阀控式蓄电池的维护与检修

1 2005 5 12 阀控密封铅酸蓄电池的维护与检修阀控密封铅酸蓄电池的维护与检修 The maintaining and overhauling of the VRLA battery 郭旭敏 广电集团汕头供电分公司 广东 汕头 515000 摘要 本文对阀控密封铅酸蓄电池的组成 原理以及可能出现的问题作了简单的介绍 和分析 在此基础上 探讨了维护与检修阀控密封铅酸蓄电池的部分见解和方法 关键词 阀控密封铅酸蓄电池 维护 检修 Abstract In this paper the composition principle and question that might appear of the VRLA battery is introduced and analyzed Base on above some opinions and methods to maintain and overhaul VRLA battery are explored Keywords VRLA battery maintaining overhauling 一 概述一 概述 众所周知 直流系统中的蓄电池组是发电厂 变电站的 心脏 她对电力系统的安全 可靠运行起着重要作用 我国在 50 60 年代 主要使用固定型铅酸蓄电池组和移动型汽车 用蓄电池组作为厂 站的蓄电池直流电源 到了 80 年代大量的碱性镉镍蓄电池涌入了电力 系统 而从 90 年代初到现在 阀控密封铅酸蓄电池由于具有 使用时在规定浮充寿命期内 不必加水维护 即免维护 的优点而被广泛应用于发电厂和变电站中 虽然阀控密封铅酸 蓄电池具有免维护的优点 但并不意味着它完全不需要维护 如果放松了对其正常的维护 检修和管理 将会在某种程度上缩短其使用寿命 从而影响电力系统的正常运行 二 阀控密封铅酸蓄电池的组成及原理二 阀控密封铅酸蓄电池的组成及原理 2 1 阀控密封铅酸蓄电池的组成 阀控密封铅酸蓄电池主要由正负极板 硫酸电解液 隔板 槽 盖 安全阀 汇流条 和极柱端子等组成 2 2 阀控密封铅酸蓄电池的原理 放电过程的总电化学反应式 PbO2 2H2SO4 Pb PbSO4 2H2O PbSO4 蓄电池在放电过程中 正 负极板上都形成了硫酸铅 由于硫酸铅导电性能差 从 而增加了极板间的电阻 影响了电池容量 电解液中的硫酸逐渐减少 水分增加 因而使 电解液的相对密度降低 充电过程的电化学反应 铅酸蓄电池充电时 在正极板上发生下列电化学反应 PbSO4 2H2O PbO2 H2SO4 2H 2e H2O 2H O2 2e 2 1 在负极板上发生下列化学反应 PbSO4 2H 2e Pb H2SO4 2H 2e H2 2 由于蓄电池在充电过程中 正 负极板发生的电化学反应各具特点 所以当正极板充 电到 70 时 开始析氧 O2 而负极板充电到 90 时 开始析氢 H2 阀控密封铅酸蓄电池 为了抑制 H2和 O2的析出 实现密封和免维护功能 在负极板材料中加入了钙金属以提高 H2析出的电位 使电池在正常充电下不产生 H2 同时又采用贫电解液设计加上超细玻璃纤 维隔板膜 使纯铅的氧化反应 Pb O2 PbO 和 PbO H2SO4 PbSO4 H2O 得以进 2 1 行 以此来消除 O2的析出 三 阀控密封铅酸蓄电池可能出现的问题三 阀控密封铅酸蓄电池可能出现的问题 3 1 浮充电压设置过低 当浮充电压设置过低时 蓄电池由于长期处于欠充电状态 使极板深处的活性物质无 法参与化学反应 继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层 加大了蓄电池内阻 造成 蓄电池的容量下降 3 2 浮充电压设置过高 当浮充电压设置过高时 蓄电池由于长期处于过充电状态 使内部产生的气体量增加 同时因为安全阀经常处于开阀状态 从而引发蓄电池严重失水 电解液浓度增大 蓄电池 内部腐蚀加快 容量失效等一系列后果 3 3 过量放电 当蓄电池过量放电时 由于内部产生过量的硫酸铅 使极板物质体积增大 引起极板 弯曲 膨胀 严重时还将导致蓄电池槽胀裂 3 4 环境温度过高 当环境温度过高时 蓄电池由于增加了内部的水分损耗 使极板的腐蚀加剧 缩短了 蓄电池寿命 若蓄电池长期运行在超过标准温度下 则温度升高 10 蓄电池的寿命约降低 一半 四 阀控密封铅酸蓄电池的维护四 阀控密封铅酸蓄电池的维护 4 1 保持蓄电池清洁 避免泄漏电流 在对蓄电池进行清洁时 必须用湿布擦拭 严禁用油类或有机溶剂 例如汽油和稀释 剂 擦洗或涂覆 也不要用浸有这些材料的布擦拭 要避免用起毛的刷子和干布擦拭 以 免产生静电引起爆炸危险 4 2 保持适宜的环境与温度 蓄电池应贮存于清洁 通风良好 干燥的环境中 避免在高温下贮存及使用 不应受 阳光直射 要远离热源 环境温度最好控制在 15 20 为宜 4 3 使用具备限流 恒压功能的充电设备 蓄电池充电时 其充电设备必须具备限流 恒压功能 且恒压应保持在 1 的范围内 4 4 保持完整的蓄电池组运行记录 每月检查并记录充电设备的运行状态和蓄电池组的总电压值 充电电流值 每季度定期检查并记录一次蓄电池组中每个蓄电池的浮充电压值 