GFD系列固定型防酸式铅酸蓄电池使用与维护.doc

GFDGFD 系列固定型防酸式铅酸蓄电池系列固定型防酸式铅酸蓄电池 使用与维护使用与维护 沈阳东北蓄电池有限公司沈阳东北蓄电池有限公司 东北蓄电池 目录目录 一一 概述概述 3 1 1 铅酸蓄电池发展简史 3 1 2 铅酸蓄电池的种类及主要用途 3 二二 蓄电池名词解释及基本组成蓄电池名词解释及基本组成 4 2 1 名词解释 4 2 2 蓄电池基本组成 4 三三 电池分类电池分类 5 3 1 原电池 5 3 2 蓄电池 又称二次电池 5 3 3 碱性蓄电池 5 四四 蓄电池电化原理蓄电池电化原理 5 五五 铅酸蓄电池充放电原理铅酸蓄电池充放电原理 6 六六 蓄电池充 放电过程中的电压变化情况蓄电池充 放电过程中的电压变化情况 7 6 1 充电过程中电压变化情况 7 6 2 蓄电池放电过程中的电压变化过程 8 七七 蓄电池主要生产工序蓄电池主要生产工序 9 八八 我国固定型蓄电池发展概况我国固定型蓄电池发展概况 9 九九 固定型防酸式 固定型防酸式 GFDGFD 系列蓄电池特点 系列蓄电池特点 10 9 1 产品结构特点 10 9 2 产品工艺特点 13 十十 蓄电池使用维护蓄电池使用维护 13 10 1 适用范围 13 10 2 电池的安装 13 10 3 初充电 14 10 4 普通充电 称补充电或再充电 15 10 5 蓄电池放电 16 10 6 蓄电池运行 16 10 7 浮充状态下蓄电池日常维护 16 10 8 蓄电池在正常工作状态下常见故障的处理 17 10 9 均衡充电 18 十一十一 GFDGFD 与与 GFGF 产品结构特点比较产品结构特点比较 20 表表 1 1 GFDGFD 蓄电池的基本参数蓄电池的基本参数 21 表表 2 2 GFDGFD 蓄电池蓄电池 20 20 时放电容量及放电电流时放电容量及放电电流 22 表表 3 3 铅酸蓄电池专用硫酸标准铅酸蓄电池专用硫酸标准 23 表表 4 4 铅酸蓄电池用水标准铅酸蓄电池用水标准 23 表表 5 5 故障诊断及排除故障诊断及排除 24 东北蓄电池 3 一一 概述概述 1 1 1 1 铅酸蓄电池发展简史铅酸蓄电池发展简史 铅酸蓄电池由法国人普兰特 G Plante 创制 于 1860 年向法国科学院送交样品 当时蓄电池仅 是实验室的一种新事物 直到 13 年后 即 1873 年 直流发电机问世 铅酸蓄电池才逐步走向实用 化 1910 年起 铅酸蓄电池生产受到两项大的推动力 一是汽车蓄电池开始做启动 照明 点火 之用 二是电话业采用铅酸蓄电池作为备用电源 要求其安全 可靠 并能多年使用的蓄电池 从 此以后铅酸蓄电池用于汽车 摩托车 铁道 矿山 通信等各领域 1860 年 普兰特 G Plante 实现了用反复充放电使铅板形成活性物质 以稀硫酸为电解质的第 一个铅酸蓄电池 1873 年 直流发电机问世 铅酸蓄电池从此有了可靠的电源 1881 年 英国人色隆 Sellon 发明铅锑合金板栅 这种板栅与富尔涂粉方法相结合 出现了所 谓涂膏式极板 这种生产方法简易可行 便于生产 1882 年 Cladstone 与 Tribe 提出硫化理论 从此建立了公认的化学反应式 1883 年 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 1883 年 1886 年 udor 及 Lucas 完成了方便的形成式正极板制法 电解液加腐蚀剂 1910 年 Exide 公司推出管式正极板 1935 年 Haring 及 Thomas 发明铅锑合金板栅 1935 年 Slegler 发明玻璃丝管代替以前用于管式极板的硬胶管 1970 年 Deviff 创制第一个用贫液式结构的阀控式蓄电池 1970 年以后 出现拉网式板栅 微孔 PE 及 PVC 隔板 单体的穿壁焊技术 铅钙合金的加铝 及加锡 1 2 1 2 铅酸蓄电池的种类及主要用途铅酸蓄电池的种类及主要用途 汽车用蓄电池 用于汽车起动 照明 点火等 其要求大电流放电 低温性能好等特点 固定型用蓄电池 广泛应用于电力 通信 电站 核电站 医院 会堂等 作为备用电源 铁路客车用蓄电池 主要用于列车照明 通风等备用电源 牵引用蓄电池 主要用于电瓶车 叉车 矿用电机车等 要求深充放性能好 故多采用管式正 极板的蓄电池 内燃机车用蓄电池 主要用于内燃机车起动 照明等 要求大电流放电性能好 故多采用涂膏 式极板 东北蓄电池 4 摩托车用蓄电池 主要用于摩托车起动 点火 照明等 要求大电流放电性能好 故多采用涂 膏式极板 助力车用蓄电池 主要用于电动自行车 电动三轮车 电动滑板车等动力电源 其它如 航空用 潜艇用 鱼雷用 矿灯用 航标灯等用蓄电池 二二 蓄电池名词解释及基本组成蓄电池名词解释及基本组成 2 1 2 1 名词解释名词解释 蓄电池 能把电能转化成化学能储存起来 又能把化学能转化成电能释放出去的装置 容量 电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量 单位 Ah 开路电压 电池在开路状态下的端电压 单位 V 工作电压 电池接通负荷后在放电过程中显示的电压 又称负荷 载 电压或放电电压 电池内阻 电流通过电池内部时受到阻力 使电池的电压降低 此阻力称为电池的内阻 自放电率 自放电速率用单位时间容量降低的百分数表示 