蔣樹(shù)林

【摘要】 文章介紹了通信閥控鉛酸蓄電池的原理特點(diǎn)并提出了閥控密封鉛酸蓄電池的儲(chǔ)存、維護(hù)等技術(shù)措施對(duì)提高蓄電池的使用壽命具有一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】 通信工程 鉛酸蓄電池 維護(hù)

一、引言

最近在通信技術(shù)領(lǐng)域隨著信息以及電子技術(shù)的高速發(fā)展，備用電源的需求增加，在通信、電力、金融、醫(yī)藥系統(tǒng)中閥控式密封鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VRLA電池）被人們廣泛應(yīng)用。而且要求高質(zhì)量、高效率、使用更方便，維護(hù)更簡(jiǎn)單。雖然它具有價(jià)格低廉、電壓穩(wěn)定、免維護(hù)、無(wú)污染、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但電池的維護(hù)工作沒(méi)做好，會(huì)引發(fā)一系列安全問(wèn)題。由于我們對(duì)VRLA電池的使用知識(shí)不夠了解，導(dǎo)致蓄電池電解液干涸、早期容量損失、熱失控、嚴(yán)重影響了VRLA電池的使用壽命，威脅到傳輸機(jī)站供電系統(tǒng)的可靠性。下面將和大家一起探討該如何維護(hù)VRLA及正確使用。

二、VRLA電池運(yùn)行維護(hù)技術(shù)措施

2.1 提高供電質(zhì)量，改善電源設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境

供電質(zhì)量好壞是電源設(shè)備能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素，并直接影響電池的使用壽命，也嚴(yán)重影響著能否能保障電池組正常運(yùn)行。通信暢通的基礎(chǔ)是通信電源正常運(yùn)行。如果供電質(zhì)量較差就會(huì)對(duì)通信構(gòu)成威脅，將人局線路縮短并且改為獨(dú)立的變壓器供電。最先壞的就是蓄電池。有些市曾經(jīng)發(fā)生過(guò)類似事件，經(jīng)過(guò)和供電部門協(xié)商，重新更換蓄電池，又配備了發(fā)電機(jī)，市電質(zhì)量得到很大改善。

2.2 防止電池失水和熱失控

合理設(shè)置電池的浮充電壓是十分關(guān)鍵的。由于VRLA電池采用密封結(jié)構(gòu)，電池失水會(huì)給VRLA電池帶來(lái)非常嚴(yán)重的后果。電池失水和熱失控是VRLA電池失效的重要因素。要想從根本上改善電池失水，應(yīng)合理選擇浮充電壓和設(shè)置充電限流值。最終導(dǎo)致電池失效。浮充電壓如果選的過(guò)高，通過(guò)安全閥排出的氣體量增多，容易造成電池失水和熱失控；會(huì)使電池組過(guò)充電，使電池產(chǎn)生的熱量過(guò)多，浮充電壓過(guò)底，熱失控是指電池充電電流增大與電池溫度升高相互助長(zhǎng)的惡性循環(huán)，造成電池容量不足，電池活性物質(zhì)失效，電池的使用壽命縮短。

2.3 控制電池的環(huán)境工作溫度

在環(huán)境溫度（10-45）℃范圍內(nèi)，使用可以提高電池的使用效率。如在環(huán)境溫度（45-50）℃條件下放電，則電池容量明顯減小。每種電池都有相應(yīng)的環(huán)境溫度范圍，鉛酸蓄電池容量隨溫度升高而增但是，超過(guò)一定溫度范圍，如閥控式密封鉛酸蓄電池在40℃下放電電量，比在25℃下放電電量大10%左右。

