提高阀控铅酸蓄电池寿命的措施(一)
阀控铅酸蓄电池常见故障分析
阀控铅酸蓄电池常见故障分析摘要:随着轨道交通自动控制及调度监控系统的发展,对自动控制系统安全性和供电的可靠性要求越来越高。
蓄电池组作为自动控制系统的后备电源,当外部电源切换或失电时,可以起到保证系统正常运行的作用。
提高蓄电池性能,降低蓄电池故障率,对保证轨道交通自动控制系统稳定运行具有重要的意义。
因此十分有必要对蓄电池故障因素进行分析,以找出导致蓄电池性能下降或失效的原因,进而在蓄电池安装、运行、维护中采取相应的措施以提高阀控铅酸蓄电池的可靠性和使用寿命。
关键词:阀控铅酸蓄电池;故障;运维一、铅酸蓄电池的常见故障现象及产生原因1.1硫酸盐化所谓硫酸盐化是指在电池正极板上产生一层导电不良、白色粗晶粒硫酸铅,在电池正常充电时,不能使其完全转化为铅和二氧化铅的现象。
产生原因:①电池长期充电不足或不能及时对使用过的电池进行充电。
导致生成的硫酸铅部分溶解于电解液并随温度的变化重新析出或溶解,沉积后形成不易反应的大晶体;②长期过量或小电流长时间放电,使极板深处的活性物质在孔隙内生成硫酸铅;③电解液液面过低。
电极的上部与空气接触氧化,电解液与氧化部位接触生成难溶的大晶粒硫酸铅。
1.2正极板软化,板栅腐蚀,活性物质脱落所谓正极板软化,板栅腐蚀,活性物质脱落是指由于蓄电池的不当使用以及使用次数的增加,正极板上的二氧化铅慢慢脱落,板栅遭到腐蚀,正极板逐渐的变松软直到变成糊状。
活性物质以块状堆积在隔板之间。
产生原因:①电池正极活性物质二氧化铅比硫酸铅摩尔体积小,放电时正极板生成的硫酸铅引起活性物质体积膨胀。
蓄电池在使用过程中反复充放电,正极板反复收缩和膨胀。
使得活性物质之间结合能力下降;②当充电电流过大。
电解液温度过高以及过充电时,极板孔隙中容易析出大量气体,在极板孔隙中产生压力引起活性物质膨胀、变松,板栅氧化;③经常大电流深度放电,电池正极板表面B氧化铅接近用完。
此时起支撑作用的氧化铅就会参加反应,由于氧化铅只能在碱性环境中生成,所以其量越来越少,支撑作用消失;④电解液不纯净,加速板栅的腐蚀和活性物质的脱落。
延长阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的措施
维护 中遇 到 的 问题 和 现 象 , 细论述 了为延 长 V A 电池使 用寿命 在 运 行 维护 过程 中应 采 取 详 RL 的措施 。 电池智 能监控 系统 是延 长 VR A 电池使 用寿命 的 又一 重要 手 段 。 L 关 键词 VRL 电池 A
分类号 T 1 M9 1
使 用寿命
1 概
述
为保 证 VR A 电池 的安 全运 行 , 长其 使 用 L 延 寿命 , 运行 维 护 中应采 取 的措 施 主要 有 : 高市 在 提 电供 电 质量 , 善 电源设 备 的运 行 环境 ; 改 防止 电池 失 水 和热 失控 ; V A 电池 的充放 电进行 控 制 对 RL
和容 量试 验 。
近几 年来 , 阀控 式密 封铅 酸 蓄 电池 ( 以下 简 称
V L R A电池 ) 到了广泛应 用 , 得 逐步取 代传统 的
普通 铅 酸 蓄 电池 , 后 备 能 源设 备 中 占据 举 足 轻 在 重 的位 置 。由 于 VR A 电 池 的 使 用 知 识 普 及 不 L 够, 致使 电池 的维 护 工作 不善 , 重 影 响了 V A 严 RL 电 池 的使用 寿命 。例 如 ,9 9年 5月 至 8月 开通 19 董路 口千 门模 块局 ,4个 农 村 模 块 局 安 装 常 州伏 l
特 G M- 3 0 A RL 电池 1 F - 0 hV A 4组 , 由于农 村 市
2. 提 高供 电质量 , 1 改善 电源 设备 的 运行 环境
通信 电源正常运行是通信畅通 的基础 。供 电
质 量对 电源设 备 的正 常运 行 有非 常 重 要 的 影 响 , 对是 否 能保 障 电池 组 正 常运 行 十分 关键 , 直 接 并
蓄电池使用寿命的提高及直流系统的运行维护技术
本文结合日前大量应用的阀控式蓄电池的特点和应用,针对农电垂直管理发现的问题,深入提出直流电源系统实际运行中存在的问题,阐述了理解和执规技术要求,分析了影响蓄电池组使用寿命的主要因素,结合现场现场实际情况,提出直流系统蓄电池及充电装置运行维护措施。
蓄电池使用寿命的提高及直流系统的运行维护技术■ 泉州电业局 王连辉日前根据农电垂直管理要求,对县级供电企业的专项安全检查及几次事故分析,都发现县级供电企业在直流系统运行维护中存在的管理问题,还发生由于直流系统故障,尤其是蓄电池组的故障引发的事故。
2007年5月1日,某110kV变电站一条10kV电缆近处三相短路,造成站内10kV母线电压严重下降,站用变的交流电源下降到30%,站内充电装置失去I段电源,直流输出消失,全站保护拒动,引起对侧电源110kV线路保护越级动作跳闸,引发全站停电事故,损失负荷70MVA,事故后检查发现该直流系统蓄电池组整组容量不足,个别蓄电池组极柱腐蚀严重,充电装置只接入一路交流电源,蓄电池组的充放电工作长期得不到正确维护。
直流系统作为保护自动化设备和监控电源的设备,是电网保护设备的“心脏”,其工作正常与否,直接影响到电力系统的安全运行。