自放电率 Ca Cb CaT 100 式中 Ca 电池储存前的容量 Ah Cb 电池储存后的容量 Ah T 电池储存的时间 常用天 月来计算 荷电保持能力 电池经一定时间存贮后 所剩余容量为最初容量的多少 用百分数表示 K Cb Ca 100 Ca 电池存贮前的容量 Ah Cb 电池存贮后的容量 Ah 电池能量 在一定放电制度下 电池所能给出的电能 通常用瓦 时 W h 表示 电动势 电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一 电池功率 电池的功率是指电池在一定放电制度下 于单位时间内所给出能量的大小 单位为 W 瓦 或 KW 千瓦 2 2 2 2 蓄电池基本组成蓄电池基本组成 正极板 放电期间作为阴极而在充电期间作为阳极的一种极板 负极板 放电期间作为阳极而在充电期间作为阴极的一种极板 隔板 放在蓄电池正 负极板之间 允许离子穿过的电绝缘材料的构件 它能防止正 负极板 连接在一起 电解液 含有移动离子 参加电化学反应 并起离子导电作用的液相或固相物质 东北蓄电池 5 极柱 蓄电池与外部导体连接的部件 蓄电池槽 容纳蓄电池极群组和电解液而不受腐蚀的容器 蓄电池盖 带有注液孔和端子引出孔的封闭蓄电池槽的零件 封口剂 用于蓄电池槽与盖 盖与端子密封的材料 液孔塞 用于封闭注液孔 同时允许气体逸出的部件 三三 电池分类电池分类 3 1 3 1 原电池原电池 常用的电池有原电池和蓄电池两大类 原电池可将化学能变为电能 当参与反应的物质耗损到 一定程度 它的寿命便告终了 无法再将电池储存的化学能恢复 故又称一次电池 锌二氧化锰电 池 锂二氧化锰电池等 3 2 3 2 蓄电池蓄电池 又称二次电池又称二次电池 它不仅能将储备的化学能变为电能 这一过程称为放电 而且当参加反应的物质以电能的形式 释放完毕之后 再用充电器对它输入直流电能 这一过程又称为充电 又可将已损耗的活性物质复 活 因此蓄电池可以进行多次充 放电循环 3 3 3 3 碱性蓄电池碱性蓄电池 采用碱性电解质 如氢氧化锂 氢氧化钠 氢氧化钾 的蓄电池称为碱性电池 如银 锌和镉 镍秦电池 最常用的酸性蓄电池为铅酸蓄电池 铅酸蓄电池正极活物质采用多孔隙的高价氧化铅物质 PbO2 负极活物质采用低价绒状铅 Pb 在传统铅酸蓄电池中 电解液不仅用于导电和进行电化学 反应 还需要用来浸泡极板及附件 所以电解液量很多 故称为富液式电池 20 世纪 80 年代中期 在富液式电池的基础上 研制出阀控密封式铅酸蓄电池 简称 VRLA 蓄电池 这种电池采用贫液式 设计 即将电解液吸附在超细玻璃纤维隔板 AGM 中 且隔板所吸附的电解液不能百分之百饱和 使电池内无流动电解液 故称为贫液式电池 在德国 法国等地兴起胶体电解质 VRLA 蓄电池技术 胶体电解质是以 SiO2质点为骨架构成的三维多孔网状结构 所需要硫酸电解液储存于凝胶后的缝隙 和活性物小孔中 四四 蓄电池电化学原理蓄电池电化学原理 铅酸蓄电池放电过程反应物负极是海绵状铅 正极是多孔状二氧化铅 而两电极的产物都是硫 酸铅和水 在理想状态下 充电过程两电极上的硫酸铅和水分别可恢复为原来的物质 依据双硫酸 化理论 铅酸蓄电池平衡电极反应式为 铅电极 Pb HSO4 PbSO4 H 2e 东北蓄电池 6 氧化铅电极 PbO2 3H HSO4 2e PbSO4 2H2O 综合上述两式 可得出电池平衡状态的电池反应式为 PbO2 2H2SO4 Pb2PbSO4 2H2O 电池在开路状态 负极上 Pb 具有释放出电子变为 Pb2 离子并与电解液作用生成 PbSO4 的倾 向 同时 PbSO4中 Pb2 离子又具有吸附电极表面电子的倾向 两者反应速度是相等的 正极上 Pb02 具有吸附电子并和电解液作用生成 PbSO4和 H2O 的倾向 同时 PbSO4又具有向外释放电子而氧化 为 PbO2和 HSO4 离子的倾向 两者的反应速度也是相等的 当电池内有电流时 电池进行放电或充电反应 电极将失去平衡状态并发生能量转换 与原电 池不同的是还可以用外电源恢复损耗的化学物质 使铅酸蓄电池具有多次使用功能 五五 铅酸蓄电池充放电原理铅酸蓄电池充放电原理 蓄电池的正极活性物质为深褐色的二氧化铅 负极活性物质为浅灰色的海绵状铅 当加入电解 液后 正极板就有较高的电位 1 69V 负极就有较低的电位 0 358V 正 负极之间的电位差 就构成了蓄电池的端电压 放电时正极的二氧化铅和负极的海绵状铅发生化学反应 生成硫酸铅 在充电时 正 负极又恢复原来的二氧化铅和海绵状铅 总的反应过程是可逆的 那么蓄电池这 种电化学反应的理论叫 双硫酸盐化理论 反应方程式如下 正极 PbO2 3H HSO4 2e PbSO4 2H2O 负极 Pb HSO4 PbSO4 H 2e 总反应 PbO2 2H2SO4 PbPbSO4 2H2O PbSO4 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极 在金属导体中 电流的形成是自由电子移动的结果 自由电子受电场的作用由低电位向高电位 移动 而在电学中规定 正电荷移动的方向为电流的方向 电流从高电位向低电位移动 即电流的 方向是与自由电子移动的方向相反 在电解质溶液中 电流的形成是电解质电离出的正 负离子迁 移的结果 