地鐵車輛蓄電池的保養(yǎng)與維護(hù)

張 宇 武 林

沈陽地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司

地鐵車輛蓄電池的保養(yǎng)與維護(hù)

張 宇 武 林

沈陽地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司

對(duì)地鐵系統(tǒng)內(nèi)蓄電池的使用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)比行業(yè)內(nèi)蓄電池維護(hù)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(tǒng)內(nèi)蓄電池安裝、使用、報(bào)廢過程中的維護(hù)方法，對(duì)延長蓄電池使用壽命、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題蓄電池提供了有效方案，同時(shí)提出了報(bào)廢蓄電池判定及存儲(chǔ)的方案。蓄電池是車輛重要的控制電源，在地鐵安全運(yùn)營中發(fā)揮著重要作用。文中結(jié)合地鐵車輛蓄電池在使用和維護(hù)方面所遇到的問題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的維護(hù)措施。

地鐵；蓄電池；工藝；研究

一、蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀

蓄電池在地鐵系統(tǒng)內(nèi)UPS、事故照明、直流屏、列車后備電源等設(shè)備內(nèi)使用。UPS主要為信號(hào)及通訊設(shè)備，需要蓄電池持續(xù)不間斷提供穩(wěn)定電源輸出。事故電源主要為車站內(nèi)疏散指示及事故照明燈具提供電源，在事故停電狀態(tài)下需蓄電池提供1～1.5 h的持續(xù)供電。直流屏主要為高壓開關(guān)設(shè)備提供操作及保護(hù)電源。列車在接觸網(wǎng)停電狀態(tài)下需要蓄電池為車內(nèi)列車動(dòng)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(nèi)得到廣泛應(yīng)用，很多維護(hù)人員認(rèn)為是“免維護(hù)電池”。其實(shí)閥控密封鉛酸蓄電池也需要維護(hù)，“免維護(hù)”只是不再人工加液而已。實(shí)際上，閥控密封鉛酸蓄電池如維護(hù)不好會(huì)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(nèi)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(nèi)氣體的排放，導(dǎo)致干涸；由于環(huán)境溫度過高，使得電池內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致浮充電流增加，浮充電流增加加速電池內(nèi)部溫升，形成惡性循環(huán)，引起熱失控等。所有這些，均嚴(yán)重影響到蓄電池的安全運(yùn)行。通過了解地鐵使用蓄電池的狀況，發(fā)現(xiàn)很多地方蓄電池的維護(hù)工作都有待改進(jìn)。

二、影響蓄電池使用壽命的因素

蓄電池是一種化學(xué)電源，它的構(gòu)造是各種各樣的，所有的電池都是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔離物和容器組成的，其中正負(fù)兩極的活性物資和電解質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，對(duì)電池產(chǎn)生電流起著主導(dǎo)作用。影響閥控式鉛酸蓄電池實(shí)際使用壽命的因素有以下幾個(gè)方面。

1、環(huán)境溫度

環(huán)境溫度過高對(duì)蓄電池使用壽命的影響大。溫度升高時(shí)，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時(shí)將消耗更多的水，使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下易獲得較長的壽命，長期運(yùn)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(tài)下，正極因氧化反應(yīng)，水被消耗，從而導(dǎo)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(shí)因水損耗加劇，蓄電池有干涸的危險(xiǎn)，從而影響蓄電池壽命。

3、過度放電

蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電壓停電后，蓄電池長時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時(shí)，導(dǎo)致電池內(nèi)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(dǎo)致內(nèi)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(tài)下，只充電而不放電，勢必會(huì)造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)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(hù)

蓄電池檢修周期應(yīng)有日檢、月檢、半年檢、年檢；日檢需有設(shè)備房環(huán)境及設(shè)備報(bào)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(duì)蓄電池容量是否滿足設(shè)計(jì)放電時(shí)間(滿負(fù)載放電)；年檢需清潔設(shè)備、緊固端子、測試蓄電池放電后的電壓及內(nèi)阻。

四、加強(qiáng)對(duì)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(wěn)定，給電池的運(yùn)行留下了失效的隱患，導(dǎo)致蓄電池性能的離散性不夠好。蓄電池經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行后，因長期過充導(dǎo)致失水和極板腐蝕，使得浮充電壓會(huì)有很大差異，導(dǎo)致電池性能劣化6.4 加強(qiáng)對(duì)蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要向模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，這樣才能提高蓄電池在應(yīng)用中的可用性、適應(yīng)性、設(shè)備利用率。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以通過增加或減少模塊的數(shù)量來改變系統(tǒng)的總?cè)萘?，使得供電系統(tǒng)重新布置更為方便，方便了用戶可根據(jù)負(fù)荷的需求進(jìn)行蓄電池系統(tǒng)容量擴(kuò)展的需要，降低了傳統(tǒng)不間斷電源擴(kuò)容、升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于容量較大、體積較大的蓄電池統(tǒng)設(shè)備來說，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅提高了設(shè)備在安裝時(shí)對(duì)空間的適應(yīng)性，還增加了設(shè)備空間布局的靈活性，方便人們對(duì)蓄電池進(jìn)行擴(kuò)容和維護(hù)，可以大大降低成本，節(jié)省投資。

五、加強(qiáng)對(duì)蓄電池運(yùn)行環(huán)境的管理

隨著科技的不斷發(fā)展，蓄電池的性能越來越好，整機(jī)的可靠性越來越高，平均無故障時(shí)間越來越長。蓄電池運(yùn)行環(huán)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(shè)計(jì)，而充電機(jī)也要求紋波小，并有溫度補(bǔ)償，這樣就使得電池對(duì)環(huán)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(fēng)、干燥的地方，并讓電池有一個(gè)良好的工作、儲(chǔ)存環(huán)境，因此良好的運(yùn)行環(huán)境是非常重要。

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