随着技术的进步,直流系统设备也有较大发展,阀控式蓄电池的大量应用,充电装置的智能化和蓄电池的密封性技术,大大减轻了运行人员的难度,但也带来的一些运行维护的问题:过于相信和依赖新设备,运行维护工作不到位,新设备使用寿命还不如原设备,甚至发生蓄电池损坏,变电站直流系统全瘫痪,保护拒动,变电站全停的事故。
就此笔者专门针对直流系统的运行与维护提出一些看法。
对阀控式“免维护”蓄电池(VRLA)理解蓄电池组是做了直流电源、不间断电源(UPS)的应急电源(EPS)的后备电源,在电力系通信等到领域得到广泛应用。
平时蓄电池长期处于浮充电状态,而是市电直接或通过转换后给负载,只有当市电中断或特殊情况下,才由蓄电池直接供给负载。
浅谈阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护
1 概 述
境中, 要 保持通 风 良好 , 避 免存放 于潮 湿卫 生环 境差的地方 。蓄电池应用 远离热源 , 避
压值对运行是 有利的 。 这时 电池 进行 了短时 间放 电后 Ⅶ即使 对 电池 因没有均 充 电补足 围 内。 都会设 置后备 电源作 为基础保障 。 蓄 电池是 电能 , 但 由于平 时浮充 电压 取得 较高 , 电池 2 . 3 - 4保持 完整的蓄 电池组运 行记录 后备 电源的主要设备 , 其中 的阀控 式密封铅 经过一段 时间浮充后 , 也 能补足短期 放电后 A 、 检查 并记 录充 电设 备的运 行状 态和 酸蓄电池应用 的比较广泛 , 因为它具有免 维 的电能 。 蓄 电池组 的总电压值 、 充 电电流值 。 修 的特点 , 应用 比较 方便 。但是 不能 因为免 2 . 2 . 2蓄 电池 系统往 往是 由多 只 2 V单 B 、 每季度 定期检 查并记 录一 次蓄 电池 维修就不对其进行 管理和 维护 , 如果不对 其 体 电池 串联使用 , 所 以系统浮充 充电 电流值 组 中每个 蓄电池 的浮充 电压 值 。 进行维护就会减少 它的使用 寿命 , 从而影 响 取 决于其 中一个浮充 电流值较低 的单体 。 当 c 、 均充时 , 每隔 4 小时应分 别记录每个 到系统的正 常运 行。 每个 电池充足 电后 , 各 单体 电池 的浮充 电压 蓄 电池的充电电压 以及充 电电流 。 2阀控 式密封铅酸 蓄电池 的运行维护 值 会趋 向于相 同值 。 阀控 式密封 铅酸 蓄电池 具有 免维 护的 2 . 2 - 3对 于无 人 值 班 站 需 要 浮 充 电 压 特点 , 但是并不 是可 以完全 的不对其进 行维 时 , 选取 的值 不能低 于 中心值 , 因为 用户 不 护 ,只是针对 于需要维 护的蓄 电池来 讲 , 维 可能经常对充 电设 备 的电压 值进行调 整 ; 同 护工作量有 所减少而 已 , 对 其进行 的 日常充 时大部 分开 关 电源充 电设备 输 出的 电压 值 电等维护 还是很有必要 的。 蓄电池 在生产 的 都不能 精确 地按标 准温 度补 偿 系数 来修 正 过程 中 , 即使是 同一个 厂家生产 的同一个 型 其输 出电压 ,只能在一个 范围 内进行 调整 , 号 的 电池 , 在使 用环 境不 同的情 况下 , 其使 因此为 了设备 长期工作 的安全性 , 在 对蓄 电
影响通讯基站铅酸蓄电池寿命原因及措施
影响基站阀控电池寿命原因及措施摘要本文对目前造成基站阀控电池使用过程中容量下降、寿命缩短的各种原因进行分析和探讨,并提出相关改进措施。
关键词阀控电池使用寿命改进措施1 前言基站蓄电池从目前使用情况来看,普遍存在蓄电池容量下降过快,使用寿命短,甚至短短1~2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%~40%,有的只有10%~20%,而大部分基站蓄电池经过1~4年运行,其容量只有其标称容量的50%左右,远远达不到其设计使用寿命,与交换局站同类蓄电池相比,其使用寿命也大大降低,按蓄电池使用维护标准要求,蓄电池容量只要下降到其标称容量的80%,其使用寿命就终止,应对其进行更换,本文对造成基站蓄电池容量下降过快,使用寿命缩短的原因进行分析和探讨,并在此提出相关的改进措施,希望对各运营商能有所帮助。
本文蓄电池特指阀控式密封铅酸蓄电池。
2 影响基站蓄电池使用寿命的原因从目前国内几家大型阀控式密封电池厂家生产电池的质量来讲,应都能满足各运营商要求,虽然各厂家生产蓄电池质量、性能上有所差别,从现网调查使用情况来看,笔者认为厂家生产蓄电池的质量因素应不是影响目前各运营商基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因。
因为从阀控式密封电池产品结构、产品性能、基站蓄电池使用过程现场勘察情况等综合因素来看,结合交换局站使用情况,阀控式密封电池在正常情况下使用1~4年后,其容量下降应不会这么快,因此笔者认为造成基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因应在于基站本身蓄电池使用特点及其基站使用环境有关。
笔者从浙江移动、浙江联通的调查情况来看,认为影响基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的原因主要有以下几个方面。
第一,基站频繁停电、停电时间长、停电时间无规律,使蓄电池频繁充放电,是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个最主要原因。