且规定正离子迁移的方向为电流的方向 蓄电池在放电时 由于正极 PbO2标准电极电位较高 1 69V 负极铅 Pb 的标准电极电位低 0 358V 所以蓄电池与外电路接通后 电流从正极流向负极 而在电解液中 H2SO4和 H2O 电离出的 离子有 H HSO OH SO42 H2SO42H SO42 H2O2H 2OH 其中正离子 H 向正极迁移 负离子 OH 向负极迁移 所以形成回路 蓄电池内部电流 方向由负极流向正极 也就是说 蓄电池放电时 正极得到电子发生还原反应为阴极 负极失去电 东北蓄电池 7 子发生氧化反应为阳极 反应方程式如下 正极 PbO2 3H HSO4 2e PbSO4 2H2O 负极 Pb HSO4 PbSO4 H 2e II R H Pb PbO2 I H2SO4 H20 II 2H PbSO4 I H2SO4 H20 PbSO4 放电充电 SO 4 2 SO 4 2 充电时相反 在外电源的作用下 外部电流从蓄电池的正极流入 负极流出 电池内部电解 液电离出的正离子 H 向负极迁移 SO42 OH 负离子向正极迁移 电流由正极到负极 所以充电时 正极失去电子发生氧化反应 称阳极 负极得到电子发生还原反应 称阴极 正极 PbSO4 2H2O SO42 PbO2 2H2SO4 负极 PbSO4 2H 2e Pb 2H2SO4 由以上反应式可以看出 当蓄电池充电后 两极活性物质被恢复为原来的 PbO2和 Pb 而且电 解液中 H2SO4的成分增加 水分减少 2H2O H2 O2 在充电终期时 由于正 负极上的 PSO4以大部分转化为 PbO2和 Pb 继续充电 充电电流只能 起分解水的作用 结果在负极有氢气逸出 在正极有氧气逸出 有强烈的气泡现象 化学反应式为 两极总反应式为 2H2SO4 2H2O 2H2SO4 2H2 O2 负极 2H2O 2H2 O2 六六 蓄电池充 放电过程中的电压变化情况蓄电池充 放电过程中的电压变化情况 6 1 6 1 充电过程中电压变化情况充电过程中电压变化情况 在充电初期 蓄电池端电压升高很快 见曲线 OA 段 这是由于极板的硫酸铅转化为二氧化铅 和铅时 在极板细孔内生成的硫酸聚增来不及向极板外扩散 因此电池电势增高 浓差极化 同 东北蓄电池 8 时电池的内电压降聚增 故电压升高很快 充电中期 由于极板细孔中硫酸密度的增加速度和向外 扩散的速度逐渐趋于平衡 故电势增加缓慢 AB 段 充电后期极板表面的硫酸铅大部分被转化为 二氧化铅和铅 此时蓄电池的端电压为 2 4V 左右 如继续充电 则电流使大量的水分解 在两极 上有很多气泡产生 在负极板释出的氢气很多 部分气泡吸附在极板表面来不及放出致使蓄电池负 极板表面逐渐被氢气所包围 氢气为不良导体 因而增加了内阻 同时正极板被氧气所包围 形成 过氧化电极 提高正极电位 由于蓄电池的内阻增加和电极电位的提高 因此端电压又迅速上升 一直升至 2 5 2 6 V 之间 曲线 BC 段 如继续充电 因极板上的有效物质已全部转化为有效的活 物质即电池为充足状态 此时电压稳定在 2 7V 左右 曲线 CD 段 此后 无论充电时间再长 电池 电压也不再增加 只是无谓地消耗电能进行水的分解 故到 D 点即可结束充电 停止充电 蓄电池 端电压即聚降至 2 3V 左右 因内电压降 I 充电 R 内阻 0 随着极板细孔中电解液的逐渐扩散 使 细孔中电解液密度逐渐降低 最后电压将降至 2 06 2 09V 左右的稳定状态 充电末期的终了电压和充电流有关 如降低充电电流 则内电压降小 同时水的分解较少 在极 板周围的气体也相应减少 因此充电终了电压略低 135791113 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 时间 h 电压 V AB F C G D E O 6 2 6 2 蓄电池放电过程中的电压变化过程蓄电池放电过程中的电压变化过程 蓄电池放电之前 活性物质细孔内的硫酸浓度与极板外部的电解液浓度相同 电池的开路电压 与此浓度相对应 即 U 0 85 d 放电一开始 活性物质表面处及极板细孔内的硫酸被消耗 其 硫酸浓度立即下降 而硫酸由主体溶液向极板表面扩散是缓慢过程 不能立即补偿所消耗的硫酸 故活性物质表面处的硫酸浓度继续下降 而决定蓄电池端电压数值的正是活性物质表面处的硫酸浓 度 结果导致电池端电压明显下降 曲线 OE 段 在放电中期 随着活性物质表面处的扩散硫酸浓 度的继续下降 与主体溶液的浓度差加大 促进了硫酸向极板表面及细孔内扩散速度 使极板细孔 中的水分生成与极板外密度较高的电解液的渗入取得了动态平衡 而使细孔内的电解液密度下降速 度大为缓慢 故蓄电池的电压降低也缓慢 曲线 EF 段 放电末期极板上的有效物质大部分已变为 PbSO4 硫酸铅 由于 PbSO4体积较大 在极板表面上和细孔中形成的 PbSO4 使极板外电解液详细 孔内渗入困难 因此在细孔中已稀释的电解液很难与容器中的电解液相互混合 所以电池的端电压 下降很快 曲线 FG 段 放电至 G 点 电压 1 8V 左右 放电结束 如继续放电 此时极板外的电 东北蓄电池 9 解液几乎停止渗入极板有效物质内部 细孔中电解液几乎都变成水 因此电压急剧下降 G 点后曲 线 如在 G 段停止放电 即将外电路切断 则蓄电池电压立即上升 并随着极板有效物质细孔中 电解液的扩散 电压将升回至 