閥控密封鉛酸蓄電池的維護與檢修

馮俊萍

（鄭州供電公司 河南 鄭州 450006）

0 引言

眾所周知，直流系統(tǒng)中的蓄電池組是發(fā)電廠、變電站的“心臟”，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行起著重要作用。 從20 世紀90 年代初到現(xiàn)在，閥控密封鉛酸蓄電池由于具有“使用時在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護，即免維護”的優(yōu)點而被廣泛應用于發(fā)電廠和變電站中。 雖然閥控密封鉛酸蓄電池具有免維護的優(yōu)點，但并不意味著它完全不需要維護，如果放松了對其正常的維護、檢修和管理，將會在某種程度上縮短其使用壽命，從而影響電力系統(tǒng)的正常運行。

1 閥控密封鉛酸蓄電池的組成及原理

1.1 閥控密封鉛酸蓄電池的組成

閥控密封鉛酸蓄電池主要由正負極板、 硫酸電解液、隔板、槽、蓋、安全閥、匯流條和極柱端子等組成。

1.2 閥控密封鉛酸蓄電池的原理

（1）放電過程的總電化學反應式是：

PbO2+2H2SO4+Pb→PbSO4+2H2O+PbSO4

蓄電池在放電過程中，正、負極板上都形成了硫酸鉛。 由于硫酸鉛導電性能差，從而增加了極板間的電阻，影響了電池容量。 電解液中的硫酸逐漸減少，水分增加，因而使電解液的相對密度降低。

（2）充電過程的電化學反應

鉛酸蓄電池充電時，在正極板上發(fā)生下列電化學反應：

2H2O→O2+4H++4e-

在負極板上發(fā)生下列化學反應：

2Pb+O2→2PbO

PbSO4+2H++2e-→Pb+H2SO4

負極總反應：2H++2e-→H2

由于蓄電池在充電過程中，正、負極板發(fā)生的電化學反應各具特點， 所以當正極板充電到70%時， 開始析出氧氣O2，而負極板充電到90%時，開始析出氫氣H2。 閥控密封鉛酸蓄電池為了抑制H2和O2的析出， 實現(xiàn)密封和免維護功能， 在負極板材料中加入了鈣金屬以提高H2析出的電位，使電池在正常充電下不產(chǎn)生H2。 同時又采用貧電解液設計加上超細玻璃纖維隔板膜，使純鉛的氧化反應：Pb+O2→PbO和PbO+H2SO4→PbSO4+H2O 得以進行， 以此來消除O2的析出。

2 閥控密封鉛酸蓄電池可能出現(xiàn)的問題

2.1 浮充電壓設置過低

當浮充電壓設置過低時，蓄電池由于長期處于欠充電狀態(tài)，使極板深處的活性物質(zhì)無法參與化學反應，繼而在活性物質(zhì)與隔板膜之間形成高電阻層，加大了蓄電池內(nèi)阻，造成蓄電池的容量下降。

2.2 浮充電壓設置過高

當浮充電壓設置過高時，蓄電池由于長期處于過充電狀態(tài)，使內(nèi)部產(chǎn)生的氣體量增加，同時因為安全閥經(jīng)常處于開閥狀態(tài)，從而引發(fā)蓄電池嚴重失水，電解液濃度增大，蓄電池內(nèi)部腐蝕加快、容量失效等一系列后果。

2.3 過量放電

當蓄電池過量放電時， 由于內(nèi)部產(chǎn)生過量的硫酸鉛，使極板物質(zhì)體積增大，引起極板彎曲、膨脹，嚴重時還將導致蓄電池槽脹裂。

2.4 環(huán)境溫度過高

當環(huán)境溫度過高時， 蓄電池由于增加了內(nèi)部的水分損耗，使極板的腐蝕加劇，縮短了蓄電池壽命。 若蓄電池長期運行在超過標準溫度下，則溫度升高10℃蓄電池的壽命約降低一半。

3 閥控密封鉛酸蓄電池的維護

3.1 保持蓄電池清潔，避免泄漏電流

在對蓄電池進行清潔時，必須用濕布擦拭，嚴禁用油類或有機溶劑（例如汽油和稀釋劑）擦洗或涂覆，也不要用浸有這些材料的布擦拭。 要避免用起毛的刷子和干布擦拭，以免產(chǎn)生靜電引起爆炸危險。

