陳敬海
（天津市通信公司長(zhǎng)途通信局，天津 300052）
摘 要：對(duì)閥控式鉛酸式蓄電池的維護(hù)工作進(jìn)行了初步探討。
關(guān)鍵詞：閥控式蓄電池；不均衡性；熱失控。
由于閥控式鉛酸電池（VRLAB）具有以下優(yōu)點(diǎn)：
可臥放、疊放，可與通信設(shè)備放置在一起，節(jié)省空間；
貧液設(shè)計(jì)省去了在維護(hù)中進(jìn)行比重測(cè)量，適合大電流放電；
在一般情況下氫氧復(fù)合較好，不會(huì)產(chǎn)生氫氣；
充電不會(huì)產(chǎn)生酸氣而污染環(huán)境，等等。
因此，在通信領(lǐng)域已被廣泛使用。
在20世紀(jì)90年代初剛剛使用閥控式蓄電池時(shí),曾被稱(chēng)為“免維護(hù)電池”，這實(shí)際上是一種誤導(dǎo)，加上早期遙閥控式蓄電池產(chǎn)品的質(zhì)量不高，在使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的一些故障。
當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路器件的不斷涌現(xiàn)，以及開(kāi)關(guān)電源、UPS電源技術(shù)等的不斷完善，電源系統(tǒng)設(shè)備已取得了不小的進(jìn)步，在供電的安全性和可靠性等方面都有了較大的提高，電源系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)的工作量也減少了許多。但盡管如此，與電源系統(tǒng)設(shè)備配套的閥控式蓄電池，卻仍然不時(shí)地出現(xiàn)一些故障。因此對(duì)閥控式蓄電池的維護(hù)，不論在直流供電系統(tǒng)還是在交、直流不間斷供電系統(tǒng)中，都是至關(guān)重要的。
那么，在目前的條件下怎樣才能維護(hù)好閥控式蓄電池呢？筆者就這一問(wèn)題想談一下個(gè)人的看法。
首先，應(yīng)分析一下閥控式蓄電池運(yùn)行的質(zhì)量問(wèn)題。閥控式蓄電池運(yùn)行的質(zhì)量是由三個(gè)方面決定的：一是產(chǎn)品質(zhì)量，二是安裝質(zhì)量，三是運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量。這三個(gè)方面應(yīng)該說(shuō)都是十分重要的。特別是產(chǎn)品質(zhì)量。這是保持閥控式蓄電池有較好運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵，與蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，即從制造鉛粉到封裝入庫(kù)的每道工序都有關(guān)連。因此，要對(duì)板柵的厚度、重量，鉛膏的配方，隔板的透氣性，安全閥的技術(shù)設(shè)計(jì)，電解液的灌裝方式及對(duì)電解液注入量的控制、合成的方式，殼體材料及殼蓋與極樁、殼蓋與殼體間的密封等諸方面、諸環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。
對(duì)于安裝質(zhì)量，也包括儲(chǔ)存、安裝、容量實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面。這些方面均會(huì)直接影響閥控式蓄電池日后的運(yùn)行和維護(hù)工作，因此在搬運(yùn)儲(chǔ)存的過(guò)程中應(yīng)注意不要發(fā)生碰撞，在安裝過(guò)程中要注意匯接條與電池極樁之間的吻合，小心將不平的極樁整平。在緊固極樁時(shí)，所用的力量既不能太大也不能太小。如太大，會(huì)使極樁內(nèi)的銅套溢扣，力量太小又會(huì)造成匯流條與極樁接觸不良，因此安裝中最好采用廠家提供的有過(guò)力脫扣的扳手，或按照廠家提供的參考公斤力，使用相應(yīng)的公斤的扳手。在安裝中還液壓注意以下方面：一、要使蓄電池與直流屏之間各組蓄電池正極與正極、負(fù)極與負(fù)極的長(zhǎng)短盡量一致，以在大電流放電時(shí)保持電池組間的運(yùn)行平衡；二、要使電池組的正、負(fù)極匯流板與電池匯流條間的連接牢固可靠；三、在安裝后，千萬(wàn)不要忘記給電池補(bǔ)充充電。
對(duì)于維護(hù)質(zhì)量，也要確保閥控式蓄電池正常運(yùn)行的重要方面。如果維護(hù)質(zhì)量較高，就能使閥控式蓄電池發(fā)揮最大的效能和延長(zhǎng)使用的壽命。因此電力維護(hù)人員要在充分理解閥控式蓄電池產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)所提出的各項(xiàng)要求的前提下從事維護(hù)工作，并在維護(hù)工作中弄清以下幾方面的關(guān)系和問(wèn)題；
�。�1）溫度與容量的關(guān)系
以GNB電池（閥控式蓄電池）在互聯(lián)網(wǎng)上給出的大致標(biāo)準(zhǔn)是：25℃時(shí)，蓄電池的容量為100%；在25℃以下時(shí)，每升高10℃蓄電池的容量會(huì)減少一半；而在25℃以下時(shí)，溫度與容量的關(guān)系如美1所示。
從表1不難看出，閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，維護(hù)人員必須認(rèn)真做到根據(jù)實(shí)際溫度的變化合理地調(diào)整蓄電池的放電電流，同時(shí)要控制好蓄電池的溫度使其保持在22℃～25℃以?xún)?nèi)。
（2）充電、放電與壽命、容量的關(guān)系
a.充電與壽命的關(guān)系