根据目前厂家对基站报废蓄电池解剖情况来看,导致蓄电池寿命终止的原因在于蓄电池负极板的硫酸化,这是蓄电池早期容量衰竭(PCL)的一种典型现象。
变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的研究
运行与维护变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的研究一北京市电力公司刘军王小峰韩京哲尚博王彬北京市电力公司管辖变电站直流系统的蓄电池大多数都已经更新换为阀控密封铅酸蓄电池。
国家电网公司直流电源系统管理规范(以下简称“国网规范”)规定,“新安装的阀控蓄电池在验收时应进行核对性充放电,以后每2~3年应进行一次核对性充放电,运行6年以后的阀控蓄电池,宜每年进行一次核对性充放电。
”按照该规定,2008年北京市电力公司110kV以上变电站约有1O O组座需要进行该项作业。
表1列出了北京市电力公司2008年维护过的部分蓄电池组的充放电结果。
表中的放出百分比值已经经过温度修正。
按照国网规范规定,蓄电池的放出容量达不到额定容量的80%时为不合格蓄电池,应进行报废处理。
北京市电力公司通过对充放电结果的分析得出,影响阀控密封铅酸蓄电池寿命的因素,除了温度和浮充电压外,直流系统电压质量、蓄电池运行年限和核对性充放电周期也是影响阀控密封铅酸蓄电池寿命的重要因素。
实践中重视这些因素,减少7812008.10电力系统装备f 摘要通过对北京市电力公司所属阀控密封铅酸蓄电池核对性充放电结果与运行环境的分析,得出了影响其寿命的主要因素,并提出了“延长”蓄电池使用寿命的针对性的措施。
甚至消除它们的影响,可“延长”阀控密封铅酸蓄电池的使用寿命。
1直流系统电压质量的影响变电站二次系统的电压质量,即变电站用直流系统电压质量目前还没有得到足够的重视。
其实变电站用直流系统电压质量的好坏,直接影响蓄电池的寿命,间接影响各种用电设备。
阀控式密封蓄电池电化学原理和独特结构设计的材料、密封阀控的特点,决定了它对电压质量有着较高的要求。
如北京市电力公司新东安变电站1号充电设备的稳压精度、稳流精度、纹波系数不好,直流系统电压质量较差,造成1组蓄电池运行3年后于2006年提前报废;东湖变电站充电设备稳压精度、稳流精度、纹波系数严重超标,造成直流系统谐波过大,在2006年检验蓄电池时容量只剩额定容量的1%,更换后,目前更换蓄电池容量迅速减少,容量已不足额定容量的60%:前门变电站、立水桥变电站、大屯变电站、国棉变电站、北太平庄变电站、朝阳门变电站等都是可控硅相控充电设备,运行年限较久,稳压精度、稳流精度、纹波系数经过测试分别大干±1%、4-2%和1%的国网规程标准,与高频开关电源模块充电设备的标准差别更大(国网规程标准中,高频充电设备稳压精度、稳流精度、纹波系数标准分别为±0.5%、-.t-1%和O.5%),使直流系统电压质量不高,谐波干扰较大;阜成门变电站与新东安变电站类似,虽然是高频充电设备,但当时供货厂家的高频充电设备正处于开发探索阶段,存在设计问题,且设备使用已有较长时间,因此充电参数较差。
阀控式密封铅酸蓄电池运行和维护导则
2V
0.03V
6V
0.04V
12V
0.06V
4.5 放电终止电压值
放电终止电压应根据使用说明书或厂家保证的放电曲线而定,也可参照表 5 执行:
表5 阀控式密封铅酸蓄电池放电终止电压
标称电压
放电终止电压值
2V
1.8V
6V
5.4V
12V
10.8V
5 验收
5.1 阀控式密封铅酸蓄电池应安装在独立的蓄电池室内,并应有通风设施以保持良好的通风条件,蓄 电池可采用台架安装或屏柜安装等多种安装方式,蓄电池安装应平稳,间距均匀并防止滑动,蓄电池间 距应满足不小于 15mm,蓄电池与上层隔板应满足不小于 150mm。两组蓄电池应采用独立的屏或台架 安装,组与组之间应采用阻燃材料隔开或设置有一定间距以满足防火要求。蓄电池屏柜或台架外形尺寸 及安装方式应符合 DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》和 DL/T5161.9-2002《电气装置 安装工程质量检验及评定规程 第 9 部分 蓄电池施工质量检验》的规定。 5.2 蓄电池柜内两带电导体、带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离,均应满足 DL/T 459-2000 《电力系统直流电源柜订货技术条件》中 5.4 条规定的最小电气间隙和爬电距离的要求。 5.3 阀控式密封铅酸蓄电池外观及环境验收,应进行下列检查。
3
Q/GDW-11-123-2008
5.4.2 补充充电完成后断开充电电源并静止 1 到 3 小时,应立即进行容量试验,放电电流为 I10,放电 方式为恒流放电,放电过程应检测并记录各蓄电池电压,放电刚开始时,每半小时检测各蓄电池电压一 次,然后视电压接近终止电压情况缩短检测间隔时间,最后阶段对电压特别低或最低者进行连续检测, 只要有一节蓄电池电压降至放电终止电压,即停止放电,计算放电容量,并折算到 25℃时实际容量, 如无异常,放电时间持续 10 小时即结束。10h 率容量在第一次循环应不低于 0.95 C10,第五次循环应达 到 C10。 5.4.3 阀控式密封铅酸蓄电池放电后应进行均充,均充结束后,静止 24 小时以上,逐节检测并记录各 蓄电池开路电压,计算开路电压最大最小差值应符合表 3 要求。再在浮充状态下,检测并记录各蓄电池 浮充电压。各项检测均应合格。至此,容量试验后的再充电工作结束,蓄电池转入正常浮充状态。 5.5 阀控式密封铅酸蓄电池投运前验收时应提供以下文件资料:
