于慶新

三河發(fā)電有限責(zé)任公司 河北 三河 065201

摘要：通過(guò)多年對(duì)2V通信閥控密封鉛酸蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電，結(jié)合閥控蓄電池日常維護(hù)工作中積累的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，介紹如何通過(guò)科學(xué)的電池充放電方法降低蓄電池劣化趨勢(shì)提高電池使用壽命改善通信蓄電池容量特性。

關(guān)鍵詞：蓄電池；核對(duì)性放電；降低；劣化趨勢(shì)

0.引言

通信蓄電池作為電力通信系統(tǒng)中的直流系統(tǒng)向外供電的唯一設(shè)備，其性能的好壞直接關(guān)系到電力系統(tǒng)和廠站通信系統(tǒng)的安全和可靠。但是由于運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致蓄電池組中個(gè)別蓄電池的早期失效，從而嚴(yán)重影響整個(gè)電池組的放電容量，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)的崩潰。因此必須加強(qiáng)對(duì)通信蓄電池的維護(hù)和保養(yǎng)提高蓄電池的使用壽命和效率使其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

1.閥控式鉛酸蓄電池自放電的原因

電池的自放電是指發(fā)生存儲(chǔ)期間容量降低的現(xiàn)象，電池開(kāi)路時(shí)由于自放電使電池容量損失。自放電通常主要在負(fù)極，因?yàn)樨?fù)極活性物質(zhì)為較活潑的海綿狀鉛電極，在電解液中其電勢(shì)比氫低，可發(fā)生置換反應(yīng)。電極中如存在著析氫過(guò)電位低的金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)能形成腐蝕微電池，結(jié)果負(fù)極金屬自溶解，并伴有氫氣析出，從而電池容量減少。正級(jí)的自放電是由于在放置期間，正極活性物質(zhì)發(fā)生分解，形成硫酸鉛并伴隨著氧氣析出，在電極的上端和下端，以及電極的孔隙和電極的表面處酸的濃度不同，因而電極內(nèi)外和上下形成了濃差電池。處在較稀硫酸區(qū)域的二氧化鉛為負(fù)極，氧化過(guò)程析出氧氣；處在較濃硫酸區(qū)域的二氧化鉛為正極，進(jìn)行還原過(guò)程，二氧化鉛還原為硫酸鉛。這種濃差電池在充電終了的正極和放電終了的正極都可形成，因此都有氧析出。但是在電解液濃度趨于均勻后，濃差消失，由此引起的自放電也就停止了。

2.彌補(bǔ)自放電能量損失的措施

為了及時(shí)補(bǔ)充因自放電引起的能量損失就必須對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。在正常條件下，鉛蓄電池在放電時(shí)形成硫酸鉛結(jié)晶，在充電時(shí)較容易地還原為鉛。如果電池的使用和維護(hù)不當(dāng)，如經(jīng)常處于充電不足或過(guò)放電，負(fù)極就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛，它幾乎不溶解，用常規(guī)方法充電很難使它轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)，從而減少了電池容量，甚至造成蓄電池壽命終止，該現(xiàn)象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。為了防止負(fù)極發(fā)生不可逆硫酸鹽化和抵制自放電導(dǎo)致容量減少，必須及時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。

3、科學(xué)地進(jìn)行蓄電池的日常維護(hù)

3.1 兩種蓄電池端電壓測(cè)量的方法

蓄電池端電壓測(cè)量是為了判斷蓄電池的性能一般通過(guò)兩個(gè)方法進(jìn)行（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》（YD/T799-2002）

第一種方法是蓄電池組在浮充狀態(tài)下測(cè)量各單體電池的端電壓，要求最大節(jié)電壓與最小節(jié)電壓不得超過(guò)90 mV（較低標(biāo)準(zhǔn)）或者計(jì)算整組電池的平均值，然后對(duì)每支電池的端電壓與平均值進(jìn)行比較兩者之差不大于50mV（高標(biāo)準(zhǔn)），如果發(fā)現(xiàn)偏差大于50mV則需要進(jìn)行充放電試驗(yàn)以提高蓄電池的性能。

第二種方法是開(kāi)路電壓法，就是將蓄電池與高頻開(kāi)關(guān)電源斷開(kāi)靜置1個(gè)小時(shí)后測(cè)量各節(jié)電壓，要求最大節(jié)電壓與最小節(jié)電壓不得超過(guò)20 mV。

3.2 日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及整改方法

對(duì)三河發(fā)電公司通信用蓄電池多年測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，核對(duì)性放電前后蓄電池浮充電節(jié)電壓有明顯的改善，同時(shí)有利于改善蓄電池的性能，但是發(fā)現(xiàn)核對(duì)性放電前節(jié)電壓與組平均電壓最大差值為120 mV，而放電后差值減少為90 mV，但個(gè)別數(shù)據(jù)不能滿足平均值比較方法中要求的差值不大于50 mV的較高標(biāo)準(zhǔn)，這是由于測(cè)量人員測(cè)量方法、使用的表計(jì)以及測(cè)量時(shí)系統(tǒng)與直流母線并列運(yùn)行有關(guān)，受高頻開(kāi)關(guān)電源浮充電流影響測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定將造成端電壓數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映蓄電池的性能優(yōu)劣，因此自2012年按網(wǎng)調(diào)要求開(kāi)始使用開(kāi)路電壓法測(cè)量蓄電池端電壓。這種方法可以科學(xué)的反映蓄電池的特性。

