淺析鉛酸時(shí)高蓄電池的使用、維護(hù)
近年來，隨著制作工藝和技術(shù)的不斷成熟和完善，由于閥控鉛酸蓄電池具有容量穩(wěn)定、體積小、易于安裝、放電特性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。我廠已在主控樓安裝兩套直流電源系統(tǒng)，第一套已安全運(yùn)行6年，第二套已安全運(yùn)行4年。但是近年來經(jīng)過現(xiàn)場使用及對電池的失效成因分析發(fā)現(xiàn)：如果對閥控蓄電池完全不維護(hù)，閥控蓄電池會在壽命中期就會出現(xiàn)容量嚴(yán)重下降及滲液等不正常狀態(tài)，甚至電池完全失效。因此，日常按時(shí)對蓄電池進(jìn)行維護(hù)和檢查是完全必要地。
2 影響蓄電池容量及壽命的幾個(gè)因素
2.1 合理的充電管理制度
精確的充電制度是保證電池優(yōu)秀性能和運(yùn)行壽命的前提。一般講蓄電池組運(yùn)行充電方式有兩種：一是浮充充電方式;二是均衡充電方式。
為延長蓄電池的使用壽命，對電池組使用中要定期或者必要時(shí)對蓄電池組進(jìn)行均衡充電，并且定期開直流油泵對電池組放電。
杜絕不合理的充電管理制度導(dǎo)致電池組運(yùn)行長期虧電、充電不足、容量早期損失。如電池組浮充電壓設(shè)置低，導(dǎo)致電池組浮充充電不足，電池組放電時(shí)放不出額定容量，過低導(dǎo)致電池組虧電，不能滿足自放電和氧循環(huán)的需要，過高會使電解液損失，縮短電池壽命。再就是均衡充電制度貫徹沒有得到落實(shí)，不論運(yùn)行實(shí)際情況或運(yùn)行時(shí)間長短均采用浮充充電方式，浮充電流小不能完成和滿足電池組放電后的補(bǔ)充電，因而造成電池組充電不足，導(dǎo)致電池組達(dá)不到額定容量，使電池負(fù)極柵板硫酸化。2.1.1浮充充電
蓄電池浮充電壓設(shè)定為2.23v/單格(25℃時(shí))(蓄電池正負(fù)端子測定值的平均值),充電最大電流設(shè)定為0.10c10a。若電池工作環(huán)境溫度偏移25℃時(shí)應(yīng)對浮充電壓作相應(yīng)的修正，修正電壓為v修正=v25℃-0.0055v/℃×(t實(shí)際-25℃)，即溫度每升高1℃，浮充電壓降低3mv，溫度每降低1℃，浮充電壓升高3mv。
2.1.2均衡充電
蓄電池均充電壓設(shè)定為2.30v/單格(25℃時(shí)蓄電池正負(fù)端子測定值的平均值)，充電最大電流為0.10c10a，均充時(shí)間按下列情況進(jìn)行設(shè)定：
均充條件均充時(shí)間退出均充條件
| 均充條件 | 均充時(shí)間 | 退出均充條件 | |
| 1 | 蓄電池安裝調(diào)試后投入使用前 | 1～10h,具體時(shí)間根據(jù)退出均充條件 | 電池組均充電流小于10 ma／ah
時(shí)，自動轉(zhuǎn)入浮充(并聯(lián)時(shí)≤10ma／ah×電池組并聯(lián)數(shù)) |
| 2 | 停電后蓄電池充電電流≥50ma／ah(并聯(lián)時(shí)≥50ma／ah×電池組并聯(lián)數(shù)) | ||
| 3 | 蓄電池容量檢測后進(jìn)行均充電 | ||
| 4 | 蓄電池在使用過程中單體浮充電壓低于2.18v時(shí)應(yīng)進(jìn)行均充電 | 10h | 均充時(shí)間達(dá)到10h后轉(zhuǎn)入浮充 |
| 5 | 機(jī)房電池一般為6個(gè)月進(jìn)行一次定期均充 |
溫度影響電池的容量。一般情況下，溫度越高，放電容量越大。電池放電時(shí)，如果溫度不是25℃，則需將實(shí)測容量按以下公式換算成25℃基準(zhǔn)溫度時(shí)實(shí)際容量ct 。
c25= ct/1+k (t-25)
式中：t 放電時(shí)的環(huán)境溫度
k 溫度系數(shù)，10小時(shí)率容量實(shí)驗(yàn)時(shí)k=0.006/℃
3 小時(shí)率容量實(shí)驗(yàn)時(shí)k=0.008/℃
1 小時(shí)率容量實(shí)驗(yàn)時(shí)k=0.01/℃
| 環(huán)境溫度（℃） | 浮充電壓（約v±0.01v/單體） |
| 0～10 | 2.28 |
| 11～15 | 2.26 |
| 16～25 | 2.23 |
| 26～30 | 2.22 |
| 31～40 | 2.19 |
電池放電容量與溫度的關(guān)系如圖1所示。工作溫度在25℃左右達(dá)到100%額定容量，工作溫度增高至30℃容量超過100%，相反工作溫度降低至-20℃是電池容量減小至60%額定容量。鉛酸蓄電池對周圍環(huán)境和溫度較為敏感，如電池長期在高溫條件下運(yùn)行，其使用壽命將會大大縮短。一般機(jī)房溫度應(yīng)控制在25℃以下，適時(shí)進(jìn)行維護(hù)可使電池使用壽命在10～15年。組日常維護(hù)和檢測，定期準(zhǔn)確測量每個(gè)電池的內(nèi)阻，并建立每個(gè)電池的內(nèi)阻檔案，分析其內(nèi)阻的變化，很容易就可以找出電池組中的落后電池。找出落后電池再進(jìn)行篩選和核對性容量實(shí)驗(yàn)，最后確定落后電池的去留。
2.4 溫度對電池壽命的影響
蓄電池的環(huán)境溫度保持在24℃～25℃.蓄電池將有最佳的使用壽命和性能。溫度低于25℃，電池的充電效率和性能會降低。溫度高于25℃，電池的壽命將縮短，參考數(shù)據(jù)如下：