2V 左右 曲线中的 G 点为蓄电池电压急剧下降的临界电压 称为蓄 电池的终止电压 至此放电必须终止 以免影响蓄电池的使用寿命 如果继续放电 将使蓄电池组 中个别蓄电池造成极板硫酸盐化或反极现象 蓄电池放电时的电压与放电电流有关 放电电流越大则蓄电池的端电压下降越快 原因是 电 解液向极板细孔内扩散的速度受到限制以及蓄电池的内部电压将随放电电流的增加而增加 所以在 大电流放电时 整个放电过程中的电压都比用较小电流放电时的相应电压低 因此 当放电率变改 变时 蓄电池的放电开始电压 平均电压及终止电压均随着改变 七七 蓄电池主要生产工序蓄电池主要生产工序 铅粉制造工序 铅粉制造工序 把电解铅熔化后 铸成小铅球 输送至铅粉机中 进行研磨 制成所要求的铅 粉 铸造工序 铸造工序 把铅合金熔化成铅液 用铸造单机浇注成符合产品图纸要求的板栅 涂填工序 涂填工序 把铅粉和添加剂用和膏机搅拌成铅膏 再用涂板机把铅膏涂到板栅上 然后进行固 化 干燥 化成工序 化成工序 把正 负极板放入化成槽中 并对其进行充电 使正极板活物质转化成二氧化铅 负极板的活物质转化成绒状铅 然后极板进行干燥 装配工序 装配工序 把正 负极板用极群摸具焊接成正极群和负极群组 正负极板用隔板隔开 装入电 池槽中 壳盖之间 极柱与电池盖之间进行封合 八八 我国固定型蓄电池发展概况我国固定型蓄电池发展概况 我国大多数固定型蓄电池是铅酸蓄电池 它具有电动势高 电阻小 造价低 放电平稳等优点 但也有寿命短 比能量低 生产过程有毒有害等缺点 固定型蓄电池在发电厂 变电站及通信部门的直流系统中占有重要位置 它是一个独立的电源 系统 不但要求在正常使用情况下控制 保护装置和其他的重要负荷提供可靠的直流电源 而且要 求在事故的情况下 保证提供可靠的直流电源 我国自建国以来 固定型蓄电池共经历了 G GF GFD GFM GFMD 等五个系列产品 其中 GFD GFMD 系列蓄电池是我公司于 86 年和 97 年从德国哈根公司引进的专利产品 G 系列产品 系列产品 由 G 12Ah 至 G 3600Ah 组成 共 36 个规格 是按苏联图纸制造的第一代产品 它主要特征是 玻璃或木衬铅皮容器 开口式 酸雾可逸出 形成式极板 零部件出厂 安装不方 便 75 年以后被淘汰 东北蓄电池 10 GF 系列产品 系列产品 由 GF 50Ah GF 2000 Ah 组成 共 16 个规格 是由沈阳蓄电池研究所组织行业厂 统一开发设计的第 2 代产品 于 70 年前后陆续投产 其主要特征是 AS 透明塑料注塑成型的容器 封闭式 酸雾不逸出 玻璃丝管式正板 以成品出厂 基本上满足了我国当时邮电通信 发电及输 变电等部门的需要 GFD 系列产品 系列产品 由 GFD 200Ah 一 GFD 3000 Ah 组成 共 15 个规格 该系列产品是我公司独有 的第三代产品 在 六五 期间 机械部和水电部根据国家计委关于大型火电组辅机第二批技术引 进项目的的需要 批准我公司从德国哈根公司引进固定型铅蓄电池制造技术与专用设备 于 87 年 4 月通过国家机械委组织项目验收并投产 其主要特征是 AS 透明塑料注塑成型的容器 电池槽盖 之间用树脂粘接 安全性极柱 极柱内嵌有铜芯 提高了导电性能 采用双层隔板 耐腐蚀 寿命 长等 GFD OPZS 系列固定型防酸式铅酸蓄电池通过国家机械部 电力部部级鉴定 被国家机械部 确定为唯一替代进口产品 通过国家核安全中心 15 年的核 1E 级抗老化 抗地震质量鉴定 目 前国家重点项目秦山 一期 二期 二期扩建 核电站 大亚湾核电站 岭澳项目 均已选用该产 品并运行正常 方家山 福清项红岩河 宁德 桃花江项目 均已签订合同 待供货 GFM 系列产品 系列产品 由 GFM 100Ah 一 GFM 3000Ah 组成 共 14 个规格 是我国固定型蓄电池第三 代产品 也是我公司的第四代产品 其主要特征是 蓄电池在正常使用时保证气密和液密状态 酸 雾析出量少 可与设备安放在同一房间 不用设蓄电池室 并且可卧式安装 蓄电池在使用期间无 须补加电解液 维护方便 GFMD 系列产品 系列产品 由 GFMD 100Ah 一 GFMD 3000Ah 组成 共 15 个规格 是我公司根据国内阀 控式蓄电池普遍出现的蓄电池爬酸漏液 电解液干涸等问题 在引进 GFD 系列蓄电池的基础上 再次从德国哈根公司引进了固定型阀控式铅酸蓄电池制造技术与专用设备 GFMD OPZV 系列固 定型阀控式密封胶体铅酸蓄电池 通过国家机械部部级鉴定 并通过了由机械部重大装备司组织的 核级鉴定 并在国家 八六三 计划项目高温气冷核反应堆直流系统中应用 完全达到核 1E 级 标准 其主要特征是 胶体电解质 不易出现热失控及电解液干涸现象 寿命长 自放电率低 电 解液密度上下均匀一致 无分层现象 无漏液及渗液现象 不污染环境等 九九 固定型防酸式 固定型防酸式 GFDGFD 系列蓄电池特点 系列蓄电池特点 9 1 产品结构特点 塑料容器 塑料容器 蓄电池槽和盖分别采用 AS 和 ABS 工程塑料注塑成型 具有机械强度高 绝缘好 耐腐蚀 透明 可直接观察到蓄电池内部各零件及电解液情况 东北蓄电池 11 双重隔板 双重隔板 采用高孔率 耐酸 抗氧化的微孔橡胶隔板与冲孔的 PVC 波纹隔板并用 且 PVC 波纹隔板靠近正极板 从而减少正极板对隔板的氧化作用 