检测并记录蓄电 池组两端的充电电压同充电设备的输出电压是否一致 检查并记录蓄电池的外形 外表温 度是否正常 每次均充时 每隔 4 小时应分别记录每个蓄电池的充电电压以及充电电流 3 4 5 注意蓄电池的放电深度 为保证蓄电池的使用寿命 应特别注意蓄电池的放电深度 当间歇放电或放电电流为 0 1Q 以下时 放电终止电压为 1 83V 台 放电电流为 0 2Q 左右时 放电终止电压为 1 75V 台 放电电流为 0 5Q 左右时 放电终止电压为 1 73V 台 放电电流为 0 7Q 左右时 放电终止电压为 1 63V 台 放电电流为 0 7Q 3 0Q 左右时 放电终止电压为 1 53V 台 放 电电流为 3 0Q 以上时 放电终止电压为 1 33V 台 Q 为电池的额定容量 蓄电池应严格按上述的放电终止电压放电 否则会发生过放电现象 缩短蓄电池使用 寿命 4 6 对蓄电池进行定时的外观巡视 蓄电池在运行时期 应定时地对其进行外观的巡视 检查 看其连接片 连接线 是 否有松动和腐蚀现象 壳体是否出现渗漏和变形 极柱端子与安全阀周围是否有酸雾溢出 蓄电池温度是否过高等 五 阀控密封铅酸蓄电池的检修五 阀控密封铅酸蓄电池的检修 5 1 蓄电池在运行时 如有个别蓄电池的浮充电压低于 2 20V 台 且电流较大 说明该 蓄电池荷电容量不足 需要立即对整组蓄电池进行均衡充电 为了使运行人员能够更迅速 更直接地了解变电站直流系统的蓄电池组运行情况 避免落后蓄电池影响直流系统正常运 行 现在 许多变电站的直流系统监控装置中都安装了蓄电池巡检仪 当发现个别蓄电池 浮充电压过低时便立即报警 如发现个别蓄电池浮充电压过低 可采用此方法进行处理 对蓄电池组进行恒压充电 2 35 2 4V 台 台数 充电时间为 20 30 小时 接着转为浮充充电 浮充 8 小时后再 次逐台检测蓄电池的充电电压是否大于 2 2V 台 如小于则仍需再均衡充电 10 小时 然后 转入浮充充电 4 小时后再测浮充电压 若个别蓄电池还未达到 2 2V 台 说明该蓄电池为 落后电池 可采用并联二极管 将落后蓄电池更换的方法 避免其影响整组蓄电池的正常 运行 某变电站直流系统的蓄电池组在运行过程中就曾因个别蓄电池落后而使直流系统监控 装置产生告警 该监控装置的蓄电池巡检仪检测出有一号蓄电池的电压只有 1 61V 明显 低于正常电压低值 1 8V 为了进一步确认各个蓄电池的电压正常与否 我们对蓄电池进行 逐个测量 果然发现该号蓄电池电压为 1 6V 左右 我们采用对蓄电池组进行恒压充电的方 法对整组蓄电池进行充电 但该号蓄电池电压仍无法达标 说明该电池已为落后电池 最 后 我们采用并联二极管的方法将落后蓄电池更换 在更换了蓄电池后 直流系统的一切 运行恢复正常 5 2 由于长期使用限压限流的浮充电方式或只限压不限流的运行方式 无法判断阀控密 封铅酸蓄电池的现有容量以及内部是否失水或干裂 因此必须通过核对性放电才能找出蓄 电池存在的问题 而发电厂和变电站中直流系统的蓄电池组不能退出运行 为了能对阀控 密封铅酸蓄电池组进行全核对性放电 可准备一组临时的阀控密封铅酸蓄电池组代替运行 阀控密封铅酸蓄电池组进行全核对性放电时 用 0 1Q 的电流进行恒流放电 当蓄电池 组端电压下降到 1 8V 台 台数时 便停止放电 隔 1 2 小时后 再用 0 1Q 的电流进行均 充电 浮充电 反复 2 3 次 蓄电池存在的问题可查出 容量也可得到恢复 Q 为蓄电池 的额定容量 下面几个列表为一组阀控密封铅酸蓄电池组的全核对性放电的数据记录表 容量 为 420Ah 台 2V 台 放电前的电池原压 总电压 21 36V 电池编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 单 体 池 电 压 V 2 132 142 152 142 132 132 142 142 132 13 蓄电池组的最后一次放电电压 总电压 18 03V 电池编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 单 体 池 电 压 V 1 811 811 791 811 801 801 791 801 811 81 蓄电池组的最后一次均充电压 总电压 21 96V 电池编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 单 体 池 电 压 V 2 192 192 202 202 202 192 202 202 202 19 蓄电池组的最后一次浮充电压 总电压 22 74V 电池编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 单 体 池 电 压 V 2 272 282 282 282 272 272 272 272 282 27 六 结束语六 结束语 阀控密封铅酸蓄电池已具有免补水 免维护和密封等特点 只要工作人员对其进行正 常有效的维护 检修和管理 该蓄电池将能更加安全 可靠地运行 参考文献 参考文献 1 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 DL T 724