2.4 溫度對(duì)閥控式鉛酸蓄電池壽命的影響

保證VRLA電池正常運(yùn)行發(fā)揮其最大效能的關(guān)鍵手段就是VRLA電池充、放電控制。電池的充放電控制目的防止過(guò)充電和過(guò)放電。VRLA電池與傳統(tǒng)富液式鉛蓄電池失效的表現(xiàn)不同。蓄電池的使用壽命是指在特定條件下，VRLA電池的有效壽命期限。溫度不僅對(duì)電池的容量有影響而且對(duì)電池的壽命也有一定影響。VRLA電池的使用壽命終止表現(xiàn)為內(nèi)部干涸或發(fā)生內(nèi)部短路、損壞而不能使用，以及容量達(dá)不到額定要求時(shí)蓄電池使用失效。VRLA電池是緊裝配，正極活性物質(zhì)不宜脫落，很少會(huì)出現(xiàn)電解液分層現(xiàn)象，采用不同的充電方式。對(duì)電池組均衡充電切忌過(guò)于頻繁。

2.5 控制VRLA電池的充放電

實(shí)際上電池充放電過(guò)程就是在VRLA電池的正常使用期間。

（1）充電控制。對(duì)電池進(jìn)行均衡充電以保證電池組中每個(gè)電池的浮充電壓都處于正常范圍，目的就是防止過(guò)充電和欠充電同時(shí)保證電池充足電，過(guò)充電是影響電池壽命的最主要原因。實(shí)踐證明，過(guò)充電導(dǎo)致電池失水正極析出氧氣，影響極板活性物質(zhì)的使用壽命。使電池的容量降低，極板深處生成的氧氣從電極表面溢出，導(dǎo)致甚至脫落，這一方法由于要對(duì)電池組過(guò)充電而應(yīng)限制使用。在形成氣泡的過(guò)程中強(qiáng)烈沖擊正極活性物質(zhì)，活性物質(zhì)與板刪結(jié)合力變差，在一組電池中，由于電池存在個(gè)體差異，電池是串聯(lián)充電的，每個(gè)電池的端電壓不會(huì)嚴(yán)格一致，由于均衡充電電壓較高在電池的日常維護(hù)中應(yīng)根據(jù)不同的時(shí)期和遇到的不同現(xiàn)象，需要通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)充電來(lái)保證電池組中落后電池充足電，減小單體電池間的差異?？梢允褂脤?duì)落后的單體電池補(bǔ)充充電代替均衡充電。

（2）放電控制。放電控制是保護(hù)蓄電池的有效手段，根據(jù)電池組中任一單體電池端電壓降到某一值時(shí)就結(jié)束放電過(guò)程。過(guò)放電控制包括放電電壓控制和放電電流控制。目的在于防止電池過(guò)放電，尤其是絕對(duì)禁止深度放電。放電會(huì)降低極板活性物質(zhì)的孔率，在電池極板表面深成難以恢復(fù)的結(jié)晶層，久而久止會(huì)造成極板硫酸化，縮短電池的使用壽命。放電電壓控制是放電過(guò)程中，在實(shí)際使用過(guò)程中通常是在直流配電設(shè)備中設(shè)定一次下電電壓和二次下電電壓。根據(jù)電池組的總電壓放電電流控制是指在放電過(guò)程中根據(jù)放電電流的大小降低到某一值時(shí)就結(jié)束放電過(guò)程，合理控制放電時(shí)間的長(zhǎng)短控制放出電量的過(guò)程。

2.6 合理使用儀器定期對(duì)蓄電池的容量進(jìn)行測(cè)試

測(cè)試每只電池的容量試驗(yàn)，使用儀器測(cè)試是判斷電池容量是否充足和是否更換蓄電池的重要依據(jù)。各種數(shù)據(jù)對(duì)于掌握電池組運(yùn)行狀況是非常必要的。容量試驗(yàn)過(guò)程中，蓄電池電導(dǎo)測(cè)試儀是測(cè)試蓄電池容量的常用儀器。每只電池電壓的變化代表了該電池的“健康”狀況，所以使用電導(dǎo)儀的常用方法：

（1）核對(duì)放電法即100%的深度放電，傳統(tǒng)的核對(duì)放電設(shè)備普遍采用電阻絲進(jìn)行核對(duì)放電，無(wú)論是在線還是離線進(jìn)行檢測(cè)，是檢測(cè)電池容量最直接、最可靠的方法。這種傳統(tǒng)的核對(duì)放電試驗(yàn)方式正在逐步被淘汰，核對(duì)放電法仍然是目前世界上檢測(cè)電池性能的最可靠方法。它具有容量測(cè)試準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)，核對(duì)放電法即全放電的容量試驗(yàn)，但是必須設(shè)置備用電源作為防范措施，以保證系統(tǒng)的安全。并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險(xiǎn)，目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用了新型的等效的電子負(fù)載，以保證電池組恒流放電。