避免了隔板的腐蚀 延长蓄电池寿命 正板骨架 正板骨架 采用含锑量 2 4 以下的六元耐腐合金 经高压压铸成型 铸件表面光亮 合金细 密 提高了耐腐性能 延长了蓄电池使用寿命 负板栅 负板栅 低锑多元合金 也属于耐腐合金 重力浇铸成型 东北蓄电池 12 管式正板 管式正板 采用了由涤纶纤维纺织的排管代替由玻璃纤维纺织的单管 采用了不溶于硫酸的耐 氧化的进口固化剂代替易溶于硫酸溶液的国产酚醛类固化剂 采用塑料扣底 原为铅封底 因此 提高了排管耐酸 抗氧化的能力 降低了电池内阻 提高了电气性能 负极板负极板 负极板采用涂膏式 安全极柱 安全极柱 采用德国哈根公司特殊结构专利技术 在极柱内嵌有铜芯 提高极柱导电能力 避 免了在使用过程中沿着极柱往外爬酸和漏气的缺点 防酸栓 防酸栓 采用微孔 透气 可滤酸雾的漏斗栓 使酸雾不逸到电池外部 不拧下漏斗栓可测量 电解液密度和温度 东北蓄电池 13 连接方式 连接方式 铜芯软线活连接 易于拆卸 安全性高 极群组 极群组 由正极群与负极群组成 9 2 产品工艺特点 合金与压铸工艺 正极板骨架和合金工艺是按哈根公司所提出的技术规范制定的 采用含锑量 2 4 以下的六元耐腐合金 经高压压铸成型 铸件表面光亮 合金结晶细密 提高了耐腐性能 延 长了蓄电池寿命 同时由于正板骨架合金含锑量的降低 不仅耐腐性能提高了 而且锑从正板栅向负极活性物质 的迁移也很少 使蓄电池水分解速率降低 如自放电小 加水周期延长 维护工作量少等 造粒技术 正极板采用哈根公司的专利造粒技术 代替了国内的挤膏与灌粉工艺 提高了铅粉 的活性和铅粉的表面积 增加了蓄电池容量 降低耗铅量 减少了铅尘的危害 同时 也杜绝了原 来挤膏工艺所加入孔性剂经常引起蓄电池充电时冒沫现象的产生 自动控制与质量均一 在正极板的造粒过程与负极板铅膏的搅拌过程中 所加入的各物料配方 的重量与操作时间都是自动控制的 其它生产工艺过程也增加了自动控制 从而减少人为的误差 提高了产品质量的均一性 十十 蓄电池使用维护蓄电池使用维护 10 1 适用范围 固定型防酸式 GFD 铅酸蓄电池 用于发电厂 变电站 核电厂等开关操作安全保护装置 信号指示及紧急事故照明的直流电源 适用于通讯设施 电子计算机及重要工程的直流备用电源 适用于 UPS 不间断电源装置 10 2 电池的安装 东北蓄电池 14 10 2 1 电池应安装在清洁 阴凉及干燥的房间内 切记应靠近电力室 应远离震动较大的机房和 高温场所 10 2 2 蓄电池室附近应有存放硫酸 配件及调制电解液的专用工具和专用房间 10 2 3 蓄电池室的墙壁 天花板 门 窗框 通风罩 通风管道内外侧金属结构 支架及其它部 分均应涂上防酸漆 10 2 4 蓄电池室的窗户 应安装遮光玻璃或者涂有带色油漆的玻璃 以免阳光直射在蓄电池上 10 2 5 蓄电池室的照明 应使用防爆灯 并至少有一接在事故照明母线上 开关 插座 熔断器 应安装在蓄电池室外 室内照明线应采用耐酸绝缘导线 10 2 6 蓄电池室内应有自来水和下水设施 地面应耐酸 并便于排出污水 10 2 7 蓄电池室应安装抽风机 抽风量的大小与充电电流和电池个数成正比 由以下公式决定 V 0 07 I充 n m3 小时 V 抽风量 m3 小时 I 充 最大充电电流值 n 蓄电池组的电池个数 除了设置抽风系统外 蓄电池室设置自然通风气道 通风气道应是独立管道 不可将通风气道 引入烟道或建筑物的总通风系统中 10 2 8 蓄电池室若安装暖风设备 应在蓄电池外 经风道向蓄电池室内送风 在室内只允许无接 缝的或焊接无汽水门的暖气设备 取暖设备与蓄电池的距离应大于 0 75m 10 3 初充电 10 3 1 初充电前的准备 检查电池零部件是否齐全 完整 电池间连接是否正确 牢固 拧下电池 顶部的防酸拴 将连接螺丝涂上凡士林油 并将蓄电池组的正极接直流电源的正极 负极 接直流电源的负极 如采用恒流充电 充电设备的输出电压应比电池组的额定电压高 40 如采用恒压充电 充电设备的输出电压应比电池组的额定高 20 电解液配制 电解液是由浓硫酸与纯净水 去离子水或蒸馏水 配制而成 其质量的好坏对电池 性能 使用寿命影响很大 所以必须用符合 HG T2692 95 国家标准 表 3 的蓄电池专用硫酸 与纯水 表 4 配制成密度为 1 22 0 005g cm3 20 的电解液 以下密度单位略 浓硫酸与水的 体积比均为 1 3 95 质量比为 1 2 10 注 上述比例指浓硫酸的百分比浓度为 92 针对目前电 力 通讯系统配制电解液时一般都是采用密度为 95 98 的浓硫酸 质量比约为 1 2 28 电解 液密度和温度关系换算系数为 0 0007g cm3 20 计算公式 d20 dt a t 20 东北蓄电池 15 配制时 应先将浓硫酸缓缓注入水中并用耐酸棒不断地充分搅拌均匀 千万不可将水加入浓硫 酸内 以免溶液沸腾溅出伤人 配制电解液的容器必须是耐酸的塑料槽 橡胶槽 衬铅皮的木槽及 带釉不含铁质的陶瓷缸 将配制好的电解液 温度不宜超过 35 注入电池内 液面高度控制在最高 最低液面中间 位置 注液时电池组注液总时间不宜超过两小时 注液后静置 6 12 小时 待电解液温度冷却到 30 以下方可进行初充电 充电前拧上防酸拴 10 3 2 初充电的方法 步骤 初充电有以下两种方法 可任选一种 提示 最好选用恒流充电法 初充电时间短 恒流法 