線路縮短并且改為獨立的變壓器供電。最先壞的就是蓄電池。有些市曾經發生過類似事件，經過和供電部門協商，重新更換蓄電池，又配備了發電機，市電質量得到很大改善。

2.2 防止電池失水和熱失控

合理設置電池的浮充電壓是十分關鍵的。由于VRLA電池采用密封結構，電池失水會給VRLA電池帶來非常嚴重的后果。電池失水和熱失控是VRLA電池失效的重要因素。要想從根本上改善電池失水，應合理選擇浮充電壓和設置充電限流值。最終導致電池失效。浮充電壓如果選的過高，通過安全閥排出的氣體量增多，容易造成電池失水和熱失控；會使電池組過充電，使電池產生的熱量過多，浮充電壓過底，熱失控是指電池充電電流增大與電池溫度升高相互助長的惡性循環，造成電池容量不足，電池活性物質失效，電池的使用壽命縮短。

2.3 控制電池的環境工作溫度

在環境溫度（10-45）℃范圍內，使用可以提高電池的使用效率。如在環境溫度（45-50）℃條件下放電，則電池容量明顯減小。每種電池都有相應的環境溫度范圍，鉛酸蓄電池容量隨溫度升高而增但是，超過一定溫度范圍，如閥控式密封鉛酸蓄電池在40℃下放電電量，比在25℃下放電電量大10%左右。

2.4 溫度對閥控式鉛酸蓄電池壽命的影響

保證VRLA電池正常運行發揮其最大效能的關鍵手段就是VRLA電池充、放電控制。電池的充放電控制目的防止過充電和過放電。VRLA電池與傳統富液式鉛蓄電池失效的表現不同。蓄電池的使用壽命是指在特定條件下，VRLA電池的有效壽命期限。溫度不僅對電池的容量有影響而且對電池的壽命也有一定影響。VRLA電池的使用壽命終止表現為內部干涸或發生內部短路、損壞而不能使用，以及容量達不到額定要求時蓄電池使用失效。VRLA電池是緊裝配，正極活性物質不宜脫落，很少會出現電解液分層現象，采用不同的充電方式。對電池組均衡充電切忌過于頻繁。

2.5 控制VRLA電池的充放電

實際上電池充放電過程就是在VRLA電池的正常使用期間。

（1）充電控制。對電池進行均衡充電以保證電池組中每個電池的浮充電壓都處于正常范圍，目的就是防止過充電和欠充電同時保證電池充足電，過充電是影響電池壽命的最主要原因。實踐證明，過充電導致電池失水正極析出氧氣，影響極板活性物質的使用壽命。使電池的容量降低，極板深處生成的氧氣從電極表面溢出，導致甚至脫落，這一方法由于要對電池組過充電而應限制使用。在形成氣泡的過程中強烈沖擊正極活性物質，活性物質與板刪結合力變差，在一組電池中，由于電池存在個體差異，電池是串聯充電的，每個電池的端電壓不會嚴格一致，由于均衡充電電壓較高在電池的日常維護中應根據不同的時期和遇到的不同現象，需要通過適當的過充電來保證電池組中落后電池充足電，減小單體電池間的差異。可以使用對落后的單體電池補充充電代替均衡充電。

（2）放電控制。放電控制是保護蓄電池的有效手段，根據電池組中任一單體電池端電壓降到某一值時就結束放電過程。過放電控制包括放電電壓控制和放電電流控制。目的在于防止電池過放電，尤其是絕對禁止深度放電。放電會降低極板活性物質的孔率，在電池極板表面深成難以恢復的結晶層，久而久止會造成極板硫酸化，縮短電池的使用壽命。放電電壓控制是放電過程中，在實際使用過程中通常是在直流配電設備中設定一次下電電壓和二次下電電壓。根據電池組的總電壓放電電流控制是指在放電過程中根據放電電流的大小降低到某一值時就結束放電過程，合理控制放電時間的長短控制放出電量的過程。