浅析影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的原因及预防措施
浅析影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的原因及预防措施摘要:该文章分析了影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的内部因素和外部因素,并提出了延长蓄电池使用寿命的预防措施,在实践工作中做好对阀控式密封铅酸蓄电池的运行管理,尽可能减少蓄电池失效的几率,以确保阀控式密封铅酸蓄电池直流系统可靠稳定的运行。
关键词:阀控式密封铅酸蓄电池寿命影响因素预防措施阀控式密封铅酸蓄电池性能稳定、可靠、维护工作量小,受到设计和运行人员的欢迎。
但阀控式密封铅酸蓄电池对温度的反应灵敏,不允许过充电和欠充电,对充放电要求较为严格,要求有性能较好的充电装置,使用维护不当将严重缩短蓄电池的使用寿命。
1.阀控式密封铅酸蓄电池的寿命阀控式密封铅酸蓄电池的寿命分为设计使用寿命和使用寿命。
1.1设计使用寿命设计使用寿命是厂家设计的按规定的环境运行的寿命。
一般的阀控式密封铅酸蓄电池的正常运行条件是在温度为25oc、浮充电压在2.25~2.27v(13.5~13.62v系6单体),2v蓄电池的寿命为10~15年,而6v和12v系列设计使用寿命为3~6年。
1.2使用寿命使用寿命是阀控式密封铅酸蓄电池在安装现场的实际运行使用寿命。
一般阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命小于其设计使用寿命,一般使用寿命为不到设计使用寿命的一半或更短。
2.影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的因素由于极板种类、制造条件、使用方式有差异,导致蓄电池失效的原因也各异,这些归纳为铅酸蓄电池失效的内部因素。
除此之外,蓄电池失效还和一些外部因素有关,如放电深度、放电电流密度、充电电流倍率等。
2.1影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的内部因素2.1.1阀控式密封铅酸蓄电池硫酸盐化(1)硫酸盐化的原因蓄电池由于长期欠充电或过充电,浮充电压低于2.23~2.28v (25oc)或高于2.23~2.28v (25oc),使蓄电池缺水严重,电解液密度过高,在蓄电池负极形成一种较大的、难以接受充电的pbso4结晶,此现象成为不可逆硫酸盐化。
阀控式密封铅酸蓄电池的运行及维护
阀控式密封铅酸蓄电池的运行及维护摘要:本文对阀控式密封铅酸蓄电池的构造、原理及常见失效模式作了简单的介绍和分析,在此基础上,对阀控式密封铅酸蓄电池的使用及维护方法进行了探讨。
关键词:VRLA电池;维护0引言在民航空中交通管制工作中,保障航班正常飞行,管制人员与飞行机组的通信畅通至关重要。
通信电源是通信系统不可或缺的部分,是保证通信畅通的关键。
作为备用电源使用的蓄电池是保证通信电源中交流不间断电源系统(UPS)和直流电源系统不间断供电的基础和最后保障。
普通铅蓄电池具有价格低廉、电压稳定、供电可靠等优点,但在实际使用过程中,经常需要补充酸和水,并且还会有腐蚀性的气体产生,污染环境,对设备和人员造成损害。
近年来,很多发达国家已经不再生产、销售普通铅蓄电池。
阀控式密封铅酸蓄电池(简称VRLA电池)具有密封性能好、无泄漏、无污染等特点,因此,它可以保证人员和设备的安全,在使用过程中不需要补充酸、加水等维护操作,从而在铅酸蓄电池的发展史上翻开了新的一页。
目前,阀控式密封铅酸蓄电池是广泛应用于UPS和直流电源系统中的储能装置。
1 VRLA电池的构造及工作原理1.1 VRLA电池的构造VRLA电池主要部件包括正负极板、电解液、隔板、电池槽和排气栓等。
因为要考虑密封要求,其结构与普通铅蓄电池相比有较大不同,如表1所示。
表1 VRLA电池与普通铅蓄电池的结构比较1.1.1 电极VRLA电池的正、负电极都是由板栅材料和活性物质组成。
正极板上的活性物),负极板上的活性物质为海绵金属铅(Pb)。
板栅材料为无质为二氧化铅(PbO2锑或低锑合金,作用是减少电池的自放电,防止电池内水分的损失。
1.1.2 电解液在VRLA电池中,电解液成分主要包括蒸馏水(H2O)和纯硫酸(H2SO4),按一定比例组成,处于不流动状态,全部被极板上的活性物质和隔膜所吸附。
除此之外,采用胶体电解质也可使电解液不流动,如德国阳光公司生产的VRLA电池。
阀控式密封铅酸蓄电池故障的原因分析及措施
阀控式密封铅酸蓄电池故障的原因分析及措施摘要:铅酸蓄电池是一种高效、环保的能源,在铅酸蓄电池的使用维护过程中难免发生各种各样的故障。
本文针对铅酸蓄电池在使用中经常出现的几种故障发生的原因进行了分析,并分别提出了具体的预防方法和解决措施,以延长蓄电池使用寿命、早期诊断和预防蓄电池可能出现的故障。
关键词:阀控式;密封铅酸蓄电池;故障原因;解决措施阀控式密封铅酸蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便、无腐蚀、无污染等优点,尤其是高频开关电源等的应用,使相关指标(稳压、稳流、纹波系数等)要求较严的阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池得到了广泛的应用。