用 0 05C10A 的电流充电充足为止 充电时间约 72 小时 C10代表电池的 10h 率额定 容量 A 为安培 低压恒压充电法 即限流恒压法 先用 0 1C10A 的电流充电 充至单体电池端电压达 2 35V 时 然后转恒压 以 2 35 0 02V 的恒 电压充电 充电充足为止 充电总时间约 100 120 小时 10 3 3 初充电过程中的控制 a 电解液温度控制在 15 40 范围内 最高不得 45 一旦达到 45 时应减小充电电流 采 取降温措施 风冷或冰冷等 如没有上述条件时可短时间中断充电 待电解液温度降到规定范围 内再进行 但充电时间需延长 注 夏季初充电时应事先准备好降温措施 b 初充电期间 送电后应及时测量每个单体电池的电压 然后每 2 小时测量一次充电电流和电 池组的总电压及液温 充电 30 小时后应每 2 小时测量一次电解液的密度 单体电压 液温及总电 压 c 初充电结束之前 电解液密度应调整到 1 24 0 01 20 液面调至最高液面线 10 3 4 充足电的主要标志 a 采用恒流法充电时充足电的标志 充电末期电解液密度连续 3 小时以上保持稳定不变 充电末期电压连续 3 小时以上稳定不变 电解液内部产生强烈气泡 呈沸腾状态 所充入电量不低于额定容量 C10的 3 4 3 6 倍 b 采用低压恒压法充电时充足电的标志 充电末期电解液密度连续 3 小时以上稳定不变且充电末期电流为 0 001 0 003C10A 之间 并连续 长时间保持不变 4 5h 10 4 普通充电 称补充电或再充电 东北蓄电池 16 经过初充电的电池放电后应立即进行补充电 以保证电池的电气性能不受损害并延长使用寿命 10 4 1 普通充电的方法及步骤 a 恒流法 以 0 05C10A 的电流充电充足为止 b 低压恒压充电法 先用 0 1C10A 的电流充电至电池的端电压达 2 35V 时间约为 10h 再以 2 35 0 02V 的恒压充电 充足为止 普通充电充入的电量约为实际放出容量的 1 3 1 5 倍 从第二次放电后取上限 10 4 2 普通充电过程中 电解液温度不得超过 45 10 4 3 充电结束时 调整电解液密度至 1 24 0 01 20 并将液面调至最高液面线 10 5 蓄电池放电 10 5 1 各种规格蓄电池 不同放电率的容量 放电电流及放电终止电压见电气性能表 10 5 2 容量考核一般情况下只考核 10 小时率容量 第一次放电要求容量不低于 95 C10 第十次 10 小时率容量应达到 100 C10 10 5 3 蓄电池充足电后 将密度调整至 1 24 0 01g cm3 液面调至最高液面线 在电解液变为 20 10 的条件下进行放电 放电过程中每小时测记一次放电电流 电池组电压 单体 电池电压 电解液密度 放电至单体电池电压 1 85V 时 应随时测量 10 5 4 若放电开始时电解液温度不是基准湿度 20 应用下式对容量进行修正 C20 放电电流 X 放电时间 1 Z T 20 式中 C20是基准温度 20 时的容量 Ah Z 是温度系数 1 t是初始平均温度 当放电时间大于 1h 时 Z 0 006 1 当放电时间小于或等于 1h 时 Z 0 01 1 10 6 蓄电池运行 蓄电池容量放电合格后 将蓄电池充足电 密度调整至 1 24 0 01g cm3 20 后 可投入运行 10 6 1 浮充运行 电池浮充运行时 单体电池的浮充电压有两种选择 一种是 2 23V 电池可不进行均衡充电 另一种是低于 2 23V 每隔三个月需进行一次均衡充电 否则电池亏电 将会产生极板硫酸盐 东北蓄电池 17 化 寿命提前终止或容量下降 10 6 2 全充放运行 无论电池以哪一种放电率放电 均不允许过放电 终止电压不能低于电气性能表中的规定 采用全充放运行方式的电池 每隔三个月需进行一次均衡充电 备用电池应定期三个月或半年进行一次补充电 使备用电池始终具有较理想的容量 否则电池 将产生硫酸盐化 失去备用的目的 备用电池的电解液密度始终保持在 1 24 0 01g cm3 20 10 7 浮充状态下蓄电池日常维护 10 7 1 防酸栓的维护 为使防酸栓达到防酸的目的 在使用的过程中将防酸栓拧紧 切忌取下 平时注意清洁 可定 期 二年 拧下用不高于 50 的清水冲洗粘污在防酸栓表面上的尘土 切不可浸泡在水中 10 7 2 蓄电池槽的维护 电池槽应始终保持清洁 新安装的电池更应擦干电池表面的硫酸或水 防止初充电过程中形成 短路 运行后的电池应定期清洁 也可用 5 的碱水 酒精 脂肪烃轻轻擦拭 10 7 3 蓄电池的充放电 核对性放电 蓄电池不可过充 过放 放电后的电池应及时充足电 放电时要严格控制终止电压 不可低于 电气性能表中规定的电压值 用户可根据运行规程要求 对电池进行定期的核对性放电 10 7 4 充放电记录 为掌握电池的变化情况 应认真记录电池组的总电压 单体电池的端电压 电解液密度 温度 电解液液面不能低于最低液面线 如液面下降时 只能用纯水或蒸馏水补充 如电解液意外倾 泻出来时 必须添补与电池内同密度的硫酸溶液 10 7 5 新电池的储存条件及储存年限 未灌电解液的电池应储存在 5 40 干燥通风的库房内 电池应轻搬轻放 不得倒置 不得使 电池受阳光直接照射 新电池自出厂之日起 可贮存二年 10 8 蓄电池在正常工作状态下常见故障的处理 