| 摘要：
本文從鉛酸蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理出發(fā)，結(jié)合蓄電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)，對(duì)蓄電池日常運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
關(guān)鍵詞：
蓄電池運(yùn)行與維護(hù)電池壽命
前言
蓄電池是確保電力設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，是在任何情況下都能保證電力設(shè)備可操作性的前提和保障。蓄電池是直流系統(tǒng)中不可缺失的設(shè)備，正常時(shí)直流系統(tǒng)由整流器將市電轉(zhuǎn)成直流電源供給各項(xiàng)負(fù)載，并對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充電，當(dāng)市電失壓時(shí)，由蓄電池繼續(xù)提供電源。如事故照明、各類直流負(fù)載、斷路器操作、交流不停電設(shè)備、斷路器儲(chǔ)能等，同時(shí)也必須在事故停電時(shí)，提供控制、信號(hào)、保護(hù)及自動(dòng)裝置、通信負(fù)荷等設(shè)備電源。
可以看出，在停電狀態(tài)下，蓄電池作為備用電源必須維持直流系統(tǒng)的正常工作。在發(fā)射臺(tái)站電力系統(tǒng)中，蓄電池在電力設(shè)備的操作電源、斷路器的儲(chǔ)能電源、應(yīng)急照明及重要負(fù)荷供電擔(dān)任后備電源作用。發(fā)射臺(tái)站變電站中蓄電池主要是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池分為閥控封閉式和開(kāi)口式，當(dāng)前變電站多采用閥控封閉式鉛酸蓄電池，這種蓄電池電解液消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要加水，當(dāng)電池內(nèi)壓力過(guò)大時(shí)可排除氣體，而外部氣體不能進(jìn)入電池內(nèi)部，又稱為免維護(hù)電池。
蓄電池工作原理
 圖1 蓄電池充放電反應(yīng)示意圖
鉛酸蓄電池由正負(fù)極板組成，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛，極板間是稀硫酸做介質(zhì)。充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。放電時(shí)兩個(gè)極板上都聚集了大量的硫酸鉛，充電時(shí)極板又恢復(fù)成二氧化鉛和鉛，而硫酸鉛是會(huì)結(jié)晶的，結(jié)晶的硫酸鉛將導(dǎo)致極板間枝連，不能參加化學(xué)反應(yīng)而使儲(chǔ)電量下降或充不足電。充放電反應(yīng)示意圖如圖1所示。
影響閥控電池壽命關(guān)鍵因素
蓄電池的壽命一般是指浮充狀態(tài)下的使用年限。影響電池壽命的關(guān)鍵因素主要有：
（一）溫度
經(jīng)試驗(yàn)得知，基準(zhǔn)溫度為25℃，溫度每升高10℃，蓄電池使用壽命將是設(shè)計(jì)壽命的一半。以環(huán)境溫度25℃為基準(zhǔn)，環(huán)境溫度每升高一攝氏度，浮充電壓應(yīng)降低3mV/只，防止過(guò)充現(xiàn)象；環(huán)境溫度每降低一攝氏度，浮充電壓應(yīng)增加3mV/只，防止虧充現(xiàn)象。采取這個(gè)措施可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。
壽命和環(huán)境溫度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：
t25-tTx2(T-25)/10
其中：T為實(shí)際環(huán)境溫度。
tT為電池在環(huán)境溫度為T(mén)時(shí)的設(shè)計(jì)壽命。
t25為電池在環(huán)境溫度為25℃時(shí)的設(shè)計(jì)壽命。
以上公式在10—40℃有效。
 圖2 溫度對(duì)蓄電池壽命的影響
（二）循環(huán)次數(shù)
電池的活性與循環(huán)次數(shù)密切相關(guān)，在使用初期，活性物質(zhì)慢慢活化，在5—6個(gè)循環(huán)時(shí)，容量能達(dá)到設(shè)計(jì)容量，以后隨著循環(huán)次數(shù)的增加，容量慢慢降低，直到電池報(bào)廢，在變電站使用時(shí)，服役期使用容量為設(shè)計(jì)容量的80%。
（三）放電深度
在失電狀態(tài)下，電池進(jìn)行放電，其放電深度將對(duì)電池的循環(huán)次數(shù)產(chǎn)生影響，兩者之間的關(guān)系如表1所示。從表1可以看出，電池放電深度對(duì)電池壽命的影響，放電越深壽命減少的越多循環(huán)使用次數(shù)越少，所以在使用時(shí)盡量避免深度放電。
影響鉛酸蓄電池壽命的因素
影響閥控密封鉛酸蓄電池壽命的因素主要有以下幾種：1、正極板腐蝕；2、失水干涸；3、熱失控；4、硫酸鹽化。其中由于合金工藝技術(shù)的提高，正極板柵腐蝕的因素正逐漸降低，技術(shù)要求一般能達(dá)到蓄電池的實(shí)際壽命為10—15年。
造成蓄電池失水干涸的原因較復(fù)雜：電池的均充頻率不合理；節(jié)流閥的設(shè)計(jì)不合理，頻繁開(kāi)啟，氣體進(jìn)出不暢；電池外殼破損；自放電損失；板柵腐蝕消耗；環(huán)境溫度過(guò)高。其中高溫是最主要的因素。當(dāng)水損失達(dá)到3/4時(shí)，電池壽命將會(huì)終止。