但因这种蓄电池为全封闭式,其内部的实际情况肉眼观察不到,所以对其存在的“病情”不能及早发现,这就为早期采取相应的防范措施带来不便。
在使用过程中显露出的常见问题有:个别蓄电池寿命偏短、漏液、鼓肚变形、短路、反极性等。
1、阀控式密封铅酸蓄电池结构特点阀控式密封铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中,没有游离的电解液,通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力,为防止电解液减少把蓄电池密封。
阀控式蓄电池主要由极板、隔板、电解液、电池槽、安全阀、外壳等组成。
阀控式密封铅酸蓄电池的极栅主要采用铅钙合金,以提高其正负极析气过电位,减少其充电过程中的析气量。
由于正负极板电化反应的差异,正极板在充电达70%时,氧气就产生,而负极板达到90%时才产生氢气。
在生产工艺上,一般情况下正负极板的厚度比为6:4。
根据这种正负极活性物质量比,当负极绒状铅达到90%时,正极上的二氧化铅接近90%,再经少许的充电,正负极上活性质分别氧化还原达95%,接近完全充电,这样可使氢气,氧气析出减少。
为了让正极产生的氧气尽快到流通到负极,阀控式铅酸蓄电池极板之间采用新型超细玻璃纤维作为隔板,隔板孔率由橡胶隔板的50%提高到90%以上,从而使氧气流通到负极,再化合成水。
2、对阀控式铅酸蓄电池的认识误区阀控式铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池,而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10-20年(最少为8年)这样就使个别技术和维护人员产生一种误解,认为这种电池既耐用又完全不需要维护,许多用户从装上蓄电池后就基本没有进行过维护和管理,因而使阀控式铅酸蓄电池出现了很多从未遇到的新问题,例如,电池壳变形、电解液渗漏、容量不足、电池端电压不均匀甚至会出现电池着火或爆炸等现象。
铅酸蓄电池学术论文-2
铅酸蓄电池论文集锦2一、阀控铅酸蓄电池的热失控及其对策1、前言近年来,随着信息以及电子技术的高速发展,要求提供质量更好,使用更方便,维护更简单的备用电源。
VRLA电池因其价格低廉、电压稳定、无污染、无需维护等优点,在通信、金融、电力等领域得到广泛应用。
但是,往往由于对蓄电池的不合理使用,产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题,进而严重影响到供电系统的可*性。
本文重点讨论有关温度对阀控式密封铅酸蓄电池的影响。
2、温度对阀控式酸蓄电池容量的影响同容量系列电池,以相同放电速率,在一定环境温度范围放电时,使用容量随温度升高而增加,随温度降低而减小。
在环境温度10~45℃范围内,铅蓄电池容量随温度升高而增加,如阀控密封铅蓄电池在40℃下放电电量,比在25℃下放电的电量大10%左右,但是,超过一定温度范围,则相反,如在环境温度45~50℃条件下放电,则电池容量明显减小。
低温(<5℃)时,电池容量随温度降低而减小,电解液温度降低时,其粘度增大,离子运动受到较大阻力,扩散能力降低;在低温下电解液的电阻也增大,电化学的反应阻力增加,结果导致蓄电池容量下降。
其次低温还会导致负极活性物质利用率下降,影响蓄电池容量,如电池在-10℃环境温度环境温度下放电时,负极板容量仅达35%额定容量。
3、温度对阀控式密封铅酸蓄电池寿命的影响温度不仅影响电池的容量,而且影响电池的寿命。
一般而言,在特定条件下,阀控式密封铅酸蓄电池的有效寿命期限称为蓄电池的使用寿命。
阀控式密封蓄电池内部电解液干涸或发生内部短路、损坏而不能使用,以及容量达不到额定要求时蓄电池使用失效,这时电池的使用寿命终止。
阀控式密封蓄电池的使用寿命包括使用期限和循环寿命。
使用期限是指蓄电池可供使用的时间,包括蓄电池的存放时间。
循环寿命是指蓄电池可供重复使用的次数。
电池系列不同,或同一系列但用途不同,使用寿命也不同。
这主要取决于电池的设计和生产过程控制。
阀控式密封铅酸蓄电池基础知识与维护-精品
(1)阀控密封铅酸蓄电池的现状和维护基本要求; (2)基本原理和设计思想(技术特性); (3)如何保障系统运行的安全性; (4)维护工作中容易忽略的若干问题; (5)蓄电池现阶段各类使用状况和维护要求; (6)阀控密封铅酸蓄电池的智能化管理; (7)阀控密封铅酸蓄电池各个使用阶段的常见故障和维护重点; (8)选配阀控密封铅酸蓄电池的基本要求;
这段时间的产品问题起伏较大(主要是泄漏问题); ★上世纪90年代后期,随着市场需求的增加,国内用各类方式大量相互仿制,产 品行业较混乱。国家对该行业缺乏监管,市场准入的管理非常无奈,仅限于基本 性能的控制。
(2)核心技术的缺失(原设计优势的丧失)
★用于特定场合,狭小空间如水面及水下舰只和室内通讯。 非“万金油”
★当今市场细分的结果证明,产品必须细分。 ★所有核心技术(合金、活性物质设计、气体复合、正负极配比、压 力控制及结构、安装结构)均为早期设计。
★国产化的概念主要目的为降低成本。不达标材料的使用丧失了大量 原始设计的优势。
