地铁车辆蓄电池的保养与维护

张 宇 武 林

沈阳地铁集团有限公司运营分公司

地铁车辆蓄电池的保养与维护

张 宇 武 林

沈阳地铁集团有限公司运营分公司

对地铁系统内蓄电池的使用现状进行分析，对比行业内蓄电池维护方法，参照影响蓄电池使用寿命的因素，提出适合于地铁系统内蓄电池安装、使用、报废过程中的维护方法，对延长蓄电池使用寿命、及时发现问题蓄电池提供了有效方案，同时提出了报废蓄电池判定及存储的方案。蓄电池是车辆重要的控制电源，在地铁安全运营中发挥着重要作用。文中结合地铁车辆蓄电池在使用和维护方面所遇到的问题进行了分析，提出了相应的维护措施。

地铁；蓄电池；工艺；研究

一、蓄电池维护现状

蓄电池在地铁系统内UPS、事故照明、直流屏、列车后备电源等设备内使用。UPS主要为信号及通讯设备，需要蓄电池持续不间断提供稳定电源输出。事故电源主要为车站内疏散指示及事故照明灯具提供电源，在事故停电状态下需蓄电池提供1～1.5 h的持续供电。直流屏主要为高压开关设备提供操作及保护电源。列车在接触网停电状态下需要蓄电池为车内列车动力及事故照明供电。目前，阀控密封铅酸蓄电池已基本取代原来的开口式电池，在地铁内得到广泛应用，很多维护人员认为是“免维护电池”。其实阀控密封铅酸蓄电池也需要维护，“免维护”只是不再人工加液而已。实际上，阀控密封铅酸蓄电池如维护不好会存在很大安全隐患：由于汇流排和板栅遭到腐蚀，造成金属路径变窄使电池的内阻增加；由于浮充电压过高，加速正极板栅腐蚀速率和电池内气体的排放，导致干涸；由于环境温度过高，使得电池内部温度升高，导致浮充电流增加，浮充电流增加加速电池内部温升，形成恶性循环，引起热失控等。所有这些，均严重影响到蓄电池的安全运行。通过了解地铁使用蓄电池的状况，发现很多地方蓄电池的维护工作都有待改进。

二、影响蓄电池使用寿命的因素

蓄电池是一种化学电源，它的构造是各种各样的，所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的，其中正负两极的活性物资和电解质起化学反应，对电池产生电流起着主导作用。影响阀控式铅酸蓄电池实际使用寿命的因素有以下几个方面。

1、环境温度

环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响大。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，使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下易获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。

2、过度充电

长期过充电状态下，正极因氧化反应，水被消耗，从而导致正极附近酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，电池容量降低；同时因水损耗加剧，蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池寿命。

3、过度放电

蓄电池过度放电主要发生在交流电压停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，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”。硫酸铅是一种绝缘体，导致内阻增大，充、放电性能就越差，使用寿命缩短。

4、长期浮充电

蓄电池在长期浮充状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大量下降，从而造成蓄电池使用寿命缩短。

三、蓄电池的维护

蓄电池检修周期应有日检、月检、半年检、年检；日检需有设备房环境及设备报警检查；月检须有两路交流输入及逆变输出切换功能测试，每半年需核对蓄电池容量是否满足设计放电时间(满负载放电)；年检需清洁设备、紧固端子、测试蓄电池放电后的电压及内阻。

四、加强对蓄电池的离散性控制

电极材料的配方及其制备电池制造工艺的不稳定，给电池的运行留下了失效的隐患，导致蓄电池性能的离散性不够好。蓄电池经长时间运行后，因长期过充导致失水和极板腐蚀，使得浮充电压会有很大差异，导致电池性能劣化6.4 加强对蓄电池系统结构的设计蓄电池系统结构要向模块化、标准化的方向发展，这样才能提高蓄电池在应用中的可用性、适应性、设备利用率。这种系统结构可以通过增加或减少模块的数量来改变系统的总容量，使得供电系统重新布置更为方便，方便了用户可根据负荷的需求进行蓄电池系统容量扩展的需要，降低了传统不间断电源扩容、升级的风险。对于容量较大、体积较大的蓄电池统设备来说，模块化、标准化的蓄电池系统结构，不仅提高了设备在安装时对空间的适应性，还增加了设备空间布局的灵活性，方便人们对蓄电池进行扩容和维护，可以大大降低成本，节省投资。

五、加强对蓄电池运行环境的管理

随着科技的不断发展，蓄电池的性能越来越好，整机的可靠性越来越高，平均无故障时间越来越长。蓄电池运行环境的管理将影响电池使用寿命。由于阀控式铅酸蓄电池的“贫液”式设计，而充电机也要求纹波小，并有温度补偿，这样就使得电池对环境温度非常敏感，电池要避免受到阳光、加热或辐射热源的影响，尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并让电池有一个良好的工作、储存环境，因此良好的运行环境是非常重要。

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