3.2 保持適宜的環(huán)境與溫度

蓄電池應貯存于清潔、通風良好、干燥的環(huán)境中，避免在高溫下貯存及使用，不應受陽光直射，要遠離熱源。 環(huán)境溫度最好控制在15℃～20℃為宜。

3.3 使用具備限流、恒壓功能的充電設備

蓄電池充電時，其充電設備必須具備限流、恒壓功能，且恒壓應保持在±1%的范圍內(nèi)。

3.4 保持完整的蓄電池組運行記錄

（1）每月檢查并記錄充電設備的運行狀態(tài)和蓄電池組的總電壓值、充電電流值；

（2）每月定期檢查并記錄一次蓄電池組中每個蓄電池的浮充電壓值，檢測并記錄蓄電池組兩端的充電電壓同充電設備的輸出電壓是否一致，檢查并記錄蓄電池的外形、外表溫度是否正常；

（3）每次均充時，每隔2 小時應分別記錄每個蓄電池的充電電壓以及充電電流。

3.5 注意蓄電池的放電深度

為保證蓄電池的使用壽命， 應特別注意蓄電池的放電深度：當間歇放電或放電電流為0.1Q 以下時，放電終止電壓為1.80V/只；放電電流為0.2Q 左右時，放電終止電壓為1.75V/只。Q 為電池的額定容量。同時，還要計算蓄電池放出的總容量不能超過額定容量。 蓄電池應嚴格按上述的放電終止電壓放電，否則會發(fā)生過放電現(xiàn)象，縮短蓄電池使用壽命。

3.6 對蓄電池進行定時的外觀巡視蓄電池在運行時期，應定時地對其進行外觀的巡視、檢查，看其連接片（連接線）是否有松動和腐蝕現(xiàn)象，殼體是否出現(xiàn)滲漏和變形，極柱端子與安全閥周圍是否有酸霧溢出，蓄電池溫度是否過高等。

4 閥控密封鉛酸蓄電池的檢修

4.1 蓄電池在運行時， 如有個別蓄電池的浮充電壓低于2.20V/只，且電流較大，說明該蓄電池容量不足，需要立即對整組蓄電池進行均衡充電。 為了使運行人員能夠更迅速、更直接地了解變電站直流系統(tǒng)的蓄電池組運行情況，避免落后蓄電池影響直流系統(tǒng)正常運行。 現(xiàn)在，許多變電站的直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置中都安裝了蓄電池巡檢儀，當發(fā)現(xiàn)個別蓄電池浮充電壓過低時便立即報警。

如發(fā)現(xiàn)個別蓄電池浮充電壓過低，可采用此方法進行處理：對蓄電池組進行恒壓充電（2.35～2.4V/臺）×臺數(shù)，充電時間為20 個小時，接著轉為浮充充電，浮充8 小時后再次逐臺檢測蓄電池的充電電壓是否大于2.2V/臺， 如小于則仍需再均衡充電10 小時， 然后轉入浮充充電，4 小時后再測浮充電壓，若個別蓄電池還未達到2.2V/臺，說明該蓄電池為落后電池，可將落后蓄電池更換，避免其影響整組蓄電池的正常運行。

我局機場變電站直流系統(tǒng)的蓄電池組在運行過程中就曾因個別蓄電池落后而使直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置產(chǎn)生告警，該監(jiān)控裝置的蓄電池巡檢儀檢測出有一號蓄電池的電壓只有1.61V，明顯低于正常電壓低值1.8V。 為了進一步確認各個蓄電池的電壓正常與否，我們對蓄電池進行逐個測量，果然發(fā)現(xiàn)該號蓄電池電壓為1.6V 左右。 我們采用對蓄電池組進行恒壓充電的方法對整組蓄電池進行充電，但該號蓄電池電壓仍無法達標，說明該電池已為落后電池。 最后，我們將落后蓄電池更換。 在更換了蓄電池后，直流系統(tǒng)的一切運行恢復正常。

4.2 由于長期使用限壓限流的浮充電方式或只限壓不限流的運行方式，無法判斷閥控密封鉛酸蓄電池的現(xiàn)有容量以及內(nèi)部是否失水或干裂，因此必須通過核對性放電才能找出蓄電池存在的問題。 而發(fā)電廠和變電站中直流系統(tǒng)的蓄電池組不能退出運行，為了能對閥控密封鉛酸蓄電池組進行全核對性放電， 可準備一組臨時的閥控密封鉛酸蓄電池組代替運行。

閥控密封鉛酸蓄電池組進行全核對性放電時， 用0.1Q的電流進行恒流放電，當蓄電池組端電壓下降到1.8V/臺×臺數(shù)時，便停止放電，然后，再用0.1Q 的電流進行均充電→浮充電。 反復2～3 次，蓄電池存在的問題可查出，容量也可得到恢復。 （Q 為蓄電池的額定容量）

5 結束語

閥控密封鉛酸蓄電池已具有免補水、免維護和密封等特點，只要工作人員對其進行正常有效的維護、檢修和管理，該蓄電池將能更加安全、可靠地運行。