如:外壳材料的品质下降丧失了强度、散热、保水; 合金低劣丧失了耐蚀和寿命,加快排气和失水; 活性物质的减少失去了使用后期的保证容量; 为验收过量注酸,丧失了充电效率和后期容量稳定性 劣质排气阀造成蓄电池过快干涸寿命提前终止;
(4)现行通信行业标准《YD/T799---20XX》(产品规范和技术导向) 备用蓄电池组设计特点:厚板、大容量、恒流负载(供电时间); 不同使用条件迫使蓄电池产品细分系列化;
(5)国产蓄电池的结构(贫、预、紧、矮)及品质(均衡性、后期容量)。
维护工作面临的主要问题: ★标准化的问题;(产品规范问题,维护作业难以标准化) ★维护成本(直、间接)问题;(安装设计、系统连接、维护操作) ★技术指标(可操作性)问题;(参数、规程、测试方法等不统一) ★容量基本配置原则;(控制容量和功率) ★失水的问题(国产蓄电池壳、盖、排气阀材料的设计及影响)
提高变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的措施研究
提高变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的措施研究摘要:本文主要是对影响变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的主要因素进行简要的说明和分析,并在此基础上进一步深入探讨延长阀控铅酸蓄电池使用寿命的有效措施。
关键词:阀控铅酸蓄电池使用寿命中图分类号:tm912.1 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0128-011 影响变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的主要因素阀控铅酸蓄电池在实际的工作环境下使用寿命还是比较长的,但不可避免还是会存在较多方面的因素使得蓄电池容易出现失效或者是容量不足的状况,针对于这样一种状况,我们首先较为全面的来对影响变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的影响因素进行分析,在此基础之上进一步探讨解决方法。
一是环境温度的影响,蓄电池对于环境温度的要求比较高,在合适的温度条件下能够保持较长的使用寿命,但一旦超过合适的温度值,就会因为极板腐蚀的加剧消耗水而使得蓄电池寿命大大缩短。
二是过度放电的影响,过度放电主要的不利影响就是电池内部大量的硫酸铅会吸附到电池阴极表面上去,这样一种状况会较大程度的干扰到蓄电池本身正常的充放电。
三是过度充电的影响,过度充电同样对蓄电池的使用寿命有着不良的影响,主要就是因为长期的充电状态会使得正极发生析氧反应而消耗氢离子和水,氢离子的消耗会导致电池内部酸度的增加、极板腐蚀和容量降低,从而极为严重的影响到电池的使用寿命。
四是不均衡性充放电的影响,不均衡性充放电的主要不利影响是会导致浮充和正常充放电的电压存在差异,且随着充放电的反复循环而不断的扩大这样一种差异,最终造成蓄电池的失效。
五是长期浮充电的影响,只充电不放电的状态会一定程度的钝化蓄电池内的阳极极板,其内阻的增大就会导致电池容量的降低,这样一种状况无疑还是会造成蓄电池使用寿命的缩短。
最后说明的一点就是热失控的影响,蓄电池在充放电过程当中一旦出现温度过高的状况,在放电的时候就会实现蓄电池内产生瞬间的电压骤减,这样一系列的状况对于蓄电池本身的应用性能以及使用寿命都是有着不良影响的。
阀控式铅酸蓄电池原理与故障维护
阀控式铅酸蓄电池原理与故障维护[摘要] 本文主要介绍了阀控式铅酸蓄电池的工作原理、蓄电池存在问题、影响蓄电池使用寿命原因以及阀控式蓄电池故障原因及处理方法,为蓄电池运行及维护提供参考。
[关键词] 阀控式铅酸蓄电池;直流供电0前言阀控式密封铅酸蓄电池是电力系统中直流供电系统的重要组成部分,它作为直流供电电源,主要担负着为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障,确保直流负荷、继电保护、通信设备的正常运行。
因此,蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。
1阀控式铅酸蓄电池工作原理阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理,基本上仍沿袭传统的铅酸蓄电池,它的正极活性物质是二氧化铅(PbO2),负极活性物质是海绵状金属铅(Pb),电解液是稀硫酸(H2SO4),其电极反应方程式如下:(一)放电过程负极:Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+==PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O(二)充电过程负极:PbSO4+2e-==Pb+SO42-正极:PbSO4-2e-+2H2O==PbO2+4H++SO42-总反应:2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4阀控式铅酸蓄电池在结构和材料上做了重要改进,正极板采用铅铬合金,负极板采用铅钙合金,隔板采用超细玻纤隔板,并使用紧凑装配和贫液设计工艺技术,整个电池反应密封在塑料电池壳内,出气孔上加装单向的安全阀。
这种电池结构,在规定的充电电压下进行充电时,正极析出的氧可通过隔板通道传送到负极板表面,还原成水。
这种充电过程,电解液中的水几乎不损失,使电池在使用过程中达到不需要加水的目的,也叫免维护蓄电池。
