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            現今蓄電池的使用狀況

             

            蓄電池是電力電源系統中直流供電系統的重要組成部分,它作為直流供電電源,主要擔負著為電力系統中二次系統負載提供安全、穩定、可靠的電力保障,確保繼電保護、通信設備的正常運行。因此,蓄電池的穩定性和在放電過程中能提供給負載的實際容量對確保電力設備的安全運行具有十分重要的意義。 然而蓄電池經過一定時間的使用后,常易因活性物質脫落、板柵腐蝕或極板變形、硫化等因素,而使容量逐漸降低直至失效。所以,找出落后電池,并將其予以處理,以便消除隱患,就是廣大蓄電池維護人員的工作。過去幾十年來我們一直使用防酸隔爆式鉛酸蓄電池,積累了一定經驗。但由于此種電池維護方法繁瑣,目前已被具有免加水、安裝靈活、占地面積小且不形成酸霧的閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)所取代。 蓄電池維護現狀 近年來由于閥控式密封鉛酸蓄電池被廣泛使用,國內生產VRLA的廠家越來越多,生產規模與技術水平參差不齊,問題不少,90年代初國內使用的VRLA電池出現了很多以前未遇到的新問題,但由于其是新技術,有些故障原因尚未被完全掌握,只有在維護上建立起有效的管理方法,才可避免造成重大隱患。  閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)從一開始便被稱為免維護電池,而生產廠家又承諾該電池的使用壽命為10 ~ 20年(最少為8年),這樣就給國內的技術和維護人員一種誤解,似乎這種電池既耐用又完全不需要維護,許多用戶從裝上電池后就基本沒有進行過維護和管理,因而在90年代初國內使用的VRLA電池出現了很多以前未遇到的新問題,例如,電池殼變形、電解液滲漏、容量不足、電池端電壓不均勻等。這些現象不單在國內,就是在比我國早采用VRLA電池的國外也同樣存在。在VRLA電池中由于電解液比重更大而且浮充電流更大,因而電極腐蝕更為迅速。電極腐蝕也會消耗氧氣從而使電池變干,這是VRLA電池特有的故障。VRLA電池過度的氣體逸出、焊接柱或蓋板裂縫、密封不嚴,最后通過容器壁和塑料容器滲出水、氫和氧,這些都會引起電解液滲漏。VRLA電池的故障有些是氣體調節閥出現故障引起的,閥打開會導致干涸,也會使空氣進入電池,陰極板自我放電,閥阻塞會使蓋鼓出和爆炸。VRLA電池的冷卻比開口式電池更為重要,如果不充分的話,熱失控可能會引起電池熔毀或爆炸。VRLA電池內部接線柱、同極的連接片以及電極接頭的腐蝕而斷裂的現象也比開口式電池更常發生。這些故障都導致容量損失。這使使用單位不易掌握VRLA電池的耐久性和失效問題。實踐證明,VRLA電池端電壓與放電能力無相關性,VRLA電池和電池組在運行過程中,隨著使用時間的增加必然會有個別或部分電池因內阻變大,呈退行性老化現象,實踐證明,整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準,而不是以平均值或額定值(初始值)為準,當電池的實際容量下降到其本身額定容量的90% 以下時,電池便進入衰退期,當電池容量下降到原來的80%以下時,電池便進入急劇的衰退狀況,衰退期很短,這時電池組已存在極大的事故隱患。目前很多使用單位和管理單位,往往只重視備用電源的設備部分的維護和管理,而忽視電池組的重大作用,殊不知斷電的危險很大程度上就潛伏在電池組。整組電池充電的特性是,如電池組內有一個或幾個內阻變大的老化電池,其容量必然變小,充電器給電池組充電時,老化電池因容量小,將很快充滿。充電器會誤以為整組電池已充滿而轉為浮充狀態,以恒定電壓和小電流給電池組充電。其余狀態良好的電池不可能充滿。電池組將以老化電池的容量為標準進行充放電,經多次浮充--放電--均充--放電--浮充的惡性循環,容量不斷下降,電池后備時間縮短。所以如不定時檢測,找出老化電池給予調整,電池組的容量將變小,電池壽命縮短,影響系統的高效安全運行。蓄電池事故后果 05年7月14日上午7點24分,正是上班高峰。