淺析閥控式密封蓄電池故障與對策

彭牧

深南電（東莞）唯美電力有限公司 523000

摘要：隨著計算機技術的不斷發展，出現了很多集成電路器件，而且電源技術在日益完善，使得閥控式密封蓄電池的應用越來越廣泛。這種電池具有全密封的特點，不需要加水維護，甚至被稱為免維護蓄電池，使得人們疏忽了電池的維護，導致電池出現故障。本文主要對閥控式密封蓄電池的故障進行分析，并且提出有效對策。

關鍵詞：閥控式密封蓄電池；故障；對策

閥控式密封蓄電池雖然被稱為免維護蓄電池，但是卻仍然需要維護。這種電池只是不需要對密度進行測量，也不需要添加蒸餾水，在其他方面的維護工作依然與普通蓄電池一樣。人們誤解了閥控式密封蓄電池的特點，維護工作不到位，導致電池出現故障。

1 閥控式密封蓄電池的原理

這種電池主要包括六個組件，即正極群、負極群、電池槽蓋、排氣閥、電解液以及多孔性隔膜等。閥控式密封蓄電池在充電的過程中，水會被電解。充電終止的時候，水被依然在被電解。一般來說，正極與負極分別出現氧氣和氫氣。閥控式密封蓄電池中有免維護極板，使得氫氣在析出的時候電位提高。而且正極與負極的反應區域、反應速度都存在差異，正極會比負極更早出現氧氣。閥控式密封蓄電池內部有一定的壓力以及氣體，為前述的反應循環提供保證，也對負極氫氣的析出產生了抑制作用，還能夠對電池內的水分消耗進行控制，使其運行具有密封性的特點。

圖1 閥控式密封蓄電池結構圖

2 閥控式密封蓄電池使用過程中的問題與預防對策分析

2.1 環境溫度

一般來說，環境溫度對閥控式密封蓄電池的影響比較大。環境溫度發生變化，蓄電池容量也會發生變化。如果環境溫度為25℃，蓄電池容量為100%，使用期限會比較長。而環境溫度越高，蓄電池的放電能力也會提高。但是與此同時，蓄電池極板的腐蝕速度開始加快，水的消耗量越來越多，使得蓄電池的使用期限變短。蓄電池在長期運行的情況下，當環境溫度升高10℃，其使用期限減少一半。而環境溫度在25℃的前提下，每升高10℃，蓄電池的容量會減少至原來的一半。在25℃以下，環境溫度與蓄電池容量之間的關系如表1所示。

表1 在25℃下環境溫度與蓄電池容量之間的關系

溫度（℃） 蓄電池容量（%）

25 100

20 95

15 90

10 84

5 76

0 71

根據環境溫度與蓄電池容量之間的關系，可以提出以下預防對策：蓄電池的安裝環境應該為有空調的房間，確保其布放方式有利于散熱。根據實際溫度發生的變化而對蓄電池放電的電流進行合理調整，并且對蓄電池的環境溫度進行良好的控制，適宜的溫度范圍一般為22℃至25℃。

當蓄電池出現早期容量失效問題，則需要采用反復循環充電的方法來對其進行處理。在這個過程中，必須嚴格根據蓄電池的充電、放電等方面的相關規律來進行。充電方式主要有三種，即恒壓充電、恒流限壓充電以及浮充電等。放電與充電應該反復進行兩次至三次，通常情況下都會使得蓄電池恢復原來的功能。如果蓄電池還是不能恢復，則需要更換新的蓄電池。

2.2 蓄電池過度充電

蓄電池一旦過度充電，就會發生析氧反應而使得水被消耗，導致H+增加。同時，提高了蓄電池的正極周圍的酸度，導致板柵的腐蝕速度加快而變薄，蓄電池的腐蝕速度就會加快，降低了蓄電池的容量。水不斷被消耗，會導致蓄電池的水分干涸而使得蓄電池的使用期限縮短。因此，必須根據蓄電池的規程與廠家的相關要求來進行正確的充電操作，對開關電源的參數進行準確設置，防止閥控式密封蓄電池長時間過度充電。需要注意的是，蓄電池組在充電時壓降超過10mV，或者連接件發熱時，則應該使用砂紙來對蓄電池發熱的連接件接觸部位進行妥善的打磨處理，并且保證接觸具有可靠性。