2.6 合理使用儀器定期對蓄電池的容量進行測試

測試每只電池的容量試驗，使用儀器測試是判斷電池容量是否充足和是否更換蓄電池的重要依據。各種數據對于掌握電池組運行狀況是非常必要的。容量試驗過程中，蓄電池電導測試儀是測試蓄電池容量的常用儀器。每只電池電壓的變化代表了該電池的“健康”狀況，所以使用電導儀的常用方法：

（1）核對放電法即100%的深度放電，傳統的核對放電設備普遍采用電阻絲進行核對放電，無論是在線還是離線進行檢測，是檢測電池容量最直接、最可靠的方法。這種傳統的核對放電試驗方式正在逐步被淘汰，核對放電法仍然是目前世界上檢測電池性能的最可靠方法。它具有容量測試準確可靠的優點，核對放電法即全放電的容量試驗，但是必須設置備用電源作為防范措施，以保證系統的安全。并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險，目前，國內外普遍采用了新型的等效的電子負載，以保證電池組恒流放電。

（2）不完全放電測試法。

找出端電壓下降最快的一只，對于電池組采用1%一5%C的淺度放電；在放電狀態下，利用核對放電儀器，對蓄電池組的各單體電池的端電壓進行巡檢，對該節電池進行核對放電，將其確認為落后電池，再檢測其容量，即代表該組電池的容量。

目前，單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。此法還不足以準確測定電池的好壞程度，大量研究實踐證明，盡管其可以較快地判定電池組中部分或者個別落后或劣化電池，即便是淺度放電狀態，但僅適宜作為一個定性側試的參考。一般都達不到一個很理想的效果。包括電池的容量等指標在內，以前有廠家推出一系列在線測試電池容量的設備與儀器，推出了在線監測儀或在線巡檢儀，但是容量相同的蓄電池的負載電壓本身具有離散性。不能準確測算電池的好壞程度及電池容量指標。其中有蓄電池的生產制造工藝的原因，最大的缺點是只能作為電池落后狀態判定依據，測試精度低，有蓄電池電化學特性的原因等。這種方法的優點是操作簡單，測試要求較高，風險系數小，并可以快速查找落后電池。容量測試準確度較低測試，情況還不是很理想。

（3）電導（內阻）測量法。

它是目前主要的日常維護儀器。通過電導測量是向蓄電池兩端加一個已知頻率和振幅的交流電壓信號，從測試技術分為交流法和直流法，交流法測量出與電壓同相位的交流電流值，電池的容量越小，電池電阻越大，電導值越小。使用中95%以上的電導（內阻）測量儀屬于交流法。電導法能準確查出完全失效的電池，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導。電導是頻率的函數，電池的容量只有降低到50%時，內阻或者電導會有所變化，根據大量的實驗分析及研究結果證明，不同的測試頻率下有不同的電導值，根據通信電源維護規程，降低到40%以后，會有明顯變化。每年應以實際負荷做一次核對性放電試驗，在維護中每三年應做一次容量試驗，放出額定容量的30%-40%。有時只有進行容量試驗才能徹底考察出電池的真實情況。核對性放電試驗還不能觀察出電池組存在的問題，所以為了及早發現問題，在使用環境較差的機站，應適當增加容量試驗次數，對市電質量較差、電壓不穩定的機站，縮短間隔周期。建議每年進行一次容量試驗，以便達到延長VRLA電池使用壽命的目的。采用相應的補救措施。

三、結束語

總之，只有不斷地改善電池的運行環境，并根據存在的問題，在VRLA電池的運行和維護過程中，選擇正確的處理手段，才能保證VRLA電池的安全運行，最大限度地發揮使用效能，延長使用壽命。

參 考 文 獻

[1] 李剛，李鋒，艾安平. 鉛酸蓄電池行業清潔生產審核現狀分析與對策[J]. 資源節約與環保，2013（7）：156-156