上海地鐵一號線蓮花路到莘莊的列車突然停電,被迫停駛。據悉,停電的直接原因是變電站直流開關跳閘。經搶修,18分鐘后恢復了供電,但因為列車蓄電池老化出現虧電,莘莊至蓮花路之間3列停運列車仍然無法正常啟動。再次為列車充電又持續了40多分鐘。當列車重新啟動時,站臺鐘表的指針已經轉到8點26分。由此,上海地鐵一號線造成62分鐘停運。8點26分,列車重新啟動,數萬焦急等在車站的乘客才開始逐漸疏散! ∮忻襟w稱,此次事故波及45萬人。主要原因之一為蓄電池沒有得到好的維護,出現了嚴重老化。為防止電池老化,有關方面制訂了電池檢測制度,每月對蓄電池進行一次失電檢測。    回顧一下自01年以來曾發生的一些比較典型的蓄電池故障,我們可以得出一個重要警示,就是在通信電源技術維護工作中,必須把蓄電池的維護放在重要的位置上. 蓄電池維護階段蓄電池的維護經歷了多個階段,是一個不斷發展的過程,下面就各種方法談談它們的各自的優勢與不足 1、測量浮充電壓法 浮充電壓的設置對電池的壽命具有相當重要的影響。在理論上要求浮充電壓產生的電流量是以補償電池的自放電。浮充電壓過高會引起電池正極腐蝕和失水,使電池容量下降,而浮充電壓過低,也會使電池充電不足,引起電池落后,嚴重時會出現電極硫酸鹽化。浮充電壓的選擇可以根據廠家說明書的要求而設定。 雖然測量浮充電壓并及時作出調整是蓄電池日常維護的一項重要工作,但是測量浮充電壓并不能找出落后單體電池。用萬用表測出該組電池各單體的浮充電壓相當平均,但放電一會兒,其中一個電池的端電壓迅速降至截止電壓以下,顯然該電池為落后單體。 所以該方法不科學。 2、內阻或電導測試法目前國際上流行一種用電導測試的方法檢測電池的內阻來藉此判斷電池的實有容量。電導,即電阻的倒數,是指傳導電流的能力,它反映了電阻的大小。VRLA電池的電阻組成是復雜的,包含了電池的歐姆電阻,濃差極化電阻,電化學反應電阻及雙層電容充電時的干擾作用。在不同的量測點和不同的時刻測得的電阻值包含的組成也是不同的。 剩余容量和電池內阻有一定的固定關系,特別在剩余容量不足50%時,內阻變化較大,因而根據電池的電導或電阻值來判斷電池容量有較好的一致性。 3、容量測量法 欲準確知道VRLA電池的健康狀況,只有對電池進行容量試驗。核對性容量放電實驗雖然能100%地測定蓄電池的容量,但是,這種測試方法有很多弊端,如成本昂貴、設備笨重和對專人進行培訓等,更主要的是這種測試必需把電池從設備上隔離開相當長的一段時間,而在這段時間里,如果沒有電池做為后備電源,危險性顯而易見。 3.1傳統的離線容量測試法 這種方法須將電池從系統上脫離下來,接上電熱絲作為假負載,通過調整電熱絲,使電池組以額定電流對電熱絲放電,同時用萬用表每隔一定時間量測電池端電壓,直至其中有一單體的端電壓到達規定的終止電壓時停止放電,其放電時間與放電電流的乘積即為該電池的實際容量。此種檢測方法測量電池的容量數值準確,能夠清晰的判別電池是否為失效電池。但此種方法存在下列缺陷: 電池須脫離系統,若這期間市電突然中斷,另一組電池能否獨撐?增加系統癱瘓風險! ”恐氐碾姛峤z需要多人搬運,且至少須一人測量一人記錄數據。   個別電池端電壓可能在兩次測量間隔期間突然降至截止電壓以下,造成過度放電。工作量過大,難于全面進行。   整組電池須花費二十幾小時充放電,有時需離線之整流器,且易造成某幾個電池過充。  須消耗大量之電能與熱能。  3.2 傳統的在線容量測試法 這種容量測試法不須將電池組脫離系統,只要將整流器關閉,讓電池組直接對系統放電,同時用萬用表測量各電池的端電壓的變化情況。這種方法相對離線容量測試法輕松、簡單且節省了許多電能,但是同樣由于人工測量的時間間隔,存在某些單體過度放電的可能性。裝上監控系統后多少解決了這個問題,但是為安全起見,只能放電20%左右,而失效電池放電電壓在放電深度20%的情況下與有效電池的放電電壓不能有效區分開來,除非在較深的放電深度下才能得到體現。所以相對于通信系統低于額定容量80%的電池視為失效電池的規定來說,這種方法也難于滿足要求。
             

             

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