4密封蓄電池的核對(duì)性放電

4.1核對(duì)性放電

核對(duì)性放電一般有兩種方式第一是以實(shí)際負(fù)荷做核對(duì)性容量放電，放出額定容量的30-40%；第二是以10小時(shí)率做核對(duì)性容量放電，放電深度為100%。目前電力系統(tǒng)通信用蓄電池均備有兩組并列運(yùn)行，因此一般建議斷開(kāi)高頻開(kāi)關(guān)電源由單獨(dú)的充放電設(shè)備進(jìn)行放電。

4.2 標(biāo)示電池的選擇

蓄電池的容量多少取決于整組蓄電池中容量較小的一只單體電池，也就是以電池組中最先達(dá)到放電終止電壓的那一只為基準(zhǔn)，在進(jìn)行日常維護(hù)和核對(duì)性放電時(shí)應(yīng)該著重對(duì)其中容量小的蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選定的這個(gè)容量最小的電池就是標(biāo)示電池。

標(biāo)示電池選出后并不一定是固定不變的，過(guò)一定時(shí)間后應(yīng)重新確認(rèn)，如果在連續(xù)三次放電循環(huán)中一只電池始終是最低的，這可判斷其為落后電池，對(duì)整組電池進(jìn)行均衡充電可以改善落后電池性能，情況嚴(yán)重的在條件允許的情況下則需要對(duì)其進(jìn)行活化。

4.3 補(bǔ)充充電改善蓄電池性能

當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池組中存在落后電池時(shí)應(yīng)對(duì)整組蓄電池進(jìn)行均衡充電，均充工作按規(guī)定電壓2.35V/節(jié)均充一次，時(shí)間為12小時(shí)或24小時(shí)。核對(duì)性放電試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)存在這種情況應(yīng)首先進(jìn)行放電再進(jìn)行放電后的補(bǔ)充電，反復(fù)進(jìn)行可有效改善電池性能。充電時(shí)可采用恒流恒壓的補(bǔ)充充電方法。即將充電電流限制在0.20C10以下（一般用0.1 C10～0.2C10充電），待電池端電壓上升到2.30—2.35V/單體時(shí)，在充電電流降到0.1 I10或充電超過(guò)10h 后轉(zhuǎn)為浮充。

4.4 通過(guò)核對(duì)性放電改善容量特性的方法

在連續(xù)多年的蓄電池核對(duì)性放電過(guò)程中發(fā)現(xiàn)A組蓄電池組2中第3、11、22節(jié)電池節(jié)電壓；A組蓄電池組1第1、19節(jié)電壓始終較組中其它節(jié)電壓低近150 mV之多，并且在整個(gè)放電過(guò)程中放電至5小時(shí)后，電池節(jié)電壓下降有明顯的加速趨勢(shì)，整個(gè)電池組容量受該電池影響降低，我們?nèi)粘３浞烹姽ぷ鞯闹攸c(diǎn)就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些落后電池，針對(duì)這些電池進(jìn)行活化操作，通過(guò)整組電池的核對(duì)性放電或者單獨(dú)對(duì)這一節(jié)電池進(jìn)行反復(fù)充放電。

為了防止其進(jìn)一步劣化，2012年10月通信專業(yè)對(duì)該電池組進(jìn)行了連續(xù)3次的均衡充電，對(duì)單節(jié)電池進(jìn)行了活化操作，及時(shí)有效的緩解了上述電池的劣化趨勢(shì)，有效地提高了蓄電池的使用壽命。

5蓄電池浮充電壓的設(shè)置

閥控鉛酸蓄電池在電力系統(tǒng)的廣泛采用的是浮充運(yùn)行，浮充運(yùn)行是在使用中將蓄電池組和整流器設(shè)備并接在負(fù)載回路作為支持負(fù)載工作的唯一后備電源，電池組平時(shí)并不放電，負(fù)載的電流全部由整流器供給。只有當(dāng)市電中斷或整流器發(fā)生故障時(shí)，蓄電池組才擔(dān)負(fù)對(duì)負(fù)載單獨(dú)供電任務(wù)，這種工作方式可以起平滑濾波作用這是由于蓄電池對(duì)低頻諧波電壓呈現(xiàn)極小電阻，對(duì)紋波電壓有明顯的旁路作用，從而保證了負(fù)載設(shè)備對(duì)電壓的要求。

浮充電壓的選擇，國(guó)外一般選擇稍高的浮充電壓，范圍可達(dá)2.25—2.33V，國(guó)內(nèi)稍低2.23—2.27V。由于浮充電壓與環(huán)境溫度有密切關(guān)系，通常浮充電壓是指環(huán)境25℃而言，所以當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，需按溫度系數(shù)補(bǔ)償，調(diào)整浮充電壓。不同廠家電池的溫度補(bǔ)償系數(shù)不一樣，在設(shè)置開(kāi)關(guān)電源浮充參數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)說(shuō)明書(shū)上的規(guī)定設(shè)置溫度補(bǔ)償系數(shù)，一般電池的溫度補(bǔ)償系數(shù)為±3.5mV/C。

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