地鐵車輛蓄電池的保養與維護

張 宇 武 林

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

地鐵車輛蓄電池的保養與維護

張 宇 武 林

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

對地鐵系統內蓄電池的使用現狀進行分析，對比行業內蓄電池維護方法，參照影響蓄電池使用壽命的因素，提出適合于地鐵系統內蓄電池安裝、使用、報廢過程中的維護方法，對延長蓄電池使用壽命、及時發現問題蓄電池提供了有效方案，同時提出了報廢蓄電池判定及存儲的方案。蓄電池是車輛重要的控制電源，在地鐵安全運營中發揮著重要作用。文中結合地鐵車輛蓄電池在使用和維護方面所遇到的問題進行了分析，提出了相應的維護措施。

地鐵；蓄電池；工藝；研究

一、蓄電池維護現狀

蓄電池在地鐵系統內UPS、事故照明、直流屏、列車后備電源等設備內使用。UPS主要為信號及通訊設備，需要蓄電池持續不間斷提供穩定電源輸出。事故電源主要為車站內疏散指示及事故照明燈具提供電源，在事故停電狀態下需蓄電池提供1～1.5 h的持續供電。直流屏主要為高壓開關設備提供操作及保護電源。列車在接觸網停電狀態下需要蓄電池為車內列車動力及事故照明供電。目前，閥控密封鉛酸蓄電池已基本取代原來的開口式電池，在地鐵內得到廣泛應用，很多維護人員認為是“免維護電池”。其實閥控密封鉛酸蓄電池也需要維護，“免維護”只是不再人工加液而已。實際上，閥控密封鉛酸蓄電池如維護不好會存在很大安全隱患：由于匯流排和板柵遭到腐蝕，造成金屬路徑變窄使電池的內阻增加；由于浮充電壓過高，加速正極板柵腐蝕速率和電池內氣體的排放，導致干涸；由于環境溫度過高，使得電池內部溫度升高，導致浮充電流增加，浮充電流增加加速電池內部溫升，形成惡性循環，引起熱失控等。所有這些，均嚴重影響到蓄電池的安全運行。通過了解地鐵使用蓄電池的狀況，發現很多地方蓄電池的維護工作都有待改進。

二、影響蓄電池使用壽命的因素

蓄電池是一種化學電源，它的構造是各種各樣的，所有的電池都是由正極、負極、電解質、隔離物和容器組成的，其中正負兩極的活性物資和電解質起化學反應，對電池產生電流起著主導作用。影響閥控式鉛酸蓄電池實際使用壽命的因素有以下幾個方面。

1、環境溫度

環境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響大。溫度升高時，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時將消耗更多的水，使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環境下易獲得較長的壽命，長期運行溫度若升高10℃，使用壽命約降低一半。

2、過度充電

長期過充電狀態下，正極因氧化反應，水被消耗，從而導致正極附近酸度增加，板柵腐蝕加速，使板柵變薄加速電池的腐蝕，電池容量降低；同時因水損耗加劇，蓄電池有干涸的危險，從而影響蓄電池壽命。

3、過度放電

蓄電池過度放電主要發生在交流電壓停電后，蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時，導致電池內部大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，在陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體，導致內阻增大，充、放電性能就越差，使用壽命縮短。

4、長期浮充電

蓄電池在長期浮充狀態下，只充電而不放電，勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內阻增大，容量大量下降，從而造成蓄電池使用壽命縮短。

三、蓄電池的維護

蓄電池檢修周期應有日檢、月檢、半年檢、年檢；日檢需有設備房環境及設備報警檢查；月檢須有兩路交流輸入及逆變輸出切換功能測試，每半年需核對蓄電池容量是否滿足設計放電時間(滿負載放電)；年檢需清潔設備、緊固端子、測試蓄電池放電后的電壓及內阻。

四、加強對蓄電池的離散性控制

電極材料的配方及其制備電池制造工藝的不穩定，給電池的運行留下了失效的隱患，導致蓄電池性能的離散性不夠好。蓄電池經長時間運行后，因長期過充導致失水和極板腐蝕，使得浮充電壓會有很大差異，導致電池性能劣化6.4 加強對蓄電池系統結構的設計蓄電池系統結構要向模塊化、標準化的方向發展，這樣才能提高蓄電池在應用中的可用性、適應性、設備利用率。這種系統結構可以通過增加或減少模塊的數量來改變系統的總容量，使得供電系統重新布置更為方便，方便了用戶可根據負荷的需求進行蓄電池系統容量擴展的需要，降低了傳統不間斷電源擴容、升級的風險。對于容量較大、體積較大的蓄電池統設備來說，模塊化、標準化的蓄電池系統結構，不僅提高了設備在安裝時對空間的適應性，還增加了設備空間布局的靈活性，方便人們對蓄電池進行擴容和維護，可以大大降低成本，節省投資。

五、加強對蓄電池運行環境的管理

隨著科技的不斷發展，蓄電池的性能越來越好，整機的可靠性越來越高，平均無故障時間越來越長。蓄電池運行環境的管理將影響電池使用壽命。由于閥控式鉛酸蓄電池的“貧液”式設計，而充電機也要求紋波小，并有溫度補償，這樣就使得電池對環境溫度非常敏感，電池要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響，盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，并讓電池有一個良好的工作、儲存環境，因此良好的運行環境是非常重要。

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