10 8 1 长期浮充电压偏高或补充电时电压控制太高 大于 2 40V 将会产生下列现象 a 耗水量大 电解液温度升高 电解液密度增高 正极板腐蚀速度加快 b 正极板将会出现逐渐弯曲 破肚现象 c 容量反而会下降 会导致电池寿命提前终止 消除方法 东北蓄电池 18 调整电压控制值 调整至浮充电压 2 23V 只 温度 20 补充电时 调整充电电流或电压 或更换有问题的电压控制件 10 8 2 浮充电压偏低 小于 2 18V 或放电后补充电时 充电不足 将会产生以下现象 a 电解液密度低 b 容量不足 c 负极将会产生硫酸盐化现象 可见明显的白色小颗粒 硫酸铅晶体 d 负极板会出现早期膨胀 容量早期衰退 e 导致寿命提前终止 消除方法 调整充电电流 浮充电压 进行均衡充电 处理硫酸盐化现象 10 8 3 电池组及单体电池产生硫酸盐化的原因分析 a 蓄电池放电时经常过放电 长期小电流放电 b 电池注入电解液后保持开路 未达到使用状态 或电池组的尾电池长期不进行充电 c 极板长期露出液面 d 电解液已不纯 或电解液密度长期过高 e 电池放电后 开路放置时间过长 不进行补充电 f 充电长时期中断等原因 10 8 4 电池硫酸盐化的主要特点 a 极板硫酸盐化会使电解液密度下降 b 充电时电压上升快 放电时电压下降快 c 极板表面颜色不正常 有白色小颗粒 硫酸铅晶体 d 电池容量低 消除方法 硫酸盐化比较轻微时 可采用均衡充电法处理 硫酸盐化比较严重时 可采用小电流过充电法处理 即先将电解液密度调至 1 208 cm3以下 然后以 0 05C10A 充电 当电压达到 2 40V 时 间歇 30min 然后将电流减半充至电压和电解液密度稳 定不变 停止 20min 再以 0 05C10A 充电 如此反复直到蓄电池达到正常状态为止 硫酸盐化特别严重时 可采用水疗法处理 首先 使蓄电池以 10h 率电流放电至 1 80V 只 倒 出电解液 注入纯水 静置 1 2h 后以 0 05C10A 充电 当电解液密度上升至 1 10 1 128cm3时 将电 流减至 0 02C10A 继续充电 观察电解液密度不再上升并且正负极冒出气泡时 停止充电 以 东北蓄电池 19 0 02C10A 放电 2h 后再以 0 05C10A 进行充电 如此反复数次 直至极板恢复正常 然后将电解液倒 出 换成 1 22 0 01g cm3的电解液进行补充电 充足电的蓄电池调整电解液密度及液面高度后即 可投入运行 10 8 5 单体电池电压落后产生的原因 a 蓄电池在浮充运行时 添加了不合格的水 加速了蓄电池的自放电 b 蓄电池浮充期间容量有差异其阻值也不同 蓄电池自放电速率大于浮充供给电量 常年累积 成致密性结晶 蓄电池开始硫酸盐化 处理方法 如添加了不合格的水 应重新更换电解液 然后进行均衡充电 使之恢复正常 如均充不能使之恢复正常 则应对蓄电池进行 1 至 2 次深放电 然后再进行一次均充 10 9 均衡充电 10 9 1 均衡充电的目的 均衡充电的目的在于使全列蓄电池的电解液密度 电压均衡一致 从而增加电池的容量 延长 使用寿命 10 9 2 均衡充电适用的范围 均衡充电主要适用于电解液密度不一致 蓄电池端电压出现较大偏差时 蓄电池经常放过电 经常充电不足 或出现其它异常现象 如极板硫酸盐化时 10 9 3 均衡充电的方法 均衡充电的方法称之为间歇充电法 间歇充电法 电池普通充电充足后 具备充足电的标志 间歇 60 分钟 然后以 0 03C10A 的电 流充电 120 分钟 如此反复 3 4 次 直至一接通电源就可立即读到上次测得的电压值 但 3 小时内 电解液密度不再升高 均衡充电结束前 电解液密度调整到 1 24 0 01g cm3 20 液面调至 最高液面线 东北蓄电池 十一十一 GFDGFD 与与 GFGF 产品结构特点比较产品结构特点比较 序号序号名称名称GFDGF 1制造技术引进德国哈根技术自行设计 2生产设备进口设备国产设备 3电池槽AS 工程朔料AS 工程朔料 4电池盖ABS 工程朔料ABS 工程朔料 5封口剂进口胶沥青 6正板栅 采用 2 4 以下的六元耐腐合金 经高压压铸成型 铸件表面光亮 合金细密 提高了合金耐腐性能 延长蓄电池使用寿命 铅锑合金 含锑量大于 7 浇铸成型 合金 耐腐性能差 7正极板管式管式 8正极套管 涤纶排管 提高了极板耐酸 抗氧化能力 降低 了电池内阻 提高电气性能 玻璃丝管 9正板活物质 蓄电池容量 铅粒 提高了铅粉的活性和表面积 提高电池初期性能 铅粉 10正板封底塑料扣底注塑封底 11负板删低锑多元合金铅锑合金 12隔板 平面微孔橡胶隔板和 PVC 波纹板并用 且 PVC 波 纹隔板靠近正极板 从而减少正极板对隔板的氧 化作用 避免了隔板的腐蚀 延长了蓄电池寿命 平面微孔橡胶 13极柱 带铜芯 哈根专利极柱 提高极柱导电能力 避 免了在使用过程中沿着极柱往外爬酸和漏气的缺 点 铅锑合金 14防酸拴 微孔塑料防酸隔爆帽 不用拧下防酸拴即可测量 电解液密度 温度 刚玉防酸隔爆帽 15电解液密度 1 24 0 01g cm31 215 0 005g cm3 16装配形式弹性紧装配松装配 17连接方式铜芯软线活连接连接板 镀铅铜板连接 18容量特性初期容量高 首次 95 以上 初期容量低 首次 90 以上 19寿命15 年以上10 年以上 20浮充电压 2 18 