固定型阀控式密封铅酸蓄电池的应用

张国丽

(山西广播电视局无线管理中心太原微波站，山西 太原 030001)

蓄电池在通信电源中主要用于直流供电系统与交流不间断供电系统(UPS)，是其不可缺少的重要组成部分。固定型阀控式密封铅酸蓄电池因其少维护，体积小等特点，在直流供电系统和UPS 中广泛应用。我站有一套－48 V 的直流供电系统和一台交流不间断供电系统(UPS)。－48 V 直流供电系统有一主一备两组蓄电池，采用24 节万里GFM-500Ⅱ型蓄电池和24 节理士DJ500(2 V 500 AH)型蓄电池;UPS采用20 节松下LC-X1238CH 型蓄电池。这三组蓄电池组，都是固定型阀控式密封铅酸蓄电池。作为维护蓄电池的专职人员了解和学习蓄电池的原理、结构和维护注意事项很有必要。下面就我个人的理解介绍如下:

蓄电池在供电系统中的作用主要是作为储能设备，当外部交流供电突然中断时，通信设备的正常工作将会受到威胁，作为系统供电的后备保护，在我站的－48 V 直流供电系统中，两组蓄电池组可提供大约40 小时的不停电供电电源，在交流不间断供电系统(UPS)中，蓄电池可提供5 小时的不间断供电电源，以维持正常的通信。

1 固定型阀控式密封铅酸蓄电池介绍

1.1 特点

我们现在使用的固定型阀控式密封铅酸蓄电池是第四代电池，有以下特点:

1)采用矮型设计或卧放形式安装，不会形成电解液分层;板栅采用无锑合金，严格控制杂质的含量，使自放电极低，这使得电池可以不进行均衡充电。

2)电池内无游离电解液，立放、卧放均可，不会有酸溢出。

3)适用浮充工作制，浮充电压即可充足电，使得电系统电压较稳定。

4)满荷电出厂，到用户处可直接投入使用。

5)可以采用立式、卧式、单层、多层等各种组合安装形式，设计灵活，且外形可以与其余电池设备媲美。

6)安全阀系统的排气保压与防爆装置，保证了电池的安全与密封。

蓄电池作为系统供电的最后一道保证，亦是维持正常通信的最后一道屏障。工作原理和结构特点如下:

1.2 工作原理

固定型阀控式密封铅酸蓄电池是一种化学电源，是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的。其中正负两极的活性物质和电解质起电化反应，对电池产生电流起着主导作用。在电池内部，正极和负极通过电解质构成电池的内电路，在电池外部接通两极的导线和负荷构成电池的外电路。

1.2.1 放电过程的化学反应

当外电路接上负载后，铅蓄电池在正、负极板间电位差的作用下，电流从正极流出，经负载流向负极，也就是说，负极上的电子经负载进入正极，同时在蓄电池内部产生化学反应。电池向外电路输送电流的过程，叫做电池的放电。

放电时化学反应为:

从放电反应式看出，随着蓄电池放电，硫酸逐渐消耗，电解液的比重逐渐下降。电池放电以后，用外来直流电源以适当的反向电流通入，可以使已形成的新化合物还原成为原来的活性物质;而电池又能放电，这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。

1.2.2 充电过程的化学反应

充电时，应在蓄电池上外接充电电源(整流模块)，使正、负极板在放电时消耗了的活性物质还原，并把外加的电能转变为化学能储存起来。

在充电电源的作用下，外电路的电流自蓄电池的正极板流入，经电解液和负极板流出。于是，电源从正极板中不断取得电子输送给负极板，促使正、负极板上的硫酸铅不断进入电解液而被游离，因此在电池内部产生如下的化学反应。

充电时的化学反应为:

从充电反应式看出，当蓄电池充电后，两极上原来被消耗的活性物质复原了，同时电解液中的硫酸成分增加，水分减少，电解液的比重升高。

1.3 常用性能术语及计算方法

1)端电压:电路闭合时，电池两极的电位差叫做电池的电压，或叫端电压。蓄电池的端电压在充电和放电过程中，由于电流通过的方向不同，蓄电池内阻(r)上降压的方向也不同，因此端电压也不同。

2)安时容量:是指蓄电池的蓄电能力，通常以充足电后的蓄电池放电到规定终了电压时所能供应的电量叫做电池的容量，蓄电池都采用一定电流连续放电，电池容量C(安时)按下式计算:

式中，I 放为放电电流(A)，t 放为放电时间(h)。

3)最大放电电流:在电池外观无明显变形，导电部件不熔断条件下，电池所能容忍的最大放电电流。

4)核对性放电:在通信电源维护制度中，规定了由蓄电池组向实际通信设备进行单独供电，以考查蓄电池是否满足忙时最大平均负荷的需要，这种放电称为核对性放电。每年应以实际负荷做一次核对性放电试验，放出额定容量的30%～40%。

5)蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放循环。蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。这是蓄电池的主要性能指标之一。

2 固定型阀控式密封铅酸蓄电池的维护

固定型阀控式密封铅酸蓄电池的维护，就是对蓄电池日常运行状况进行深入细致的观察、检查、测试和维护，积累资料，总结经验，不断提高维护水平，保持蓄电池应有的性能质量。

蓄电池的维护由专职的值班人员定时地进行清洁、检查、测量、并处理临时故障。

2.1 酸蓄电池每月需要检查的项目

1)全面清洁。每月至少一次对蓄电池组的内盖、外盖、电池容器、电池架的清洁，保证电池接触良好。

2)测各电池组的端电压和环境温度。(并在每组电池中作标识电池)用万用表测量每只电池的端电压，浮充电压:2.23 V/单格25 ℃，各电池端电压的最大差值不大于0.03 V。单体开路电压应不低于2.08 V，每个电池的电压值之差不应大于20 mV。用电池温度测量仪对准每只电池按下按钮，在仪表屏幕会显示出电池温度数据，读出并作记录。

3)检查电池外壳有无鼓胀、破裂、颜色异常、渗漏和变形的情况，如发现电池有上述现象，立即通知厂家进行处理，必要时更换电池。

4)检查极柱、安全阀周围是否有酸雾液逸出，如有此现象先清洁干净，然后涂上凡士林，避免再次氧化。

5)检查电池连接条有无松动、腐蚀现象。若有连接条被腐蚀，应立即清除酸咸，确定清洁干净后，再涂上凡士林，避免再次氧化。

2.2 蓄电池的年检查项目

1)检查电池引线及端子的接触情况，如有松动应紧固。

2)测量电池馈电母线、电缆及软连接头压降。直流供电回路中每个接头(指直流配电屏以外的)压降指标:1 000 A 以下，每百安培≤5 mV，1 000 A 以上，每百安培≤3 mV，电池间连接电压降≤0.01 V。

3)校正仪表:对测量蓄电池用的电压表、温度计等应做定期检验，以免由于仪表本身不准确，致使蓄电池维护工作不当，甚至使蓄电池损坏。

4)核对性放电试验，每年一次，放出额定容量的30%～40%。

5)容量试验(三年一次)每三年应做一次容量试验，放出额定容量的80%，使用六年后宜每年一次。

3 固定型阀控式密封铅酸蓄电池的故障及处理

3.1 极板硫化

铅蓄电池放电时，正负极板上都生成硫酸铅。在正常情况下，这种硫酸铅的结晶松软细小，均匀地分布在多孔的活性物质上，在充电时，很容易和电解液接触起作用恢复为原来的二氧化铅和绒状铅。如果维护不好，极板上的细结晶硫酸铅，就会逐渐形成为一种白色、体积较大而又导电不良的粗结晶硫酸铅，甚至可能结成面积较大、几乎不溶于电解液的较为坚实的硫酸铅结晶层，附在极板表面而造成极板硬化。因而堵塞极板活性物质微孔，妨碍电解液渗透，使蓄电池的内阻增大，在以后的一般充电过程中，很难使其完全恢复原状，这样就使极板的活性物质减少，容量降低，严重时使极板失去可逆作用而损坏。这就是所谓的极板硫化。

3.1.1 极板硫化的特征

1)在放电时，端电压下降较快。

2)在充电时，端电压在初期和末期过高。达2.8 V～3.0 V。

3)蓄电池的容量降低。

3.1.2 极板硫化的原因

1)经常使蓄电池过量放电或用小电流过量深放电(即放出的电量超过额定的容量)。

2)蓄电池缺少应有的定期过充电或经常充电不足。

3.1.3 极板硫化的处理

过充电法:当极板硫化程度轻微时，适当过充电便可还原。仍无法还原即时更换电池。

［1］李崇建.通信电源技术、标准及测量［M］.北京：北京邮电大学出版社，2002.

［2］刘宝庆.现代通信电源技术及应用［M］.北京：人民邮电出版，2012.