通信电源系统阀控铅酸蓄电池的日常管理与维护

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摘要：随着我国轨道交通行业的迅猛发展，专网通信电源系统免维护蓄电池的用量也在快速增加，其性能状况的优劣对于保证后备电源的正常运行尤为重要，阀控式铅酸蓄电池设计使用寿命为8-20年，但在各种日常复杂工作环境因素下一般使用寿命在10年左右，在使用过程如果出现如：电池端电压不均匀、电池壳变形、电解液渗漏、容量不足等现象，将为轨道交通运输安全带来隐患。因此做好阀控铅酸蓄电池的日常管理和维护工作是确保通信设备后备电源正常运行的重要环节，事实证明经常维护的电池，其使用寿命至少延长二至三年。本文简单介绍阀控铅酸蓄电池的原理、结构、特性等基础知识，讨论阀控铅酸蓄电池日常的正确管理和维护方法，提高电池的使用寿命。

关键词：阀控铅酸蓄电池；电池内阻；电池容量；电池组放电

前言：1859年普兰特发明铅酸蓄电池至今已有近140年的历史，以往的铅酸蓄电池均为开口式或防酸隔爆式，充放电时析出的酸雾污染及腐蚀严重，又需经常维护，即补酸和水。自20世纪50年代起，科学技术发达国家先后解决了防酸式铅酸蓄电池存在的致命缺点，可以把铅酸蓄电池封密起来。70年代初，美国Gates公司首先把玻璃纤维隔板与气体复合原理用于密封铅酸电池，使阀控铅酸电池生产工艺有了重大突破。由于阀控铅酸蓄电池是密封的，不易进行传统的维护工作，曾被误称为免维护电池。因此，过去不少用户不了解阀控铅酸蓄电池维护测试的重要性以及怎样进行维护测试，故一般不掌握阀控铅酸蓄电池的状态，往往在故障发生以后才知道蓄电池有问题。当前，阀控铅酸蓄电池故障已对通信电源供电安全构成或正在构成重大威胁，有关方面对此应给予足够的重视。在这种情况下，加强阀控铅酸蓄电池维护测试和故障预测是极为重要的。

一、蓄电池术语解释

1、蓄电池定义：将电能转化为化学能储存起来，必要时又将化学能转化为电能释放出去的装置称为蓄电池。目前的阀控式铅酸蓄电电池（VRLA）是Valve Regulated Lead Acid的缩写，也叫免维护电池。

2、电池的容量：一般是指在20。C10h或20h放电率放到1.80V/单元时，蓄电池供出的安培数。（单位：AH）

3、电池的浮充：为补偿电池自身放电而给电池充电。（平时均处于浮充状态）

4、电池的均充：为补偿蓄电池在使用产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电.（一般3—6个月均充电一次）

5、放电小时率：指对蓄电池以恒定电流放电，放完时能达到几小时，则叫小时率。

6、电池的自放电：蓄电池本身的一种物理现象，在未对所连接的负载情况下，电池自身容量的损失。

二、蓄电池工作原理

蓄电池在充放电过程中发生如下电化学反应：

正极：

负极：

高孔率的玻璃纤维隔膜为正负极之间的氧气传递提供了良好的通道。正极析出的氧气在负极以极高的速度被还原，反应生成的 与 作用生成水。

生成的 在充电时重新转变为海绵

充电时扩散到负极表面的氧也可以直接参与电化学反应还原成水

反应综合的结果便是

三、蓄电池结构特点

1、阀控式密闭铅酸蓄电池主要由以下几部分组成：

（1）正负极板

铅酸蓄电池正负极板是以用合金铅制成的板栅为骨架，再用以精铅制成的铅粉与稀硫酸等制成的铅膏涂填在板栅上经固化、干燥、化成制得。正极板的主要活性物质为褐色的二氧化铅，负极板主要活性物质为灰色的海绵状铅。正负极板的主要作用是进行成流反映，产生电流。

（2）电解液

铅酸蓄电池电解液为稀硫酸，一般 1.25 - 1.30g/cm3（25℃）。其作用是参与成流反映。

（3）隔板

隔板种类很多，其作用主要是隔离正负极板，避免发生短路；防止极板弯曲变形和物质的脱落；减少硫酸盐化和自放电。

（4）电池槽

电池槽有橡胶壳、塑料壳等，其主要是起容器作用。

2、VRLA电池示意图

四、蓄电池的特性指标

免维护电池-阀控式铅酸蓄电池（VRLA）使用寿命为8-20年，在这么长的使用过程中往往出现例如：电池端电压不均匀、电池壳变形、电解液渗漏、容量不足等现象，为通讯安全带来隐患。

电池老化原因

1、蓄电池长期浮充，造成活性物质钝化，电解液固化。

2、均充频繁，造成电解液干涸、极板栅格腐蚀。

3、大电流放电或过放电，造成极板变形、硫化等原因，导致电池容量降低甚至失效，给通信安全造成隐患。

4、VRLA电池中由于电解液比重更大而且浮充电流更大，因而电极腐蚀更为迅速，电极腐蚀也会消耗氧气从而使电池变干，这是VRLA电池特有的故障。

电池老化情况

1、当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90%以下时，电池便进入衰退期。

2、当电池容量下降到原来的80%以下时，电池便进入急剧的衰退状态，衰退期很短，这时电池已存在事故隐患。

3、当电池容量下降到原来的60%以下时，电池已达到报废状态。

五、蓄电池日常维护及保养

对蓄电池进行了维护，大大提高了系统的安全性。经常维护的电池，其使用寿命至少延长二至三年。可以消除落后电池，避免落后电池影响健康电池（最小容量单体电池决定整组电池的容量）。

运行维护要求

1、为提高蓄电池的使用寿命，要做好初充电（一般初充电由厂方进行）。

2、蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，运行中主要监视蓄电池组的端电压值，浮充电流值，每只蓄电池的电压值，蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘状况。

3、蓄电池一般3个月进行一次补充充电，充电装置应自动或手动进行一次恒流限压充电恒压充电浮充电。使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。