閥控式鉛酸蓄電池簡(jiǎn)介與維護(hù)

閥控式鉛酸蓄電池的簡(jiǎn)介與維護(hù)

運(yùn)行部

2015年3月主要內(nèi)容一、名詞解釋二、鉛酸蓄電池的主要結(jié)構(gòu)和工作原理三、

閥控式鉛酸蓄電池特點(diǎn)四、VRLA蓄電池的早期失效五、閥控式鉛酸蓄電池測(cè)試方法六、閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)七、事故案例一、名詞解釋在我們場(chǎng)站中常用的蓄電池分為兩種：一種給發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)和控制柜供電用的鉛酸蓄電池，叫：排氣式鉛酸蓄電池。另一種主要是給UPS使用的鉛酸能蓄電池，叫：閥控式鉛酸蓄電池。很多人要問(wèn)這兩種電池有什么定義。根據(jù)《GB/T2900.11蓄電池名詞術(shù)語(yǔ)》中定義：排氣式儲(chǔ)能用鉛酸蓄電池：電池蓋上有能夠補(bǔ)液和析出氣體裝置的蓄電池（簡(jiǎn)稱：排氣式蓄電池）閥控式儲(chǔ)能用鉛酸蓄電池：各個(gè)電池都是密封的，但是都帶有在內(nèi)壓超出預(yù)定值時(shí)允許氣體逸出的閥的儲(chǔ)能用鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱：閥控式蓄電池）。注：正常情況下這種電池不能添加電解液。今天我們主要講解的是閥控式鉛酸蓄電池二、鉛酸蓄電池的主要結(jié)構(gòu)和工作原理正極活性物質(zhì)是二氧化鉛，電極反應(yīng)為：

PbO2+3H+

+HSO4-+2e

PbSO4+2H2O負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛，電極反應(yīng)為：

Pb+HSO4--

-2ePbSO4+H+

從反應(yīng)式中可以看出，硫酸不僅傳導(dǎo)電流，而且參與電化學(xué)反應(yīng)，放電時(shí)硫酸不斷減少，生成水，電解液濃度降低；充電時(shí)不斷生成硫酸，消耗水，電解液濃度增加。

全密封結(jié)構(gòu)，用一安全閥控制電池內(nèi)氣體壓力。VRLA(ValveRegulatedLeadAcid)利用氧再?gòu)?fù)合“水循環(huán)”原理，使電池正極析出的氧氣通過(guò)隔膜擴(kuò)散到負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成PbO2，并與H2SO4反應(yīng)，最終生成水，避免了水的散失。采用玻璃纖維或膠體作為隔膜，吸貯電解液，貧液式，緊裝配。三、閥控式鉛酸蓄電池特點(diǎn)

閥控式鉛酸蓄電池VRLA擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和工作原理，理論上有較高的可靠性和較長(zhǎng)的使用壽命，廠家也都宣傳有10～15年的浮充使用壽命。然而實(shí)際使用情況卻強(qiáng)差人意，有些廠家的電池僅使用了二三年，甚至更短時(shí)間就出現(xiàn)了失效電池——為什么？？？

VRLA蓄電池的早期失效原因：失水、負(fù)極板硫酸鹽化、熱失控、工藝設(shè)計(jì)缺陷、但是電池本身的離散性是電池早期失效的根本原因電極材料的配方制備、安裝、化成工藝等的非穩(wěn)定因素和不一致因素，導(dǎo)致了電池性能的離散性，這給電池的運(yùn)行留下了失效的隱患。當(dāng)性能不一致的電池組成一組電池并投入運(yùn)行時(shí)，各電池的浮充電壓會(huì)有很大差異。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，浮充電壓高的電池因長(zhǎng)期過(guò)充導(dǎo)致失水和極板腐蝕；反之，浮充電壓低的電池因長(zhǎng)期欠充導(dǎo)致容量損失和極板硫酸化。電池性能劣化有自加速的趨勢(shì)。四、VRLA蓄電池的早期失效某站兩節(jié)蓄電池浮充及充放電情況上圖中藍(lán)色曲線為7#電池1月到9月的浮充電壓表現(xiàn)，紅色為1#電池的浮充表現(xiàn)，綠色是本組電池此時(shí)間段的平均電壓。從圖上看，1#電池長(zhǎng)期處于欠充狀態(tài)，而7#電池長(zhǎng)期處于過(guò)充狀態(tài)。

1＃電池由于長(zhǎng)期處于欠充電狀態(tài)，放電電壓明顯低于平均電壓，且在放電終止時(shí)回升緩慢，而7＃電池由于處于長(zhǎng)期過(guò)充電狀態(tài)，放電電壓也明顯低于平均電壓，但在放電終止時(shí)迅速跳躍回升，表現(xiàn)了內(nèi)阻的作用.問(wèn)題

作為備用電池我們到底要測(cè)什么？

從核對(duì)性放電測(cè)試到電池端電壓監(jiān)測(cè)，再到內(nèi)阻測(cè)試，人們尋找了很多方法，但我們到底想要知道什么？？

答案只有一個(gè)——我們想知道：如果現(xiàn)在發(fā)生停電，這組電池能支持負(fù)載供電多少時(shí)間??！或者說(shuō)這組電池還有多少容量??！五、閥控式鉛酸蓄電池測(cè)試方法

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)容量測(cè)試法：0.1C10小時(shí)放電（核對(duì)性容量測(cè)試）

