蓄电池故障分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇蓄电池故障分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要： 蓄电池作为UPS电源的“心脏”，在整个供电系统中扮演着举足轻重的角色。在目前UPS系统中广泛使用的是阀控密封铅酸免维护蓄电池，就此电池可能出现的故障进行分析，从而进行有效的维护与保养，以延长电池的使用寿命。

关键词： 密封；阀控；蓄电池

中图分类号：U279 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210127－01

0 引言

在目前UPS系统中广泛使用的是阀控密封铅酸免维护蓄电池，与传统的需要维护的铅酸蓄电池相比，具有能量体积比大、放电性能好、维护工作量小等特点。但在实际运行当中，由于多方面原因，电池会出现漏酸、外壳变形、容量减小等现象，这不但会使其减小使用寿命，而且还会严重地影响电源系统的可靠性。据统计，在UPS电源系统中有40%-50%的故障是由蓄电池的原因造成的。

1 阀控密封酸蓄免维护铅电池的结构与工作原理

以上是蓄电池的结构：

1）阳极（正极）：里面填充的是具有阳极活性物质的二氧化铅（PbO2）。

2）阴极（负极）：里面填充的是具有阴极活性物质的海绵状铅（Pb）。

3）隔板：里面的电解液是稀硫酸（H2SO4）。

4）安全阀：

① 使电池保持一定的内压以提高密闭反应效率。

② 在电池内部压力正常的情况下，防止外界的空气进入电池。

③ 当产生过量的气体时，阀门自动打开，防止发生爆炸。

④ 防止电解液蒸发，避免电池干涸。

5）化学方程式：

PbO2+Pb+H2SO4=2PbSO4+2H2O

6）工作原理：电池的充放电过程就是电池内部电能和化学能相互转化的过程。充电时，正、负极由硫酸铅转化二氧化铅、海绵状铅后将电能转化为化学能储存在正极、负板中；在放电时，正、负极由二氧化铅、海绵状铅转化为硫酸铅而将化学能转化成电能向负载供电，上述的化学反应过程由公式来表示。

2 故障浅析

虽然称为免维护电池，但只是指在使用过程中不需加酸、加水、测比重等工作，免维护不等于不维护，而维护的好坏则直接决定电池的使用寿命，下面就其可能出现的故障进行分析：

1）漏酸：在使用初期（2年以内）有明显的电解液流出或溢出。主要有壳体漏和安全阀漏。

原因：有可能是电池的外壳漏了（有沙眼或有裂纹）或安全阀漏了（电池内多酸，在充电时内部产生气体，使电解液上浮，导致酸从安全阀溢出）。这种情况一般与电池制造商的工艺设计及质量有关。

危害：这不仅会影响电池的容量，而且流出或溢出的酸对电池及电池柜造成腐蚀，并对周围的环境造成污染。

2）爬酸：一般发生在使用的中、后期。在电池使用末期会出现电解液慢慢地从极柱渗出现象。

原因：这有可能是极柱材料耐腐蚀的能力差，在与硫酸的反应中产生了PbSO4，导致其体积的膨胀，致使结构疏松，导致硫酸的扩散加重。

危害：这不仅会使极柱慢慢变细，且其内阻也会逐渐增大，在放电时不能够承受大电流的放电。

3）漏气：也就是内部与外部进行了气体交换。

原因：这有可能是安全阀破损或不到位造成的。这种情况一般与电池制造商的工艺设计及质量有关。

危害：由于漏气，从而使内部的气体量无法达到设计值，致使氢气析出，这会导致电解液中的水份挥发，电池内部逐渐干涸，电池内阻增大，最后导致电池报废。

4）干涸：主要发生在使用的中、后期，表现为电池的端电压下降、容量不足。

原因：电池的密封不好，浮充电压过高；另一方面也可能与生产厂家为防止电池使用初期漏酸而过度控制加入的酸液量有关。

危害：电池内阻增大，使电池报废。

5）热失控：当电池到达寿命的末期时，在电池内部，电解液会逐渐的枯竭，此时，正极板栅逐渐腐蚀伸长，电池容量可能会快速的下降，同时还有可能出现热失控和漏液的现象。

原因：主要发生在工作环境温度过高情况下，由于电池是一个密封的实体，充电的过程又是散热的过程，电池内部因散热不良导致温度升高，造成充电电流增大，电池内阻下降，而且由于热量与电流的平方成正比，电池内部温度会随之升高，充电电流又进一步增大；反过来电流的升高又使电池内部温度再度升高，内阻进一步降低，如此反复形成恶性循环，直到使电池的壳体严重变形、膨胀、开裂。最后导致电池报废。虽然热失控不经常发生，但应对电池发热现象给予注意。由热失控进而引发成更严重的事故则是火灾.火灾的发生主要由两种原因引起的：一种是由于正极板腐蚀伸长接触到负极板，引起内部短路，电池打火而发生火灾；另一种是由于正极板腐蚀伸长或热失控造成内部电槽膨胀，引起电槽破损，电池漏液而发生火灾。

6）过（欠）充电：过高的充电电压将导致电解液中氢气析出，而产生“电解水”的现象，电解反应促使温度升高，受散热条件的限制，热量绝大部分聚在内部，加剧反应速度，可以在短时间内摧垮整个电池；另一方面，电解反应产生的气体数量超过临界值时，会通过安全阀冲出电池，造成“水损失”，若超过10%，极板就龟裂，最终导致凸起，报废。若欠充压，那么其内部的活性物质就得不到有效的恢复，会造成电极板硫酸盐化，致使电阻增大。

7）过度放电：这会导致在电池中有大量的硫酸铅被吸附到阴极表面，形成电池阳极板的硫酸盐化，由于硫酸铅是一种绝缘体，对充放电都产生不好的影响。极板的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的可充放电性能越差。电池每过度放电一次，就会导致实际的电池容量下降，随着次数不断增加，电池组的实际容量不断下降，一旦市电中断，电池的实际后备供电时间表就远小于原来的设计值。

3 蓄电池的维护

通过以上的分析，造成故障的原因可能是电池的本身设计问题，也可能是缺少必要的维护所致，但无论如何，保证设备的正常运行则是首要问题，因此对于电池要有以下的维护：

1）避免过度充电：UPS可调控。

2）防止过度放电：UPS可调控。

3）适当地人为对电池进行的放电。

4）注意机房的温度、湿度：22°C；40%。

5）定期进行检查。

4 结束语

以上就是对阀控密封铅酸免维护蓄电池可能出现的故障进行分析，虽然去我中心动力站所用的UPS蓄电池并未出现上述的故障，但对于值班人员来说，只有知道可能出现的故障，并迅速地排除它，才能确保供电的正常与安全。

参考文献：

[1]《银河系列IGBT UPS用户手册与安装指南》，梅兰日兰电子有限公司，1997.7.