淺析閥控式密封蓄電池故障與對(duì)策

彭牧

深南電（東莞）唯美電力有限公司 523000

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多集成電路器件，而且電源技術(shù)在日益完善，使得閥控式密封蓄電池的應(yīng)用越來越廣泛。這種電池具有全密封的特點(diǎn)，不需要加水維護(hù)，甚至被稱為免維護(hù)蓄電池，使得人們疏忽了電池的維護(hù)，導(dǎo)致電池出現(xiàn)故障。本文主要對(duì)閥控式密封蓄電池的故障進(jìn)行分析，并且提出有效對(duì)策。

關(guān)鍵詞：閥控式密封蓄電池；故障；對(duì)策

閥控式密封蓄電池雖然被稱為免維護(hù)蓄電池，但是卻仍然需要維護(hù)。這種電池只是不需要對(duì)密度進(jìn)行測(cè)量，也不需要添加蒸餾水，在其他方面的維護(hù)工作依然與普通蓄電池一樣。人們誤解了閥控式密封蓄電池的特點(diǎn)，維護(hù)工作不到位，導(dǎo)致電池出現(xiàn)故障。

1 閥控式密封蓄電池的原理

這種電池主要包括六個(gè)組件，即正極群、負(fù)極群、電池槽蓋、排氣閥、電解液以及多孔性隔膜等。閥控式密封蓄電池在充電的過程中，水會(huì)被電解。充電終止的時(shí)候，水被依然在被電解。一般來說，正極與負(fù)極分別出現(xiàn)氧氣和氫氣。閥控式密封蓄電池中有免維護(hù)極板，使得氫氣在析出的時(shí)候電位提高。而且正極與負(fù)極的反應(yīng)區(qū)域、反應(yīng)速度都存在差異，正極會(huì)比負(fù)極更早出現(xiàn)氧氣。閥控式密封蓄電池內(nèi)部有一定的壓力以及氣體，為前述的反應(yīng)循環(huán)提供保證，也對(duì)負(fù)極氫氣的析出產(chǎn)生了抑制作用，還能夠?qū)﹄姵貎?nèi)的水分消耗進(jìn)行控制，使其運(yùn)行具有密封性的特點(diǎn)。

圖1 閥控式密封蓄電池結(jié)構(gòu)圖

2 閥控式密封蓄電池使用過程中的問題與預(yù)防對(duì)策分析

2.1 環(huán)境溫度

一般來說，環(huán)境溫度對(duì)閥控式密封蓄電池的影響比較大。環(huán)境溫度發(fā)生變化，蓄電池容量也會(huì)發(fā)生變化。如果環(huán)境溫度為25℃，蓄電池容量為100%，使用期限會(huì)比較長(zhǎng)。而環(huán)境溫度越高，蓄電池的放電能力也會(huì)提高。但是與此同時(shí)，蓄電池極板的腐蝕速度開始加快，水的消耗量越來越多，使得蓄電池的使用期限變短。蓄電池在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，當(dāng)環(huán)境溫度升高10℃，其使用期限減少一半。而環(huán)境溫度在25℃的前提下，每升高10℃，蓄電池的容量會(huì)減少至原來的一半。在25℃以下，環(huán)境溫度與蓄電池容量之間的關(guān)系如表1所示。

表1 在25℃下環(huán)境溫度與蓄電池容量之間的關(guān)系

溫度（℃） 蓄電池容量（%）

25 100

20 95

15 90

10 84

5 76

0 71

根據(jù)環(huán)境溫度與蓄電池容量之間的關(guān)系，可以提出以下預(yù)防對(duì)策：蓄電池的安裝環(huán)境應(yīng)該為有空調(diào)的房間，確保其布放方式有利于散熱。根據(jù)實(shí)際溫度發(fā)生的變化而對(duì)蓄電池放電的電流進(jìn)行合理調(diào)整，并且對(duì)蓄電池的環(huán)境溫度進(jìn)行良好的控制，適宜的溫度范圍一般為22℃至25℃。

當(dāng)蓄電池出現(xiàn)早期容量失效問題，則需要采用反復(fù)循環(huán)充電的方法來對(duì)其進(jìn)行處理。在這個(gè)過程中，必須嚴(yán)格根據(jù)蓄電池的充電、放電等方面的相關(guān)規(guī)律來進(jìn)行。充電方式主要有三種，即恒壓充電、恒流限壓充電以及浮充電等。放電與充電應(yīng)該反復(fù)進(jìn)行兩次至三次，通常情況下都會(huì)使得蓄電池恢復(fù)原來的功能。如果蓄電池還是不能恢復(fù)，則需要更換新的蓄電池。

2.2 蓄電池過度充電

蓄電池一旦過度充電，就會(huì)發(fā)生析氧反應(yīng)而使得水被消耗，導(dǎo)致H+增加。同時(shí)，提高了蓄電池的正極周圍的酸度，導(dǎo)致板柵的腐蝕速度加快而變薄，蓄電池的腐蝕速度就會(huì)加快，降低了蓄電池的容量。水不斷被消耗，會(huì)導(dǎo)致蓄電池的水分干涸而使得蓄電池的使用期限縮短。因此，必須根據(jù)蓄電池的規(guī)程與廠家的相關(guān)要求來進(jìn)行正確的充電操作，對(duì)開關(guān)電源的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置，防止閥控式密封蓄電池長(zhǎng)時(shí)間過度充電。需要注意的是，蓄電池組在充電時(shí)壓降超過10mV，或者連接件發(fā)熱時(shí)，則應(yīng)該使用砂紙來對(duì)蓄電池發(fā)熱的連接件接觸部位進(jìn)行妥善的打磨處理，并且保證接觸具有可靠性。