熱失控是指蓄電池在充電過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，由于蓄電池的結(jié)構(gòu)使熱量無(wú)法未及時(shí)釋放，溫度導(dǎo)致浮充電流增大，進(jìn)而浮充電壓升高，形成惡性循環(huán)過(guò)程。熱失控對(duì)蓄電池是致命的，它嚴(yán)重時(shí)使蓄電池外殼“鼓包”，更造成蓄電池爆炸。硫酸鹽化是指蓄電池在放電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生硫酸鉛，而硫酸鉛會(huì)發(fā)生結(jié)晶，它在極板上生成白色堅(jiān)硬的顆粒，硫酸鉛不易溶解，且活性低，充電時(shí)無(wú)法參與化學(xué)反應(yīng)，直接導(dǎo)致電池容量下降，常規(guī)方法無(wú)法將硫酸鉛轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)。鹽酸化的原因是電池經(jīng)常處于充電不足狀態(tài)、過(guò)放電、環(huán)境溫度不合適、沒(méi)有定期對(duì)蓄電池進(jìn)行均充，一般情況。每季度需對(duì)蓄電池進(jìn)行一次均充。
影響廣播發(fā)射臺(tái)站蓄電池運(yùn)行壽命因素的分析
為了能夠使蓄電池在一個(gè)良好狀態(tài)下保證電源無(wú)故障運(yùn)行，合理的對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，不僅能使蓄電池在事故中可靠投入，還能延長(zhǎng)電池的使用壽命，降低維護(hù)成本。
（一）外電停電
現(xiàn)階段，廣播發(fā)射臺(tái)站基本配備兩路外電，甚至有的還具備自備發(fā)電機(jī)組，很少有交流電頻繁停電的現(xiàn)象，故蓄電池能保持一般的浮充狀態(tài)，放電深度不會(huì)太大。
（二）運(yùn)行環(huán)境溫度
在外電停電后，中央空調(diào)停機(jī)。而直流設(shè)備一般為室內(nèi)機(jī)房，環(huán)境溫度將大幅上升，蓄電池一般又在密閉空間里，縮短使用壽命。廣播發(fā)射臺(tái)站采取的方法是將蓄電池組與整流及逆變等高發(fā)熱裝置分房安置，減少停電時(shí)環(huán)境溫度升高的影響。沒(méi)有條件分房安置的地方，停電時(shí)應(yīng)將門(mén)窗開(kāi)啟，增加空氣對(duì)流，在外電恢復(fù)正常后，及時(shí)將空調(diào)開(kāi)啟，降低環(huán)境溫度。
（三）電池安裝質(zhì)量
蓄電池安裝不規(guī)范，對(duì)蓄電池使用壽命影響也很大。1.安裝時(shí)，各電池極柱連接沒(méi)有擰緊，造成極柱與線纜的接觸電阻增大，在大電流流過(guò)時(shí)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)燒毀極柱；2.蓄電池溫度傳感器沒(méi)有安裝或安裝不到位，整流設(shè)備對(duì)蓄電池?zé)o法正常進(jìn)行電壓補(bǔ)償；3.初始設(shè)置時(shí)沒(méi)有根據(jù)設(shè)備調(diào)整好蓄電池管理參數(shù)，造成數(shù)值不匹配，使用錯(cuò)誤的參數(shù)對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電。所以，在安裝初期，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，按照設(shè)備使用說(shuō)明調(diào)整好設(shè)備參數(shù)，日常維護(hù)應(yīng)檢查各接線柱是否連接緊固，溫度傳感器是否在合適位置。
（四）定期維護(hù)
廣播發(fā)射臺(tái)站一般每年進(jìn)行一次蓄電池容量核對(duì)性試驗(yàn)，檢查整組蓄電池的健康狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別電池缺陷，深度放電試驗(yàn)結(jié)束后，靜置兩小時(shí)后再進(jìn)行均充，這樣能使個(gè)別落后的電池電壓升高。圖3所示為變電站某蓄電池組投入運(yùn)行以來(lái)每年的容量核對(duì)性試驗(yàn)結(jié)果。
圖3 變電站某蓄電池組投入運(yùn)行以來(lái)每年的容量核對(duì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖3中可以看出，蓄電池每年的容量衰減情況，經(jīng)過(guò)5年的運(yùn)行，該組蓄電池已經(jīng)到了服役末期，必須進(jìn)行整組更換。
此外，每月進(jìn)行蓄電池常規(guī)檢測(cè)，主要檢查蓄電池組有無(wú)漏液、生鹽，極柱是否變形過(guò)熱，外殼有無(wú)變形，連接是否緊固，環(huán)境溫度是否合適。定期觀察記錄浮充電壓，控制在合理范圍。只要能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，蓄電池就能達(dá)到正常使用壽命，并能可靠運(yùn)行。
編輯小結(jié)
鉛酸蓄電池是廣播發(fā)射臺(tái)站設(shè)備的重要組成部分，廣大技術(shù)人員必須掌握其運(yùn)行維護(hù)規(guī)律，一方面減少鉛酸蓄電池故障率，提高穩(wěn)定性和可靠性，另一方面延長(zhǎng)鉛酸蓄電池的使用壽命，節(jié)約資金。
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