| 電池平均溫度 | 壽命降低率（％） |
| 25℃ | 0 |
| 30℃ | 30 |
| 35℃ | 50 |
| 40℃ | 66 |
| 45℃ | 75 |
| 50℃ | 83 |
2.3 蓄電池容量與內(nèi)阻的關(guān)系
國內(nèi)外的很多資料表明電池的內(nèi)阻大小與電池所處的狀態(tài)有關(guān)，與電池的剩余容量有關(guān)。電池處于放電狀態(tài)時(shí)，隨著剩余容量的減少，電池活性物質(zhì)也在減少，結(jié)果使得電池的內(nèi)阻增加。國內(nèi)外許多研究資料表明，電池內(nèi)阻與電池剩余容量有關(guān)，且與電池剩余容量成反比關(guān)系，如圖2所示。浮充預(yù)期壽命在25℃時(shí)為10年，如果實(shí)際使用的蓄電池平均溫度為35℃，則蓄電池浮充預(yù)期壽命僅為5年。
3 蓄電池日常檢查和檢測
3.1 月度保養(yǎng)
3.1.1保持電池房清潔衛(wèi)生;
3.1.2測量和記錄電池房內(nèi)環(huán)境溫度;
3.1.3逐個(gè)檢查電池的清潔度、端子的損傷及發(fā)熱痕跡、外殼及蓋的損壞或過熱痕跡：
3.1.4測量和記錄電池系統(tǒng)的總電壓、浮充電流。
3.2 季度保養(yǎng)
3.2.1重復(fù)各項(xiàng)月度檢查;
3.2.2測量和記錄各在線電池的浮充電壓，若經(jīng)過溫度校正有兩只以上電池電壓低于2.18v，請與廠家聯(lián)系。
3.2.3定期測試蓄電池內(nèi)阻，并進(jìn)行整組蓄電池內(nèi)阻測試分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)“落后”電池。
3.2.4蓄電池運(yùn)行一個(gè)季度時(shí)，應(yīng)采用均衡的方式對電池進(jìn)行補(bǔ)充充電.。
3.3 年度保養(yǎng)
3.3.1重復(fù)季度所有保養(yǎng)、檢查;
3.3.2每年檢查連接部分是否有松動;
3.3.3每年電池組以實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行一次核對性放電試驗(yàn)，放出額定容量的30%~40%;
3.3.4每年對電池逐節(jié)進(jìn)行活化，我廠采用wn2612-100單體電池在線容量活化儀。
3.4 三年保養(yǎng)
每三年進(jìn)行一次容量試驗(yàn)，到使用六年后每年做一次，若該組電池實(shí)放容量低于額定容量的80%，則認(rèn)為該電池組壽命終止。4 蓄電池常測試的項(xiàng)目
4.1 蓄電池內(nèi)阻測量的常見方法
目前測量蓄電池內(nèi)阻的常見方法有：
4.1.1直流放電法
直流放電法就是通過對電池進(jìn)行瞬間大電流放電，測量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。
4.1.2交流注入法
交流法通過對蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號，測量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號，以及兩者的相位差，來確定蓄電池的內(nèi)阻。
4.2 蓄電池內(nèi)阻測試的必要性
雖然很多研究人員對采用蓄電池內(nèi)阻估算蓄電池容量存在著不同的看法，但定期進(jìn)行蓄電池內(nèi)阻測試仍然是蓄電池維護(hù)的重要工作，歐姆測試技術(shù)在蓄電池維護(hù)方面得到廣泛使用，它能節(jié)省維護(hù)成本，并提供更多蓄電池的相關(guān)信息。歐姆測試法已被ieee列為“鉛酸蓄電池(v r la)的維護(hù)、測試和更換的推薦辦法”中的一個(gè)部分?，F(xiàn)在，ieee已經(jīng)更新其標(biāo)準(zhǔn)1188-1996為11882005，其5.2.2條仍然規(guī)定每個(gè)季度測試一次電池/單體的內(nèi)部歐姆值。
4.2.1有助于對蓄電池組中單體蓄電池的橫向比較，目前各種蓄電池內(nèi)阻測試設(shè)備的測試結(jié)果可對該組蓄電池進(jìn)行單體比較，從而有助于發(fā)現(xiàn)整組蓄電池中的“落后”電池;十幾節(jié)甚至幾十節(jié)串聯(lián)的電池組，只要一節(jié)過早損壞，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則時(shí)間一長，就會導(dǎo)致整個(gè)電池組報(bào)廢。
4.2.2借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單體蓄電池不同時(shí)期的縱向比較，對測試數(shù)據(jù)發(fā)生突變的單體電池進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，有助于對整組蓄電池的壽命進(jìn)行客觀評價(jià)，從而保證整組蓄電池容量，有效保障設(shè)備安全運(yùn)行。4.3蓄電池容量檢測
容量放電前應(yīng)進(jìn)行檢均充，當(dāng)均充轉(zhuǎn)浮充后，浮充電流在1-2ma/ah,且連續(xù)穩(wěn)定約2-3小時(shí)不變，這表明電池已充足電。在確保浮充24小時(shí)并斷電1小時(shí)后，可以進(jìn)行容量檢測，檢測方法見下表。