2.3 蓄電池過度放電

在交流電源停電之后，蓄電池常常會(huì)出現(xiàn)過度放電的問題。即蓄電池長(zhǎng)期處于負(fù)載供電的狀態(tài)，蓄電池過度放電而使其電壓下降，甚至達(dá)到零電壓，就會(huì)使得蓄電池內(nèi)部的硫酸鉛被大量吸附到陰極表面上，從而形成硫酸鹽化現(xiàn)象。硫酸鉛是一種絕緣體，可以對(duì)蓄電池的充電性能、放電性能都造成比較大的負(fù)面影響。蓄電池陰極上的硫酸鹽越多，內(nèi)阻就會(huì)越大，而蓄電池的充電、放電性能都會(huì)越差，使用期限也會(huì)縮短。因此，要采用技術(shù)手段來對(duì)蓄電池的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，比如在蓄電池內(nèi)安裝智能放電裝置。

2.4 蓄電池的充放電不均衡

板柵的部位不同，其合金成分、結(jié)構(gòu)分布都存在差異，使得板柵的化學(xué)性能出現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池的充放電、浮充電壓都存在差異。這些差異會(huì)在充放電的循環(huán)狀態(tài)下逐漸加大，導(dǎo)致蓄電池失效，也就是落后電池。因此，在浮充供電的過程中，應(yīng)該采用浮充電壓下限值來進(jìn)行，從而減小電壓差異。

在對(duì)落后電池進(jìn)行處理時(shí)，可以采用整流器實(shí)現(xiàn)整組電池的均衡充電，再放電。幾次循環(huán)之后還沒解決問題，則需要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理。也就是說，把落后電池與負(fù)載相脫離，使用外部充電設(shè)備來對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。

3 60件220v串聯(lián)閥控式密封蓄電池的故障處理分析

本文主要對(duì)60件220v串聯(lián)閥控式密封蓄電池故障進(jìn)行分析，找到其故障發(fā)生原因，提出其處理方法。

3.1 220v串聯(lián)閥控式密封蓄電池單節(jié)整體虧電情況嚴(yán)重

在60件故障事例中，這種故障發(fā)生件數(shù)為8，故障原因與處理方法如下：

故障原因：220v串聯(lián)逆變電源或者相關(guān)電路出現(xiàn)故障；直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻出現(xiàn)故障；沒有配備220v串聯(lián)逆變電源或者直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻；直接啟用220v串聯(lián)閥控式密封蓄電池單節(jié)，導(dǎo)致蓄電池故障發(fā)生；對(duì)直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻的有效值進(jìn)行調(diào)整時(shí)不恰當(dāng)。

處理方法：第一，可以為220v串聯(lián)閥控式密封蓄電池補(bǔ)充電。第二，加裝逆變電源。第三，對(duì)逆變電源與相關(guān)電路進(jìn)行修復(fù)，或者更換直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻。第四，在220v串聯(lián)蓄電池設(shè)備內(nèi)加裝逆變電源或者直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻。第五，對(duì)直流逆變電源的Rnb電芯內(nèi)阻的有效值進(jìn)行正確調(diào)整。

3.2 整個(gè)設(shè)備閥控式密封蓄電池單節(jié)整體虧電情況嚴(yán)重

在60件故障事例中，這種故障發(fā)生件數(shù)為5，故障原因與處理方法如下：

故障原因：（1）長(zhǎng)期使用閥控式密封蓄電池照明。（2）設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間沒有使用，閥控式密封蓄電池自行大量放電而導(dǎo)致故障發(fā)生。

處理方法：應(yīng)該根據(jù)要求來對(duì)閥控式密封蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電。

3.3 電壓異常

在60件故障事例中，這種故障發(fā)生件數(shù)為9，故障原因與處理方法如下：

故障原因：（1）上一次對(duì)閥控式密封蓄電池單節(jié)進(jìn)行更換時(shí)，并沒有控制好蓄電池的容量均衡。（2）安全閥不夠嚴(yán)實(shí)，使得閥控式密封蓄電池單節(jié)內(nèi)的酸分與水分都漸漸揮發(fā)，充電的時(shí)候很容易過充，而且放電非?？臁?/p>

處理方法：（1）對(duì)閥控式密封蓄電池單節(jié)的容量進(jìn)行重新調(diào)整。（2）當(dāng)安全閥不夠嚴(yán)實(shí)時(shí)，應(yīng)該將這一出現(xiàn)故障的閥控式密封蓄電池單節(jié)報(bào)廢，然后更換新的閥控式密封蓄電池單節(jié)。

3.4 箱體出現(xiàn)物理性損壞現(xiàn)象

3.4.1 殼蓋裂損問題

在60件故障事例中，這種故障發(fā)生件數(shù)為5，故障原因與處理方法如下：

故障原因：外物撞擊而導(dǎo)致殼蓋出現(xiàn)裂損現(xiàn)象。

處理方法：應(yīng)該將這一故障單節(jié)報(bào)廢，然后更換新單節(jié)。

3.4.2 箱體變形問題

在60件故障事例中，這種故障發(fā)生件數(shù)為4，故障原因與處理方法如下：

故障原因：?jiǎn)喂?jié)內(nèi)阻過大，而且長(zhǎng)時(shí)間通過比較大的充放電流，導(dǎo)致發(fā)熱灼傷問題和內(nèi)壓力作用。

處理方法：應(yīng)該將這一出現(xiàn)故障的蓄電池單節(jié)報(bào)廢，然后更換新的閥控式密封蓄電池單節(jié)。