（2）不完全放電測(cè)試法。

找出端電壓下降最快的一只，對(duì)于電池組采用1%一5%C的淺度放電；在放電狀態(tài)下，利用核對(duì)放電儀器，對(duì)蓄電池組的各單體電池的端電壓進(jìn)行巡檢，對(duì)該節(jié)電池進(jìn)行核對(duì)放電，將其確認(rèn)為落后電池，再檢測(cè)其容量，即代表該組電池的容量。

目前，單純通過(guò)電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。此法還不足以準(zhǔn)確測(cè)定電池的好壞程度，大量研究實(shí)踐證明，盡管其可以較快地判定電池組中部分或者個(gè)別落后或劣化電池，即便是淺度放電狀態(tài)，但僅適宜作為一個(gè)定性側(cè)試的參考。一般都達(dá)不到一個(gè)很理想的效果。包括電池的容量等指標(biāo)在內(nèi)，以前有廠家推出一系列在線測(cè)試電池容量的設(shè)備與儀器，推出了在線監(jiān)測(cè)儀或在線巡檢儀，但是容量相同的蓄電池的負(fù)載電壓本身具有離散性。不能準(zhǔn)確測(cè)算電池的好壞程度及電池容量指標(biāo)。其中有蓄電池的生產(chǎn)制造工藝的原因，最大的缺點(diǎn)是只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù)，測(cè)試精度低，有蓄電池電化學(xué)特性的原因等。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，測(cè)試要求較高，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，并可以快速查找落后電池。容量測(cè)試準(zhǔn)確度較低測(cè)試，情況還不是很理想。

（3）電導(dǎo)（內(nèi)阻）測(cè)量法。

它是目前主要的日常維護(hù)儀器。通過(guò)電導(dǎo)測(cè)量是向蓄電池兩端加一個(gè)已知頻率和振幅的交流電壓信號(hào)，從測(cè)試技術(shù)分為交流法和直流法，交流法測(cè)量出與電壓同相位的交流電流值，電池的容量越小，電池電阻越大，電導(dǎo)值越小。使用中95%以上的電導(dǎo)（內(nèi)阻）測(cè)量?jī)x屬于交流法。電導(dǎo)法能準(zhǔn)確查出完全失效的電池，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導(dǎo)。電導(dǎo)是頻率的函數(shù)，電池的容量只有降低到50%時(shí)，內(nèi)阻或者電導(dǎo)會(huì)有所變化，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)分析及研究結(jié)果證明，不同的測(cè)試頻率下有不同的電導(dǎo)值，根據(jù)通信電源維護(hù)規(guī)程，降低到40%以后，會(huì)有明顯變化。每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，在維護(hù)中每三年應(yīng)做一次容量試驗(yàn)，放出額定容量的30%-40%。有時(shí)只有進(jìn)行容量試驗(yàn)才能徹底考察出電池的真實(shí)情況。核對(duì)性放電試驗(yàn)還不能觀察出電池組存在的問(wèn)題，所以為了及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在使用環(huán)境較差的機(jī)站，應(yīng)適當(dāng)增加容量試驗(yàn)次數(shù)，對(duì)市電質(zhì)量較差、電壓不穩(wěn)定的機(jī)站，縮短間隔周期。建議每年進(jìn)行一次容量試驗(yàn)，以便達(dá)到延長(zhǎng)VRLA電池使用壽命的目的。采用相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，只有不斷地改善電池的運(yùn)行環(huán)境，并根據(jù)存在的問(wèn)題，在VRLA電池的運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，選擇正確的處理手段，才能保證VRLA電池的安全運(yùn)行，最大限度地發(fā)揮使用效能，延長(zhǎng)使用壽命。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李剛，李鋒，艾安平. 鉛酸蓄電池行業(yè)清潔生產(chǎn)審核現(xiàn)狀分析與對(duì)策[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保，2013（7）：156-156