通信用密封鉛蓄電池常見故障探討

趙光石

【摘 要】 本文論述了通信用閥控式密封鉛蓄電池組常見故障、出現的原因和解決方法，早期診斷和預防蓄電池組可能出現的故障，以期延長電池壽命，確保通信電源系統的可靠性。

【關鍵詞】 通信電源 蓄電池 可靠

閥控式密封鉛蓄電池相對于傳統的鉛酸蓄電池也叫免維護蓄電池，但并不是完全免維護。密封鉛蓄電池是化學能與電能互相轉換器件，其性能好壞，與材料、結構、工藝、環境和日常維護到位等因素有密切關系。下面就蓄電池常見故障、原因和解決辦法做初步分析說明。

1 電池早期失效

1.1 早期失效及其危害性

早期失效指的是一些閥控式密封鉛蓄電池組在使用過程中，不到1年其電容量就低于額定值的80%；或整組電池雖然普遍很好，但其中個別電池的性能急劇變差。

電池組中若有個別電池失效，那么恒流充電時一是其電壓會迅速升高，并導致整組電池充電電壓升高；二是會引起整組電池充電電流下降，延長充電時間。

若個別電池出現內部短路時，其充電電壓就低于其他電池，當整組電池已充足電時，該落后電池卻尚未充好。長此下去就會出現惡性循環，影響整組電池性能。

多組并聯使用的蓄電池組中若有一組電池失效，則在充電時會出現各組電池充電電流不勻（即偏流）現象。若發展下去，會導致正常的蓄電池組提前失效。

1.2 早期失效原因與對策

（1）電池結構缺陷。由于密封鉛蓄電池的某些結構特點，就有可能導致早期失效。為此，除生產廠家應當保證結構更加合理、充足的電解液量和一定的氣閥開啟壓力外，運輸或儲藏期間，還要注意不要劇烈震動、擠壓和倒置。

（2）生產工藝和原材料。個別早期失效電池的出現，一般是由于生產過程中的個別偶然因素引起的。做為用戶，應當把好質量關，在招、投標過程中，充分考慮廠家資質和條件。

（3）維護工作跟不上。免維護電池并不是不維護，維護工作是延長電池壽命的關鍵性因素。

為避免蓄電池組中混入早期失效電池，在新電池投運之前，都要進行一次容量測試。如果額定電壓2V的電池各個放電終止前的電壓不低于1.80V，并且差別不大，比較均勻，則本組電池性能一定不錯；如若其中個別電池電壓下降很快，則很可能是落后電池，必須查明原因采取措施。

2 電池失水

2.1 電池失水及其危害性

閥控式密封鉛蓄電池是在“貧液”狀態下工作的其電解液完全貯存在多孔性的隔膜之中。當水損失達到3.5ml/Ah時，電池容量會降至初始容量的75%以下；當水損失達到25%時，電池壽命將會終止。

實際情況表明，電池失水是導致閥控式密封鉛蓄電池組容量下降的重要原因。一旦電池失水，就會引起電池正負極板跟隔膜脫離接觸或供酸量不足，引起電池放不出電來。

2.2 電池失水的原因

（1）氣體復合不完全。標準中規定了氣體復合效率>95%，實際上正常狀態下可以使復合效率達到97%～98%，也就是說總會有 2%～3%的氧從電池內部溜出來。這部分氧來源于電解水反應，其量雖小，但數年累積起來其量就是可觀的了。

如果電池灌酸量太多，則氣體復合效率會進一步降低。

（2）電池密封不好或單向閥太松。這是造成充電產生的氧逸出電池的重要原因。尤其是在均衡充電或補充充電時，由于充電電壓提高了，析氧量就增大，電池內部壓力增大，一部分氧來不及去陰極復合就沖出單向閥外逃。 為此，在電池外殼強度允許的條件下，才盡量要求提高單向閥的開啟壓力。

（3）浮充電壓不合乎要求。通信用閥控式密封鉛蓄電池一直都是處于浮充狀態下工作的，浮充電壓選擇是否妥當對電池壽命影響極大。浮充電壓選得偏高或電池溫度升高時，若沒有及時將浮充電壓調下來，就會加速電池失水過程。

2.3 減少電池失水的措施

這一工作要由電池生產廠家和用戶協力進行，下邊只就維護過程提出幾點建議。

（1）正確選擇及時調整浮充電壓。浮充電壓過高，電解水反應加劇，析氣速度大，失水量必然增大；浮充電壓過低，雖然可降低失水速度，但容易引起極板硫酸鹽化。因而必須根據電源系統負荷電流大小、停電頻次以及電池溫度和電池組新舊程度及時調整浮充電壓。目前使用的直流開關電源，大部分都具有浮充電壓自動溫控功能，在溫度沒有保障的機房，建議開啟此項功能。

（2）盡可能使環境溫度保持在20℃±5℃，這樣方可保持電池內部溫度不超過30℃，短時間內也不超過35℃。

（3）定期檢測電池內阻（或電導）。電池組電容在50%以上時，測得的內阻值幾乎沒有變化，只是在低于50%時其內阻值才會迅速升高。并且，蓄電池內部焊接（極群焊接、端子與極柱焊接）不良，注液量過多或過少，也會影響內阻值的大小。因而，一般來講，對使用中的蓄電池組（容量均在80%以上）不能用內阻（或電導）來估算電池容量，當然也就不能預測電池的使用壽命。然而對同一電池而言，一旦發現內阻異常增大，則很可能是失水所致，其結果必然導致容量下降。

（4）適當補加蒸餾水。這項工作理論上是可行的，但對于密封鉛蓄電池來說施行起來有一定難度。當然，如果電池出現硫酸鹽化或電池處于壽命后期，即使補加水也是無濟于事的。

3 延長電池使用壽命的有效措施

電池的設計和生產工藝決定了蓄電池組的額定性能，電池組的使用維護則是保證了蓄電池組性能的可靠發揮。以下只從使用維護角度提出幾點意見和采取的措施。

（1）盡量使電池處于充足電狀態。鉛蓄電池放電產物是PbSO4，若不及時充電將會轉化為Pb和PbO2，那么PbSO4晶體就發生變化失去活性，引起極板硫酸鹽化，降低電池容量，縮短電池壽命。

（2）正確選擇并及時調整浮充電壓。這一措施對防止電池失水和熱失控至關重要。

（3）盡可能使電池的環境溫度保持20℃～25℃。雖然電池允許的工作溫度范圍為-15℃～+45℃，但電池的最佳工作溫度應當為25℃左右。

（4）定期對電池進行核對性放電和容量測試，設置好整流器的自動均充周期、限流值等參數。

為使通信電源系統中閥控式密封鉛蓄電池安全可靠地工作，除了要保證電池的質量外，還應當加強蓄電池組的使用維護工作，使其盡可能在最佳條件下運行。蓄電池組中各單塊電池充電或放電電壓的均勻性是衡量和判斷電池質量狀態的重要標志。

參考文獻：

[1]朱雄世.《新型電信電源系統與設備》.endprint