摘要：铅酸蓄电池是一种高效、环保的能源，在铅酸蓄电池的使用维护过程中难免发生各种各样的故障。本文针对铅酸蓄电池在使用中经常出现的几种故障
发生的原因进行了分析，并分别提出了具体的预防方法和解决措施，以延长蓄电池使用寿命、早期诊断和预防蓄电池可能出现的故障。
关键词：阀控式；密封铅酸蓄电池；故障原因；解决措施
阀控式密封铅酸蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便、无腐蚀、无污染等优点，尤其是高频开关电源等的应用，使相关指标(稳压、稳流、纹波系数等)要求较严的阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池得到了广泛的应用。但因这种蓄电池为全封闭式，其内部的实际情况肉眼观察不到，所以对其存在的“病情”不能及早发现，这就为早期采取相应的防范措施带来不便。在使用过程中显露出的常见问题有：个别蓄电池寿命偏短、漏液、鼓肚变形、短路、反极性等。
1、阀控式密封铅酸蓄电池结构特点
阀控式密封铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池密封。阀控式蓄电池主要由极板、隔板、电解液、电池槽、安全阀、外壳等组成。阀控式密封铅酸蓄电池的极栅主要采用铅钙合金，以提高其正负极析气过电位，减少其充电过程中的析气量。由于正负极板电化反应的差异，正极板在充电达70%时，氧气就产生，而负极板达到90%时才产生氢气。在生产工艺上，一般情况下正负极板的厚度比为6:4。根据这种正负极活性物质量比，当负极绒状铅达到90%时，正极上的二氧化铅接近90%，再经少许的充电，正负极上活性质分别氧化还原达95%，接近完全充电，这样可使氢气，氧气析出减少。为了让正极产生的氧气尽快到流通到负极，阀控式铅酸蓄电池极板之间采用新型超细玻璃纤维作为隔板，隔板孔率由橡胶隔板的50%提高到90%以上，从而使氧气流通到负极，再化合成水。
2、对阀控式铅酸蓄电池的认识误区
阀控式铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池，而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10-20年（最少为8年）这样就使个别技术和维护人员产生一种误解，认为这种电池既耐用又完全不需要维护，许多用户从装上蓄电池后就基本没有进行过维护和管理，因而使阀控式铅酸蓄电池出现了很多从未遇到的新问题，例如，电池壳变形、电解液渗漏、容量不足、电池端电压不均匀甚至会出现电池着火或爆炸等现象。因此，正确使用和维护阀控式铅酸蓄电池具有十分重要的意义。
3、阀控式密封铅酸蓄电池常见故障及其分析
3.1浮充电压不均匀性
阀控式密封铅酸蓄电池的均匀性是指电池在完成生产过程后测量的开路电压和蓄电池组在浮充状态下浮充电压的差值，标准规定蓄电池组中各单体电池的开路电压之差不大于20mV，各单体电池在浮充状态下浮充电压之差不大于100mV阀控式密封铅酸蓄电池较普遍存在浮充电压不均匀和开路电压偏差的问题。如果蓄电池组中存在电压偏低会造成落后电池早期失效。影响电池均匀性的因素主要有：原材料(包括隔板、硫酸)中有害杂质会降低电池的浮充电压，加速电池自放电。电池在长期使用过程中很难做到使安全阀的开启和关闭压力始终保持均匀一致。开启压力大的电池极群上部空间的气体压力大，则浮充电压就高，反之亦然因为电池是贫液设计，所以电池的放电容量受酸量控制，因而其浮充电压对电池的注酸量非常敏感。只有在每道工序上都严格按工艺规定要求生产，才能最大限度地保证电池性能的均匀性。
3.2阀控式密封铅酸蓄电池壳体膨胀、破裂
阀控式密封铅酸蓄电池属吸液式密封蓄电池，液状或糊壮电解液全部吸收在隔膜和极板中，充电时产生的气体全部消除在蓄电池内部，上端还设有可自动开启和关闭的单向安全阀。阀上还装有防止酸雾排出的虑酸装置，能调节电池内部压力，能防止蓄电池内部的气体和酸雾排出，使蓄电池内部保持一定压力，以提高蓄电池密闭反应效率。定期对电池顶部清扫，防止灰尘堵塞安全阀，并检查安全阀的好坏。对单体浮充电压应控制在2.25V-2.30V之间，充电电压过高在负极上生成的氢，就很难再电池内部被吸收。并且当单体电池浮充电压长期超过2.35V时，会在电池内部产生大量气体使电池内部压力过高，会引起电池水损失及正极板栅腐蚀加速，当合金板栅发生腐蚀时产生应力致使极板变形、伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流排顶部短路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正极板栅腐蚀越多，电池的剩余容量越少，最终将导致蓄电池壳体膨胀、破裂，寿命减少。
3.3阀控式密封铅酸蓄电池硫酸盐化、干涸失效
蓄电池容量不达标，硫酸盐化、干涸失效。主要原因有：蓄电池长期欠充电，浮充电压低于2.23-2.28V(25℃)，或长期过充电，浮充电压高于2.23-2.28V(25℃)；深度放电太频繁，放电后没有及时补充电。
4、阀控式密封铅酸蓄电池运行维护管理
4.1阀控式密封铅酸蓄电池的充电要求
4.1.1浮充充电
作为后备电源的工作方式，在线式电池组长期并联在充电器和负载线路上。一般情况下都采用浮充充电，单体电池电压控制在2，25V，并定，期观察、记录浮充电压的变化。
4.1.2均衡充电
如果电池组在浮充过程中存在落后电池(单体电压低于2．20V)，浮充三个月后，宜进行均充过程，其单体电池2．35V，充6～8h，然后调回到浮充电压值，再观察落后电池电压的变化，隔两周后再均充一次。
4.2对阀控式密封铅酸蓄电池定期维护
值班人员再交接班时应进行一次外部检查，并将结果记入运行记录簿中。蓄电池工每天进行一次外部检查，并做好记录。变电所长或车间主任对蓄电池每周至少检查一次，并根据运行维护记录和现场检查，对值班员和专责工提出要求。经常不带负荷的备用蓄电池，若在使用中不能经常进行全充电时，每月应进行一次10h率的充电和放电（放电时只允许防出的50%，并在放电后立即进行充电）。除蓄电池专责人或值班员在每次充电后应进行一次擦洗工作外，每周要在蓄电池室内全面彻底进行一次清扫。
4.3核对性放电维护方法
阀控式密封铅酸蓄电池组处于长期浮充电工作状态时，蓄电池极板将被厚厚的氧化膜所覆盖，造成电池的阳极极板钝化，使电池的内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命缩短。判定蓄电池容量是否满足要求最可信赖的方法是进行核对性放电，及时发现并更换有缺陷的蓄电池，防止出现恶性事故。
核对性的放电负载必须具有恒流功能，通风散热良好，要密切注视蓄电池温度，当蓄电池温度超过45℃时，必须立即暂停放电工作。待放电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生电池内部的硫酸盐化，而导致蓄电池内部短路。此时均采用恒流充电，当蓄电池组端电压上升到2.23×N时，再转为恒压充电。
5、结语
阀控式铅酸蓄电池具有维护工作量少、安装方便、无有害气体泄漏等优点，在变电站中被广泛地应用。但是，也正是因为这些优点，使人们对阀控式蓄电池认识不足，认为此类电池不需要维护，从而造成严重的后果。通过对阀控式铅酸蓄故障进行分析，提出一些切实有效的管理手段，可以大大提高阀控式铅酸蓄电池的运行维护水平。
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论文作者:聂明媚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/12
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