阀控式蓄电池原理如图1。
图1 蓄电池原理图2阀控式铅酸蓄电池存在问题阀控式密封铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池,而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10~20年(最少为8年),这样就给国内的技术和维护人员一种误解,似乎这种电池既耐用又完全不需要维护。
阀控式铅酸蓄电池的使用_维护及保养
2010年第25期(总第160期)NO.25.2010(CumulativetyNO.160)摘要:如何更好地掌握蓄电池的性能,做到最佳的使用、维护及保养,使其寿命接近于设计寿命,尽最大可能减少对蓄电池的投资,已成为电力系统讨论的焦点问题,文章对蓄电池的使用、维护及保养进行了论述。
关键词:蓄电池;阀控式铅酸;电池温度;放电试验中图分类号:TM912 文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)25-0043-03阀控式密封铅酸蓄电池也被称之为“免维护电池”由于使用方便、免加水、安装灵活、占地面积小且不形成酸雾,近几年来在电力部门得到了广泛的应用,但由于不了解阀控式密封铅酸蓄电池的特性,往往几年就报废了,给电力企业造成极大的损失。
因此怎样正确使用、维护及保养阀控式蓄电池已成为电力系统对这一产品议论的焦点问题,现就本人一点浅薄的经验及看法作以阐述,供大家参考。
1 问题的提出近年来由于阀控式密封铅酸蓄电池被广泛使用,国内生产的厂家越来越多,生产规模与技术水平参差不齐,并且各个厂家对其使用年限说法不一,同时国家也未明确此类电池的使用年限,因此对其使用年限众说纷纭,有说设计寿命为10年以上,有说设计寿命5~8年,还有说设计寿命10~20年等等,然而在实际使用过程中由于产品质量、运行、维护及环境条件等诸多因素的影响,一般电力系统所用阀控式铅酸蓄电池使用寿命只有4~5年,长着也只能达到6年左右,距设计寿命相差甚远,这就不得不使我们不断反思,从蓄电池使用、维护及保养着手,延长蓄电池的使用寿命方法,最大限度的减少其经济损失。
2 影响阀控式密封铅酸蓄电池使用年限的因素2.1 温度对蓄电池寿命的影响过去我们使用阀控式密封铅酸蓄电池时,从未考虑过蓄电池所处环境温度和本体温度,虽然个别厂家在说明书使用条件一览中提出了对温度的要求,但所有推销人员从未对温度这一重要指标进行过特殊强调,即便是他们在较为恶劣的温度条件下调试充电装置或对蓄电池做试验时均未指导和要求过,因此,温度对蓄电池的影响就一直被使用者所忽视,本人通过大量资料查证,环境温度过高对蓄电池使用年限的影响很大,温度升高时,蓄电池的极板腐蚀将加剧,同时将消耗更多的水,从而使电池使用年限缩短。
阀控式密封铅酸蓄电池电技术实施方案
阀控式密封铅酸蓄电池电技术实施方案为保证电源系统安全,防止在日常维修中蓄电池放电工作过程中突然掉电的事件发生,制走此技术实施方案一、蓄电池维护过程的相关标准1、蓄电池容]标准2V系列采用连续浮充制的蓄电池组实存容量(10小时率)按运用年限为:1至5年应不小于10小时额走容量的90% ;6至8年应不小于10小时额定容量的80%。
12V系列采用连续浮充制的蓄电池组实存容量(10小时率)按运用年限为:1至3年应不小于10小时额走容量的90% ;4至5年应不小于10小时额定容量的80%。
2、蓄电池电压标准(1 )2V系列蓄电池浮充电压(环境温度25°C)满足产品技术要求:一般单体为2.23V ~ 2.27V ; 48V 电池组为53.52V 〜54.48V。
浮充电压与温度的关系:环境温度自25°C每上升(或下降)1 °C ,每只电池浮充电压应降低(或提高)0.003V。
均衡充电电压:满足产品技术要求:一般单体为2.30 ~2.35V ; 48V 电池组为55.2 〜56.4V。
端电压均衡性:开路状态,同组各单体电池间电压差应不大于20mV ;浮充状态,同组各单体电池间电压差应不大于90mV ;10小时率放电状态同组各单体电池间电压差应不大于200mV ez(2) 12 V系列蓄电池浮充电压(25°C)满足产品技术要求:一般单体为13.38 ~ 13.63V。
浮充电压与温度的关系:环境温度自25°C每上升(或下降)TC z 每只电池浮充电压应降低(或提高)0.018V。
均衡充电电压满足产品技术要求:一般单体为13.80 ~ 1410V。
端电压均衡性:开路状态,同组各单体电池间电压差应不大于lOOmV ;浮充状态,各单体电池间电压差应不大于480mV ;10小同组各单体电池间电压差应不大于600mV。
时率放电状态z3、蓄电池放电标准核对性放电试验:以实际负载进行放电试验”放出蓄电池额走容量的30%~40%。
阀控式铅酸蓄电池寿命与环境温度间关系的探讨
阀控式铅酸蓄电池寿命与环境温度间关系的探讨摘要:本文主要思考了环境温度对阀控密封铅酸蓄电池寿命的影响,探讨了影响的主要的表现,继而思考了环境温度对阀控式铅酸蓄电池寿命影响的具体的应对措施。
关键词:温度,阀控密封铅酸蓄电池,寿命,措施前言针对环境温度对阀控密封铅酸蓄电池的影响方面的内容,我们需要进行进一步的总结,只有进行了总结,才能够让环境温度对阀控密封铅酸蓄电池的影响不会出现问题。
1、环境温度对阀控密封铅酸蓄电池寿命的影响温度影响电池的寿命。
在特定条件下,阀控式铅酸蓄电池的有效寿命期限称为蓄电池的使用寿命。
