免维护蓄电池直流系统故障分析及运行维护探讨

免维护蓄电池直流系统故障分析及运行维护探讨

朱合桥

（国网中卫供电公司宁夏回族自治区755000）

摘要：蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。因此，本文就免维护蓄电池直流系统故障分析及运行维护进行探讨。

关键词：免维护蓄电池；直流系统；故障分析；运行维护

蓄电池是直流系统中不可缺少的设备。蓄电池在系统中稳定的运行，对系统和设备的正常运转、风险规避、防止事故的发生起着极其重要的作用。正常情况下，蓄电池在工作状态中，边工作边充电，不过免维护蓄电池的充电属于浮充电。但是，一旦停电时，蓄电池马上启动，向事故性负荷提供能量。因此，在交流电失电的情况下，蓄电池就会在系统中发挥自己的威力和作用，保证系统的正常运转。

免维护蓄电池所谓的“免维护”是相对传统铅酸蓄电池维护而言，指在正常的使用条件下，在使用期内无需加液，也就是说免维护蓄电池和其他蓄电池相比，其免维护功能仅仅是免去了不断补充加液的工作。为了使免维护蓄电池能正常安全的工作，具备稳定的性能，延长使用寿命，还需要对免维护蓄电池进行合理的维护，诸如补充充电维护、日常检修维护等。本文就针对免维护电池在日常使用中出现的问题，以及笔者多年的免维护蓄电池维护经验，浅谈自己的看法，以便学界业界参考。

1免维护蓄电池直流系统故障分析免维护蓄电池直流系统故障分析

1.1热失控故障

蓄电池热失控一般是因为安装得过于紧密，蓄电池壳体之间没有散热间隙，当充电电流较大时，蓄电池内部的热量不能够及时通过壳体散发出来，随着热量的不断积累，壳内温度越来越高，充电电流也会逐渐加大，形成热量不断升高的正反馈现象，最终使得蓄电池壳体变形、有的壳体与极柱连接处部分熔化，整组蓄电池全部报废。

热失控经常发生在夏季环境温度较高时，因此，在蓄电池安装时必须严格按照生产企业规定的安装方式，保持适当的蓄电池间距，预留充足的散热空间，同时杜绝过充电、过放电的现象发生，对于蓄电池运行的环境温度采取必要的控制措施，使蓄电池始终运行在30℃以内。

1.2壳体膨胀鼓肚现象

通信用蓄电池的壳体膨胀鼓肚是比较常见的现象。在整组蓄电池中，如果存在端电压正常的轻微膨胀蓄电池，只要多观察、多测量，关注其端电压的每月变化情况、壳体膨胀程度的变化情况，只要没有较多的变化，就是正常现象。

但如果蓄电池壳体膨胀有明显鼓肚现象，必须查明原因。因为蓄电池安全阀开阀压力在10―49kpa之间，当蓄电池内压力高于开阀压力时，阀门自动打开排气，泄放蓄电池壳内压力至开阀压力以下后自动关闭，这样使蓄电池内保持一定的压力，有利于氧气在负极的复合，也防止蓄电池内水分的较多损失。

如果有些蓄电池的开阀压力过高，就不能及时泄放壳内压力必然造成蓄电池的鼓肚。如果蓄电池生产企业选用的壳体厚度太薄，即使开阀压力在行业标准规定的范围内，也会出现蓄电池鼓肚现象。发生热失控的蓄电池也会出现鼓肚现象。

对于鼓肚的蓄电池，必须进行全面的质量鉴定，测量其端电压、进行小容量的放电后采用浮充电压进行恒压补充电，观察鼓肚的变化情况，如果没有减轻，就应立即对鼓肚的蓄电池进行更换。由于热失控造成鼓肚的蓄电池，是无法修复的，只能进行更换。