內(nèi)阻測(cè)試法

狀態(tài)檢測(cè)法一組電池如何進(jìn)行核對(duì)性容量測(cè)試

在變電站設(shè)計(jì)時(shí)，改變單電池組設(shè)計(jì)方案，以二組電池組替代一組電池組，便于維護(hù)和檢修。如圖：200Ah100Ah100Ah用備用電池組投入運(yùn)行，對(duì)待測(cè)電池組進(jìn)行全容量核對(duì)性放電。

電池組不退出運(yùn)行，把充電機(jī)電壓調(diào)低到保護(hù)電壓，利用實(shí)際負(fù)荷負(fù)載和外加負(fù)載對(duì)電池組進(jìn)行淺容量(30-50%)放電測(cè)試，基本上可對(duì)電池狀態(tài)作出了解。

不退出運(yùn)行，對(duì)電池組進(jìn)行短時(shí)間放電，目的是發(fā)現(xiàn)落后電池。

問(wèn)題

電池失效的標(biāo)準(zhǔn)？當(dāng)檢測(cè)蓄電池的容量即在25℃時(shí)實(shí)際容量等于或小于80%標(biāo)稱容量時(shí)為壽命終止。

標(biāo)稱容量的80％的來(lái)源？ 實(shí)際容量與標(biāo)稱容量的關(guān)系？

標(biāo)稱容量500Ah的電池，出廠時(shí)的實(shí)際容量可能為600Ah，假定該電池在使用中容量衰減了20％，即測(cè)試時(shí)的實(shí)際容量為： 600Ah×80％＝480Ah如果與標(biāo)稱容量比對(duì)，電池容量還有96％，是正常的電池，如果與出廠時(shí)的實(shí)際容量比對(duì)，電池容量只有80％了，到了失效的邊緣，我們?cè)撊绾闻袆e呢？？？？

壽命終止的標(biāo)志應(yīng)為實(shí)際容量的80％！核對(duì)性容量測(cè)試法

按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC869-2（1995）《固定鉛酸蓄電池一般要求和試驗(yàn)方法第二部分閥控式》、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13337.1-91《固定型防酸式鉛酸蓄電池技術(shù)條件》、國(guó)家電力部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T637-1997《閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨條件》，閥控式鉛酸蓄電池容量測(cè)試為：以電池額定容量（C）的10h率放電電流I10進(jìn)行放電，并記錄電池端電壓、溫度、放電時(shí)間，直至電池電壓降至電壓下限，計(jì)算電流與時(shí)間的乘積即為電池容量。如電池溫度不為25℃，應(yīng)進(jìn)行換算。Cd=———————

Ct1+K（t–25）狀態(tài)檢測(cè)法電壓：通過(guò)測(cè)量電池的浮充電壓檢測(cè)電池狀態(tài) 可測(cè)出電池開(kāi)路、短路、嚴(yán)重?fù)p壞電池如：浮充電壓嚴(yán)重偏高，可能是電解液干涸柵板嚴(yán)重硫化，導(dǎo)致內(nèi)阻增大引起。浮充電壓嚴(yán)重偏低，可能是電池長(zhǎng)期欠充或正極板腐蝕。電流：檢測(cè)浮充電流是否正常溫度：有無(wú)溫度異常，但一般為環(huán)境溫度內(nèi)阻檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)阻檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：IEEEstd1188-1996

IEEEstd1188-1996第15頁(yè)：Conductancemeasurementscanbeperformedbyapplyingavoltageofknownfrequencyandamplitudeacrossacellandobservingtheaccurrentthatflowsinresponsetoit.Theconductanceistheratiooftheaccurrentcomponentthatisin-phasewiththeacvoltage.Totheamplitudeoftheacvoltageproducingit.

電導(dǎo)測(cè)量是通過(guò)對(duì)蓄電池外加一個(gè)已知頻率、強(qiáng)度的電壓，測(cè)量同相的交流電流，交流電壓產(chǎn)生交流電流，電導(dǎo)是一個(gè)交流電流和同頻交流電流的比率。內(nèi)阻檢測(cè)法

交流內(nèi)阻：有正弦波和方波二種方式。

給電池注入一個(gè)固定頻率和固定電流的交流信號(hào)（一般使用1kHz、50mA，也有3~10Hz、300~1000mA的），然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)整流、濾波等一系列處理后，以交流電壓分量與交流電流分量之比計(jì)算出該電池的內(nèi)阻值。

可反映電池趨勢(shì)，有在線和便攜方式，由于電流信號(hào)較小，精度稍差，易受干擾。直流內(nèi)阻：短時(shí)間內(nèi)（一般為2～3秒）強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)很大的恒定直流電流（目前一般使用40A～80A的大電流），測(cè)量此時(shí)電池兩端的電壓，并按公式計(jì)算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。較接近實(shí)際情況，精度好，但在線方式不易實(shí)施。閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池的維護(hù)

月度保養(yǎng)1.保持電池房清潔衛(wèi)生；2.測(cè)量和記錄電池房?jī)?nèi)環(huán)境溫度，電池外殼溫度和極柱溫度逐個(gè)檢查電池的清潔度、端子的損傷及發(fā)熱痕跡、外殼及蓋的損壞或過(guò)熱痕跡；3.測(cè)量和記錄電池系統(tǒng)的總電壓、浮充電流。4.定期對(duì)開(kāi)關(guān)電源的電池管理參數(shù)進(jìn)行檢查，保證參數(shù)符合要求。

季度保養(yǎng)1.重復(fù)各項(xiàng)月度檢查。2.測(cè)量和記錄各在線電池的浮充電壓。六、閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)3.蓄電池長(zhǎng)時(shí)間不放電使