閥控式鉛酸蓄電池簡介與維護

閥控式鉛酸蓄電池的簡介與維護

運行部

2015年3月主要內容一、名詞解釋二、鉛酸蓄電池的主要結構和工作原理三、

閥控式鉛酸蓄電池特點四、VRLA蓄電池的早期失效五、閥控式鉛酸蓄電池測試方法六、閥控式鉛酸蓄電池的維護七、事故案例一、名詞解釋在我們場站中常用的蓄電池分為兩種：一種給發(fā)電機啟動時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。很多人要問這兩種電池有什么定義。根據(jù)《GB/T2900.11蓄電池名詞術語》中定義：排氣式儲能用鉛酸蓄電池：電池蓋上有能夠補液和析出氣體裝置的蓄電池（簡稱：排氣式蓄電池）閥控式儲能用鉛酸蓄電池：各個電池都是密封的，但是都帶有在內壓超出預定值時允許氣體逸出的閥的儲能用鉛酸蓄電池（簡稱：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構和工作原理正極活性物質是二氧化鉛，電極反應為：

PbO2+3H+

+HSO4-+2e

PbSO4+2H2O負極活性物質是海綿狀金屬鉛，電極反應為：

Pb+HSO4--

-2ePbSO4+H+

從反應式中可以看出，硫酸不僅傳導電流，而且參與電化學反應，放電時硫酸不斷減少，生成水，電解液濃度降低；充電時不斷生成硫酸，消耗水，電解液濃度增加。

全密封結構，用一安全閥控制電池內氣體壓力。VRLA(ValveRegulatedLeadAcid)利用氧再復合“水循環(huán)”原理，使電池正極析出的氧氣通過隔膜擴散到負極發(fā)生氧化反應生成PbO2，并與H2SO4反應，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

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

VRLA蓄電池的早期失效原因：失水、負極板硫酸鹽化、熱失控、工藝設計缺陷、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，導致了電池性能的離散性，這給電池的運行留下了失效的隱患。當性能不一致的電池組成一組電池并投入運行時，各電池的浮充電壓會有很大差異。經(jīng)長時間運行后，浮充電壓高的電池因長期過充導致失水和極板腐蝕；反之，浮充電壓低的電池因長期欠充導致容量損失和極板硫酸化。電池性能劣化有自加速的趨勢。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間段的平均電壓。從圖上看，1#電池長期處于欠充狀態(tài)，而7#電池長期處于過充狀態(tài)。

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

作為備用電池我們到底要測什么？

從核對性放電測試到電池端電壓監(jiān)測，再到內阻測試，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——我們想知道：如果現(xiàn)在發(fā)生停電，這組電池能支持負載供電多少時間?。』蛘哒f這組電池還有多少容量??！五、閥控式鉛酸蓄電池測試方法

國家標準容量測試法：0.1C10小時放電（核對性容量測試）

內阻測試法

狀態(tài)檢測法一組電池如何進行核對性容量測試

在變電站設計時，改變單電池組設計方案，以二組電池組替代一組電池組，便于維護和檢修。如圖：200Ah100Ah100Ah用備用電池組投入運行，對待測電池組進行全容量核對性放電。

電池組不退出運行，把充電機電壓調低到保護電壓，利用實際負荷負載和外加負載對電池組進行淺容量(30-50%)放電測試，基本上可對電池狀態(tài)作出了解。

不退出運行，對電池組進行短時間放電，目的是發(fā)現(xiàn)落后電池。

問題

電池失效的標準？當檢測蓄電池的容量即在25℃時實際容量等于或小于80%標稱容量時為壽命終止。

標稱容量的80％的來源？ 實際容量與標稱容量的關系？

標稱容量500Ah的電池，出廠時的實際容量可能為600Ah，假定該電池在使用中容量衰減了20％，即測試時的實際容量為： 600Ah×80％＝480Ah如果與標稱容量比對，電池容量還有96％，是正常的電池，如果與出廠時的實際容量比對，電池容量只有80％了，到了失效的邊緣，我們該如何判別呢？？？？

壽命終止的標志應為實際容量的80％！核對性容量測試法

按國際標準IEC869-2（1995）《固定鉛酸蓄電池一般要求和試驗方法第二部分閥控式》、國家標準GB13337.1-91《固定型防酸式鉛酸蓄電池技術條件》、國家電力部的行業(yè)標準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試為：以電池額定容量（C）的10h率放電電流I10進行放電，并記錄電池端電壓、溫度、放電時間，直至電池電壓降至電壓下限，計算電流與時間的乘積即為電池容量。如電池溫度不為25℃，應進行換算。Cd=———————

Ct1+K（t–25）狀態(tài)檢測法電壓：通過測量電池的浮充電壓檢測電池狀態(tài) 可測出電池開路、短路、嚴重損壞電池如：浮充電壓嚴重偏高，可能是電解液干涸柵板嚴重硫化，導致內阻增大引起。浮充電壓嚴重偏低，可能是電池長期欠充或正極板腐蝕。電流：檢測浮充電流是否正常溫度：有無溫度異常，但一般為環(huán)境溫度內阻檢測標準

內阻檢測標準依據(jù)：IEEEstd1188-1996

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

電導測量是通過對蓄電池外加一個已知頻率、強度的電壓，測量同相的交流電流，交流電壓產(chǎn)生交流電流，電導是一個交流電流和同頻交流電流的比率。內阻檢測法

交流內阻：有正弦波和方波二種方式。

給電池注入一個固定頻率和固定電流的交流信號（一般使用1kHz、50mA，也有3~10Hz、300~1000mA的），然后對其電壓進行采樣，經(jīng)過整流、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算出該電池的內阻值。

可反映電池趨勢，有在線和便攜方式，由于電流信號較小，精度稍差，易受干擾。直流內阻：短時間內（一般為2～3秒）強制通過一個很大的恒定直流電流（目前一般使用40A～80A的大電流），測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的電池內阻。較接近實際情況，精度好，但在線方式不易實施。閥控式免維護鉛酸蓄電池的維護

月度保養(yǎng)1.保持電池房清潔衛(wèi)生；2.測量和記錄電池房內環(huán)境溫度，電池外殼溫度和極柱溫度逐個檢查電池的清潔度、端子的損傷及發(fā)熱痕跡、外殼及蓋的損壞或過熱痕跡；3.測量和記錄電池系統(tǒng)的總電壓、浮充電流。4.定期對開關電源的電池管理參數(shù)進行檢查，保證參數(shù)符合要求。

季度保養(yǎng)1.重復各項月度檢查。2.測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3.蓄電池長時間不放電使