2.3 蓄電池過度放電

在交流電源停電之后，蓄電池常常會出現過度放電的問題。即蓄電池長期處于負載供電的狀態，蓄電池過度放電而使其電壓下降，甚至達到零電壓，就會使得蓄電池內部的硫酸鉛被大量吸附到陰極表面上，從而形成硫酸鹽化現象。硫酸鉛是一種絕緣體，可以對蓄電池的充電性能、放電性能都造成比較大的負面影響。蓄電池陰極上的硫酸鹽越多，內阻就會越大，而蓄電池的充電、放電性能都會越差，使用期限也會縮短。因此，要采用技術手段來對蓄電池的工作狀態進行監視，比如在蓄電池內安裝智能放電裝置。

2.4 蓄電池的充放電不均衡

板柵的部位不同，其合金成分、結構分布都存在差異，使得板柵的化學性能出現不均衡的現象，導致蓄電池的充放電、浮充電壓都存在差異。這些差異會在充放電的循環狀態下逐漸加大，導致蓄電池失效，也就是落后電池。因此，在浮充供電的過程中，應該采用浮充電壓下限值來進行，從而減小電壓差異。

在對落后電池進行處理時，可以采用整流器實現整組電池的均衡充電，再放電。幾次循環之后還沒解決問題，則需要對其進行單獨處理。也就是說，把落后電池與負載相脫離，使用外部充電設備來對蓄電池進行充電。

3 60件220v串聯閥控式密封蓄電池的故障處理分析

本文主要對60件220v串聯閥控式密封蓄電池故障進行分析，找到其故障發生原因，提出其處理方法。

3.1 220v串聯閥控式密封蓄電池單節整體虧電情況嚴重

在60件故障事例中，這種故障發生件數為8，故障原因與處理方法如下：

故障原因：220v串聯逆變電源或者相關電路出現故障；直流逆變電源的Rnb電芯內阻出現故障；沒有配備220v串聯逆變電源或者直流逆變電源的Rnb電芯內阻；直接啟用220v串聯閥控式密封蓄電池單節，導致蓄電池故障發生；對直流逆變電源的Rnb電芯內阻的有效值進行調整時不恰當。

處理方法：第一，可以為220v串聯閥控式密封蓄電池補充電。第二，加裝逆變電源。第三，對逆變電源與相關電路進行修復，或者更換直流逆變電源的Rnb電芯內阻。第四，在220v串聯蓄電池設備內加裝逆變電源或者直流逆變電源的Rnb電芯內阻。第五，對直流逆變電源的Rnb電芯內阻的有效值進行正確調整。

3.2 整個設備閥控式密封蓄電池單節整體虧電情況嚴重

在60件故障事例中，這種故障發生件數為5，故障原因與處理方法如下：

故障原因：（1）長期使用閥控式密封蓄電池照明。（2）設備長時間沒有使用，閥控式密封蓄電池自行大量放電而導致故障發生。

處理方法：應該根據要求來對閥控式密封蓄電池進行補充電。

3.3 電壓異常

在60件故障事例中，這種故障發生件數為9，故障原因與處理方法如下：

故障原因：（1）上一次對閥控式密封蓄電池單節進行更換時，并沒有控制好蓄電池的容量均衡。（2）安全閥不夠嚴實，使得閥控式密封蓄電池單節內的酸分與水分都漸漸揮發，充電的時候很容易過充，而且放電非常快。

處理方法：（1）對閥控式密封蓄電池單節的容量進行重新調整。（2）當安全閥不夠嚴實時，應該將這一出現故障的閥控式密封蓄電池單節報廢，然后更換新的閥控式密封蓄電池單節。

3.4 箱體出現物理性損壞現象

3.4.1 殼蓋裂損問題

在60件故障事例中，這種故障發生件數為5，故障原因與處理方法如下：

故障原因：外物撞擊而導致殼蓋出現裂損現象。

處理方法：應該將這一故障單節報廢，然后更換新單節。

3.4.2 箱體變形問題

在60件故障事例中，這種故障發生件數為4，故障原因與處理方法如下：

故障原因：單節內阻過大，而且長時間通過比較大的充放電流，導致發熱灼傷問題和內壓力作用。

處理方法：應該將這一出現故障的蓄電池單節報廢，然后更換新的閥控式密封蓄電池單節。