阀控式密封蓄电池内部电解液干涸或发生内部短路、损坏而不能使用,以及容量达不到额定要求时蓄电池使用失效,这时电池的使用寿命终止。
阀控式蓄电池的使用寿命包括使用期限和循环寿命。
使用期限是指蓄电池可供使用的时间,包括蓄电池的存放时间。
循环寿命是指蓄电池可供重复使用的次数。
在环境温度25±5℃下,阀控式铅酸蓄电池的100%DOD循环寿命可达300次~500次,浮充使用寿命可长达15年~20年。
阀控式铅酸蓄电池终止规律与传统蓄电池一样,即循环使用时,其寿命主要依赖于充放电深度,浮充使用蓄电池的寿命主要依赖于浮充电压和温度。
阀控式蓄电池与传统富液式铅蓄电池的失效模式不同。
由于阀控式铅蓄电池是紧装配,正极活性物质不易脱落,电解液分层现象大为减轻。
正常情况下,阀控式密封铅酸蓄电池寿命终止的主要原因有:电解液干涸,电解液作为参加化学反应的物质,在阀控式密封铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素。
电解液干涸将造成电池失效。
热失控可使蓄电池外壳鼓胀,装配压力减小,水份散失。
造成电池容量减少,最终导致电池失效。
电池容量逐渐下降,活性物质晶型改变,表面积收缩,活性物质膨胀、脱落、骨架或基板腐蚀等是引起其容量衰退的因素。
由于隔膜物质的降解老化而穿孔,活性物质的脱落、膨胀使两极连接,或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起的内部短路。
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提高阀控铅酸蓄电池寿命的措施(一)
阀控铅酸蓄电池已经在电力系统中得到了广泛的应用,因其全密封、无须加水维护,被称为“免维护”蓄电池,由于“免维护”的误导,在使用过程中都放松了对蓄电池的日常维护和管理,造成蓄电池使用寿命缩短,进而影响了正常的使用,理论上,阀控铅酸蓄电池的使用寿命可达到20年,而在实际应用中,也只在10年以上,其使用寿命经常缩短为10年以下。
现就影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的主要因素,及提高其使用寿命的措施,提供一些经验。
1影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的因素
影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的因素主要有以下几个方面:
1.1蓄电池所处环境温度的影响
蓄电池最合理的工作温度是25℃,温度过高,蓄电池的极板腐蚀将加剧,并将会消耗掉更多的水,造成蓄电池寿命缩短,如果蓄电池长期运行温度升高10℃,其寿命将缩短一半。
因此在使用蓄电池时,应该认真做到根据实际温度的变化,合理地调整蓄电池的放电电流,同时控制好蓄电池室内的温度,使其保持在22~25℃以内。
1.2过度充电影响
蓄电池经常长期处于过充电状态下,因此蓄电池的正极因析氧反应,水被大量消耗,H+增加,从而导致正极附近的酸度增加,板栅因腐蚀变薄,导致电池的腐蚀加剧,电池的容量随之降低,同时水的大量消耗,使蓄电池有干涸的危险,从而影响了蓄电池的寿命。
1.3过度放电的影响
蓄电池过度放电,主要发生在供电系统主电源停电后,蓄电池长时间为负载供电。
当蓄电池被过度放电到其电压超出允许值后,会导致电池内部,大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面,在阴极造成“硫酸盐化”。
作为绝缘体的硫酸铅必然对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响,因此在阴极上形成的硫酸盐越多,蓄电池内阻就越大,电池充放电性能就越差,使用寿命就会缩短。
1.4小电流放电条件的影响
蓄电池在小电流放电条件下形成的硫酸铅的尺寸,远比大电流放电条件下的尺寸大,也就是说在大电流条件下,晶体形成的速度要比小电流条件下慢,晶体来不及生长,就很快被氧化还原了,因而颗粒比较
小。
而在小电流下,较大的硫酸铅晶体不容易被还原,如硫酸铅晶体得不到及时的清理,则蓄电池的使用寿命将会受到较大影响,因此蓄电池在实际放电电流下运行的容量,应有一个比较准确的计算。
1.5不均衡性充放电的影响
有关研究表明,蓄电池板栅不同部位合金成分与结构的分布有所不同,因而会导致蓄电池板栅电化学性能的不均衡性。
这种不均衡性将使蓄电池在充放电过程中产生差异,并最终出现所谓的“蓄电池失效”。
因此必须重视并减少浮充状态下,蓄电池运行电压的差异。
1.6热失控现象
阀控铅酸蓄电池采用贫液设计,电池中的电解液都吸附在玻璃纤维板上。
当充电电流过大,就需要通过安全阀释放气体,造成蓄电池失水,内阻增大,容量衰减,并在充、放电过程中产生大量的热量。
这些热量如来不及扩散,将会使温度迅速增加,形成热失控现象。
此外,如果没有及时减小浮充电压、安全阀不严或开阀压力过低等都会造成热失控现象。
在热失控严重情况下如果放电,会使蓄电池瞬间电压骤降,和蓄电池温度上升到70~80℃,因此在蓄电池使用过程中对热失控必须高度重视。
1.7长期浮充电影响
电力系统使用的蓄电池一般是在主电源消失后才使用,因此蓄电池是长期处在浮充电状态下,只充电而不放电,必然造成蓄电池阳极极板钝化,蓄电池内阻增大,容量大幅度下降,最终使蓄电池寿命缩短。