阀控式蓄电池的使用和维护

阀控式蓄电池的使用和维护

摘要：介绍了阀控式蓄电池的原理，分析了影响蓄电池使用寿命的主要因素，提出了正确使用和维护蓄电池的方法及注意事项。

关键词：蓄电池；使用；维护

Use and Maintenance of Valve Regulated Lead?acid Battery(VRLAB)

ZHANG Xi- feng, LIU Jun- shan, LI Jian- ling, DONG Qing- yun

Abstract:The principle of VRLAB is introduced. The main causes to influence the lifetime of VRLAB are analyzed. The correct methods to use and maintain VRLAB and mattersconcerned are described.

Keywords:Battery; Use; Maintenance 　

1 引言

蓄电池作为一种独立的操作电源，具有可靠性高的优点，所以在变电所和发电厂被广泛应用。最早使用的普通铅酸蓄电池过载能力低，易产生酸腐蚀；20世纪80年代以后，逐步被镉镍蓄电池替代，虽然其具有可靠性高、体积小、压降小、耐过充能力强，放电电压平稳，放电倍率高，寿命较长等优点，但也有电池电压低、使用数量大、维护工作量相对较大且较繁琐等缺点；而阀控式蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便等优点。目前由于充电设备的更新换代，尤其是高频开关电源的应用，使相关指标（稳压、稳流、纹波系数等）要求较严的阀控式蓄电池得到了广泛的应用。阀控式蓄电池主要有贫液式和胶液式两类。由于阀控式蓄电池全密封、无须加水维护，故常冠以“免维护”的称号。“免维护”这一词给使用者带来了认识上的误区，导致使用者放松了对阀控式蓄电池的日常维护和管理。因此，正确使用和维护阀控式蓄电池具有十分重要的意义。

2 阀控式蓄电池原理

阀控式蓄电池在充电过程中和充电终止时会出现水被电解的现象，通常情况下，正极出现氧气，负极出现氢气。由于电池采用免维护极板，使氢气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气，正极电解水反应式如下：

2H2O→O2＋4H＋＋4e－

氧气通过隔板通道或顶部到达负极进行化学反应。

Pb＋O2＋2H2SO4→PbSO4＋H2O

负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海棉状铅。

PbSO4＋2e－＋H＋→Pb＋HSO4－

由于阀控式蓄电池结构，使电池内部保留一定压力和气体，保证上述反应循环进行，与此同时也抑制负极氢气的析出，控制了电池内水份的消耗，因此电池可以密封运行。

3 影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素

阀控式蓄电池全浮充正常使用寿命在10年以上，理论上可到20年，但在实际使用中，影响阀控式蓄电池使用寿命的因素很多，主要有

1）环境温度

环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。

2）过度充电

长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，H＋增加，从而导致正极附近酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，使电池容量降低；同时因水损耗加剧，将使蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池寿命。

3）过度放电

蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种绝缘体，它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响，因此在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，蓄电池的使用寿命就越短。

4）长期浮充电

蓄电池在长期浮充电状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命缩短。

4 阀控式蓄电池的正确使用和维护

下面为阀控式蓄电池在使用和维护中应注意的问题。

——蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方，安全距离为0.5m以上。在环境温度为25℃～0℃内，每下降1℃，其放电容量约下降1％，所以电池宜在15℃～20℃环境中工作。

——要使蓄电池有较长的使用寿命，请使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时，充电设备应达到±2％的稳压精度，才能满足电池说明书中所规定的要求。浮充使用的蓄电池非工作期间请不要停止浮充。

——必须严格遵守蓄电池放电后，再充电时的恒流限压充电→恒压充电→浮充电的充电规律，条件允许的最好使用高频开关电源型充电装置，以便随时对蓄电池进行智能管理。

——新安装或大修后的阀控式蓄电池组，应进行全核对性放电实验，以后每隔2～3年进行一次核对性放电实验，运行了6年的阀控式蓄电池，每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电，蓄电池组容量均达不到额定容量的80％以上，可认为此组阀控式蓄电池寿命终止，应予以更换。

——维护测量蓄电池时，操作者面部不得正对蓄电池顶部，应保持一定角度或距离。

——蓄电池运行期间，每半年应检查一次连接导线，螺栓是否松动或腐蚀污染，松动的螺栓必须及时拧紧（螺栓与螺母的扭矩约为11N·m），腐蚀污染的接头应及时清洁处理。电池组在充放电过程中，若连接条发热或压降大于10mV以上，应及时用砂纸等对连接条接触部位进行打磨处理。

——不能把不同厂家、不同型号、不同种类、不同容量、不同性能以及新旧不同的电池串、并在一起使用。

——为蓄电池配置在线监测管理技术，随时对电池实施在线监测，了解和掌握电池的电压、压差（见表1）等，以便及时发现蓄电池的缺陷，及时进行维护。

——蓄电池在正常运行期间，应每周测量一次电池电压、环境温度；每月普测一次电池电压、环境温度，并做好记录；每季检查一次电池开路电压（单体电压）；每年做一次容量检查（放电电流为0.1C10A，终止电压符合表1中的规定），并作记录；应保持完整的电池履历（包括出厂日期、安装日期、运行情况等）。

表1 阀控式蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值的规定V