2 33 V 2 15 2 20 V 211 小时率容 量 0 50 0 53C10A 0 45C10A 东北蓄电池 21 22维护每一年半加一次水每季加一次水 23占地面积小大 24适用情况宽窄 表表 1 1 GFDGFD 蓄电池的基本参数蓄电池的基本参数 最大外形尺寸最大外形尺寸 mm mm 电池重量电池重量 约约 kg kg 电池电池 型号型号 额定额定 电压电压 v v 额定额定 容量容量 Ah Ah 长长 L L宽宽 B B高高 h h 总高总高 H H 无液无液带液带液 连接条两连接条两 中心距中心距 mm mm 同性极柱数同性极柱数 个个 GFD 200220016231 GFD 250225018241 GFD 3002300 145206355410 2026 170 1 GFD 350235024361 GFD 420242027381 GFD 4902490 166206471526 3040 191 1 GFD 600260014520664670137471701 GFD 800280019121064670151722 GFD 10002100064852 GFD 120021200 275210646701 73922 GFD 150021500961453 GFD 1875218751131583 GFD 200022000 397212772827 1201633 GFD 2500225001552054 GFD 300023000 576212772827 180235 129 4 GFD 产品外形图产品外形图 东北蓄电池 22 GFD 200 600 GFD 800 1200 GFD 1500 2000 GFD 2500 3000 表表 2 2 GFDGFD 蓄电池蓄电池 20 20 时放电容量及放电电流时放电容量及放电电流 1010 小时率终止电压小时率终止电压 1 80V1 80V5 5 小时率终止电压小时率终止电压 1 77V1 77V3 3 小时率终止电压小时率终止电压 1 75V1 75V1 1 小时率终止电压小时率终止电压 1 67V1 67V电池电池 型号型号 容量容量 AhAh电流电流 A A容量容量 AhAh电流电流 A A容量容量 AhAh电流电流 A A容量容量 AhAh电流电流 A A GFD 2002002017234 515050106106 GFD 2502502521543187 562 5132 5132 5 GFD 3003003025851 522575159159 GFD 3503503530060262 587 5185185 GFD 4204204236072315105222222 GFD 4904904942084367 5122 5259259 GFD 60060060516103450150312312 GFD 80080080688137 5600200416416 GFD 10001000100860172750250520520 GFD 120012001201032206 5900300624624 GFD 1500150015012602521116372744744 GFD515753151375458930930 GFD 2000200020016803361488496992992 GFD 250025002502100420186062012401240 GFD 300030003002520504223274414881488 东北蓄电池 23 图2 GFD电池恒流 0 05C10A 初充电电压时间关系曲线 表表 3 3 铅酸蓄电池专用硫酸标准铅酸蓄电池专用硫酸标准 铵指标含量可每年检验一次 指指 标标 浓硫酸浓硫酸 稀硫酸稀硫酸浓硫酸浓硫酸 项项 目目 优优等等品品一一等等品品优优等等品品一一等等品品 硫酸 H2SO4 含量 34 0 60 92 0 92 灼烧残渣含量 0 010 020 03 锰含量 Mn 0 00002 0 000065 0 00005 0 0001 铁含量 Fe 0 0005 0 002 0 005 0 010 砷含量 As 0 000020 000050 0001 氯含量 Cl 0 0001 0 00065 0 00020 0003 氮氧化物含量 以 N 计 0 00004 0 00065 0 00010 001 铵含量 NH4 0 0004 0 001 二氧化硫含量 SO2 0 0020 0040 007 铜含量 Cu 0 00020 00050 005 还原高锰酸钾物质含量 以 O 计 0 00040 0010 002 透明度 mm 350 350 16050 东北蓄电池 24 表表 4 4 铅酸蓄电池用水标准铅酸蓄电池用水标准 JB T 10053 1999 表表 5 5 故障诊断及排除故障诊断及排除 序号序号故故 障障后后 果果消消 除除 方方 法法 1 浮充运行电压过高 高于 2 25V 耗水量增大 温度升高将浮充电压调整至规定值 或 更换有问题的电压控制件 2 补充电时电压设置太高 高 于 2 40V 结果同上相似 但更厉害 一些 将电压调至规定值 3 浮充电压过低 低于 2 20V 导致硫酸盐化调整电压控制值 进行均衡充 电 4 电压控制信号消失同 1 和 2 充电状态不明 确 更换电压控制器件 5 平均环