GK1D內燃機車蓄電池嚴重虧電故障的處理

前言

鐵路內燃機車所用NM型閥控式密封免維護鉛酸蓄電池是90年代左右在我單位使用的新產品，它有很多取代老式蓄電池的優點。但是，對于新接觸或接觸時間不久的用戶，這類電池的在機車運用階段會因多種人為原因造成其上的蓄電池嚴重虧電，補救充電不當，則導致報廢。作為新接觸這類機車用蓄電池的用戶，主要受自身設備、技術、人員條件限制，不能采取正確方法充電，無法補救、修復這些蓄電池，只能換新。這種情況不僅增加了機車運用與維修成本，而且也給鐵道運輸生產和機車維修工作帶來麻煩。

為此，工作人員一直在探索切實可行的蓄電池深度放電、嚴重虧電后補救方法，以期扭轉蓄電池運用與補救充電方面的被動局面。這里，向大家介紹的就是一例4NM-400型閥控式密封鉛酸蓄電池突發嚴重虧電的意外故障，以及相應的處理方法，謹供蓄電池生產廠家以外的機車蓄電池用戶參考。

1 蓄電池的基本性能

我單位90年代所購機車裝用的4NM-400型閥控式密封免維護鉛酸蓄電池，它的5h率容量為400Ah，設計壽命6年，實際壽命不低于4年，循環壽命大于750次（注：25°C度，80%放電深度），起動壽命大于1萬次（注：25°C），自放電小于4%（注：28天，25°C）。這種電池有很多優點，最大特點就是基本上不用維護、不用加酸加水，不用拆卸，使用壽命相對較長，而且它的使用壽命與其工作環境溫度、放電深度、放電次數、充電電流、充電電壓、充電時間等使用條件均有較關系。不過，充電條件是影響電池使用性能和壽命的重要因素，且電池的過充、過放和欠充，以及環境溫度過高都會導致電池壽命下降。同時，蓄電池的使用壽命也與操作者、維修人員工作習慣有關，認真執行操作規程，按蓄電池使用維護說明書做到位，是延長蓄電池壽命的保證。

業內人士清楚，GK1D型內燃機車正常工作狀態中，機車發電機除向其上用線路上的電器件供直流110V電外，同時也向其上蓄電池供電，并且為直流110V恒壓充電模式。如果全部電池每節均狀態正常，則通過各節電池的電流是相同的，這時各蓄電池充電正常，可確保機車運用過程中，其上蓄電池始終能獲得電量補充。既便機車處于短時間停用狀態或其它原因出現一些正常放電、輕度虧電，我們也可按照蓄電池使用維護說明書要求進行補救充電，而且只要遵照說明書介紹的“恒壓限流”的充電方式充電即可。

但是，對于機車蓄電池遇“突發非正常情況”造成整組嚴重虧電、深度放電，甚至蓄電池出現低于標準容量40-50%以下虧電或更嚴重虧電情況時，司乘人或維修人員若采取的充電補救方法不當，就可能無法恢復蓄電池了，甚至最終只得報廢、換新。

2 嚴重虧電時的處理方法

GK1D型液力傳動內燃機車配裝的是12組4NM-400型閥控式密封鉛酸蓄電池（注：近年已換型為NM 360型）。這種蓄電池每組（一箱為一組）正常電壓不低于8V，每個箱內有4個單體小電池，每個單體小電池為2-2.3V。在機車上它們相互間采取串接的形式，串接后總電壓正常值達96V以上，通常情況下，蓄電池組總輸出電壓可達到100V左右。

我單位內燃機車投用初期，在一次機車停用階段（注：停用兩周以上時間），由于當時機車乘務人員疏忽大意，停用機車期間沒有斷開蓄電池電源的總閘刀開關和機車上電源總控開關，也沒有關閉機器間的所有照明燈，造成蓄電池嚴重虧電的意外故障。于是，待欲再次用此機車時，已無法靠蓄電池組正常啟機了。

發現問題時工作人員對蓄電池進行了檢查、測量，12組串接蓄電池總電壓僅為43.74V，各蓄電池組（注：正常情況下每箱應為8V）虧電情況也很嚴重，所測電壓值如下：

（3.76+3.85+2.98+4.15+3.20+3.53+4.51+4.01+4.71+5.22+1.63+2.19）V

針對此情況，工作人員使用24V快速充放電機，對全部蓄電池進行了充電補救處理，及時挽回了損失。具體補救方法及其步驟如下：

第一步：將每組蓄電池從機車上取下（注：或者相互間斷開連接線也可），然后將蓄電池以每3組（3×8=24V）為一串的串接方式聯接，即：

紅——黑——紅——黑——紅——黑

12組電池又重新聯接組成為4個串接電池組。然后，分別對這4個串接電池組充電。

第二步：首次充電時，先將充電機的充電電流定至60A，讓它們分別充電6小時。

第三步：再將充電機充電電流定至30A，但這次充電的時間并不確定，這需要在充電過程中經常查看各串接電池組，注意每組電池箱中的各個單體小電池的分電壓，直到這些單體小電池的電壓大于2V（注：我們按蓄電池說明書給定的原始數據，都充到了2.3V左右）。

第四步：然后，又將充電機的充電電流定至10A，再把它們分別充電8小時即可。

第五步：檢查每組蓄電池的電壓，這時有的已達到8V，有的在8V以上。用儀表檢查，這時12組蓄電池串聯后總電壓已達到100V了。

第六步：將充電后恢復正常電壓的蓄電池組重新裝內燃機車，再啟機就一次起機成功了。啟機后，機車一切情況正常。

當然，若機車用戶有96V直流充電機，對于我單位機車這種情況出現的嚴重虧電蓄電池，除上述所做方法外，還有另外一種方法大家也可嘗試。具體補救充電操作時，可把電流恒定于60A，連續充電8個小時；再將電流恒定于30A，又連續充至每個電池單體電壓達到2.3V。而且只要用萬用表在現場測量就行。最后將電流恒定于10A，連續充電8個小時即可。

3 結束語

此事距今已有很多年了，隨著蓄電池廠家技術更新及電池壽命到限，我單位機車蓄電池已由4NM-400型換為NM 360型和NM 450型了。盡管如此，這種蓄電池嚴重虧電后的應急補救的思路、措施和方法我們還是延續下來了。盡管當時由于匆忙，沒有對補救充電后的蓄電池組進行容量測定記錄，但事實上機車后來又正常使用多年。蓄電池也沒表現出任何異常現象，且每次啟機正常，這說明當時的補救方法是對的，對蓄電池虧電的補救應急措施是成功的。不過，這個事例也告誡了廣大內燃機車乘務人員，平時一定要認真執行機車使用操作規程，做到人離車時斷開電源。特別是機車長時間停庫不用時，或是到廠、段修車時更應注意這點，以免造成蓄電池嚴重虧電事故。

作者簡介：梁濱（1959，6-），男，湖南長沙人，漢族，高級工程師，南車長江車輛有限公司株洲分公司裝備管理處，從事機車維修技術與維修管理工作。endprint