1.3蓄电池容量下降过快，使用期过短

蓄电池正常浮充使用的寿命应为8年左右，一些蓄电池运行了没几年，其容量就已经小于额定容量的80%了，这就等于蓄电池的寿命缩短了。造成这样的结果原因很多，有的是因为蓄电池本身的质量问题；有的是因为在安装配组时没有使用同一批次的产品造成的；有的是因为新旧蓄电池混合使用造成的；有的是维护不当造成的，如过充电、过放电、放电后不及时补充电、浮充电压过高（低）、蓄电池运行的环境温度太高等原因。

对于由于蓄电池本身质量原因造成的蓄电池寿命过短、容量下降过快问题，只能与生产企业协商通过更换有问题的电池来解决；上述其他原因引起蓄电池寿命过短、容量下降较快的问题，可以通过日常维护来改善蓄电池质量状况。

从蓄电池内部化学反应的原理分析，蓄电池容量下降过快的主要原因是极板的不可逆硫酸盐化。而造成电池硫化的基本原因是长期处于充电不足，充电不足主要原因是开关电源容量不足和充电电压太低，而充电电压低的原因有设置不正确、开关电源电压表显示偏高、充电电压不调整（蓄电池的浮充电压，应根据电池的保有容量做适当调整。在交流市电经常停电的地区、对容量较低的旧电池都应适度提高浮充电压，以利于保持较高的保有容量水平）等原因。因此，要经常检查开关电源容量是否能满足蓄电池充电，经常用可信的表测量浮充电压，对交流市电经常停电的地区、对容量较低的旧电池都应适度提高浮充电压。

2免维护蓄电池直流系统运行维护

免维护铅酸蓄电池为连续浮充电应用设计的，也可用于循环充放电使用。充电方法必须采用限流—恒压方法进行。蓄电池在恒压充电时电流逐渐减少，并最终趋于稳定，并保持3—5小时基本不变时这表明电池已基本充饱，可以转浮充运行。充电机均可以根据事先设定好的运行参数，自动完成蓄电池的恒流充电、恒压充电和浮充电过程。充电设备的参数，根据所配蓄电池的参数进行调整正确，要保证浮充电压、均充电压在合格范围内，保证蓄电池正常浮充电运行，不至于造成过充、过放电。参数设定好后，如无特殊需要，不要随意更改。蓄电池可以在-20C—+50℃内使用。有效的工作温度5—35℃，如果要获得最佳的使用寿命应在15—25℃环境下使用。为保证电池有足够的容量，每年要进行一次容量恢复试验，让电池内的活化物质活化，恢复电池的容量。其主要方法是将电池组脱离充电机，在电池组两端加上可调负载，使电池组的放电电流为额定容量的0.1倍，每半小时记录一次电池电压，直到放电时间达到10小时或电池组电压低于198V时停止放电，充电机投入工作。这样在放电后，电池组应马上恢复充电，以达到恢复容量及保护电池的目的。每月应测一次电池单体电压及终端电压，检查充电设备运行参数是否在合格范围之内，有无故障告警信号。检查一下外观有无异常变形和发热。“浮充”总电压应保持在1%之内。不要单独增加或减少电池组中几个单体电池负荷，这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不均一性，降低电池寿命。正常“浮充”运行是不需要均衡充电，如发现出现以下情况应进行均衡充电：正常浮充时，蓄电池单体电压偏差超过0.1V；个别单体电池电压低于13.4V；长期达不到浮充要求，每半年进行一次；放电后24小时之内未及时充电；长期小电流深度放电；过流放电（电流大于规定20%）和过量放电（超过额定容量10%应立即进行均衡充）等。

结束语：

蓄电池直流系统是电力系统中重要的组成部分，它对保证直流系统的可靠运行及电力系统的安全运行都有着积极和重要的作用。但就用户角度讲，通过合理科学的运行和维护措施，既可以有效的提高蓄电池的运行效率，又能延长其使用周期，减少这方面的投资，保证直流系统可靠运行。

参考文献：

[1]免维护蓄电池的特点与使用注意事项[J].付宁.南方农机.2015（04）

[2]免维护蓄电池仍需维护[J].王世杰.山东农机化.2014（04）

[3]浅谈免维护蓄电池的运行和维护[J].栗祥.硅谷.2014（05）