對(duì)閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)需要建立精確的充電制度并加以實(shí)施，才能使該蓄電池達(dá)到最優(yōu)的性能和最長(zhǎng)的使用壽命[1]，國(guó)內(nèi)外大量研究的結(jié)果表明，充電方式?jīng)Q定了蓄電池使用的壽命，有一些蓄電池與其說(shuō)是使用壞的，不如說(shuō)是充電方式不妥被損壞的。在這方便，國(guó)內(nèi)有許多蓄電池生產(chǎn)廠家和科研院所或?qū)W校都做過(guò)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)。例如有一個(gè)單位，將蓄電池分成了兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一組采用普通恒壓限流方式進(jìn)行全容量壽命的試驗(yàn)，另一組則采用階段恒流充電方式控制充電的容量，并在充電后期采用短時(shí)間中等電流沖擊方式進(jìn)行容量循環(huán)壽命的試驗(yàn)。結(jié)果，兩組蓄電池因采用不同的充電方式而得到相差甚大的循環(huán)壽命，其中采用階段恒流充電方式的蓄電池循環(huán)壽命較長(zhǎng)�？梢�(jiàn)，目前被廣泛采用的恒壓限流充電方式，特別在充電后期是有相當(dāng)缺憾的。由于目前使用的整流設(shè)備，特別是開(kāi)關(guān)電源不具備恒流特性，采用第二種充電的方式還存在一定的困難，因此對(duì)這個(gè)問(wèn)題還需要做進(jìn)一步的探索。
除此之外，目前有些科研部門(mén)都在探索用脈沖充電的方式對(duì)閥控式蓄電池充電。主要的過(guò)程是將脈沖充電分成一個(gè)或幾個(gè)階段，每個(gè)階段有數(shù)個(gè)脈沖周期。如整個(gè)過(guò)程為充電10min—停充3min—放電3s—停放1.75min，最后階段為充電15min并靜止放置數(shù)h，使電解液降溫等等。據(jù)說(shuō)這種方法比較理想，可以消除硫酸化[2]。
b.放電與容量的關(guān)系
大家知道，不同倍率的放電電流會(huì)使蓄電池有不同的容量，如表2所示。
在通信電源直流供電系統(tǒng)中配置的蓄電池容量也不同的，對(duì)蓄電池在實(shí)際放電電流下運(yùn)行的容量應(yīng)有一個(gè)準(zhǔn)確的計(jì)算。
這里值得注意的是，在小電流放電條件下形成的硫酸鉛，要氧化還原是十分困難的，這是因?yàn)樵谛‰娏鞣烹娤滦纬傻牧蛩徙U顆粒的尺寸遠(yuǎn)比大電流放電條件下的尺寸大，就是說(shuō)在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來(lái)不及生長(zhǎng)就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小。而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不容易被還原。如硫酸鉛晶體長(zhǎng)期得不到清理，必然會(huì)影響蓄電池的容量和使用壽命。
（3）不均衡性對(duì)閥控式蓄電池的影響
有關(guān)的研究結(jié)果表明：板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布均有所不同，因而會(huì)導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性[3]，這種不均衡性又會(huì)使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異，且會(huì)隨著充、放電的循環(huán)往復(fù)，使這種差異不斷增大，且會(huì)隨著充、放電的循環(huán)往復(fù)，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”。目前國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)要求，在一組電池中最大浮充電壓的差異應(yīng)≤50mV，而發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)是≤20mV，所以應(yīng)重視并減小浮充狀態(tài)下蓄電池的電壓運(yùn)行的差異。
（4）熱失控現(xiàn)象
由于閥控式蓄電池采用貧液設(shè)計(jì)，電池中灌注的電解液都吸附在玻璃纖維板上，當(dāng)充電電流增大時(shí)，就需要通過(guò)安全閥來(lái)釋放氣體，因而造成了蓄電池失水、內(nèi)阻增大、容量衰減和在充、放電過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量如來(lái)不及擴(kuò)散使溫度劇增，就會(huì)形成熱失控。
熱失控產(chǎn)生的原因還有沒(méi)及時(shí)減小浮充電壓、安全閥不嚴(yán)或開(kāi)閥壓過(guò)低等等，在熱失控嚴(yán)懲的情況下如果放電，有可能使蓄電池瞬間電壓驟降和蓄電池殼體溫度上升至70℃～80℃，因此對(duì)熱失控的問(wèn)題必須引起高度的重視。
通過(guò)以上分析，對(duì)閥控式蓄電池的維護(hù)工作有了一些了解，要做好對(duì)閥控式蓄電池的維護(hù)就必須做到：
a.在條件允許的情況下，蓄電池室應(yīng)安裝空調(diào)設(shè)備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長(zhǎng)蓄電池的壽命，而且可使蓄電池有最佳的容量。
b.不論在任何情況下，蓄電池的浮充電壓不應(yīng)超過(guò)廠家給定的浮充值，并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化，隨時(shí)利用電壓調(diào)節(jié)系數(shù)±3mV/℃來(lái)調(diào)整浮充電壓的數(shù)值。
c.鑒于不均衡性對(duì)閥控式蓄電池的影響，應(yīng)采用浮充電壓的下限值進(jìn)行浮充供電。
d.在蓄電池不均衡性比較大或在較深度地放電以后，以及在蓄電池運(yùn)行一個(gè)季度時(shí)，應(yīng)采用均衡的方式對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。在均衡充電時(shí)要注意環(huán)境溫度的變化，并隨環(huán)境溫度的升高而將均衡電壓設(shè)定的值降低。例如，如環(huán)境溫度升高1℃,那么均衡充電的電壓值就需降低3mV。
e.嘗試用脈沖充電的方式對(duì)“落后電池”進(jìn)行充電，促使蓄電池的恢復(fù)。
f.精心維護(hù)，在閥控式電池組投產(chǎn)運(yùn)行前應(yīng)認(rèn)真記錄每只單體電池的電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù)，作為原始資料妥善保存，待每運(yùn)行半年后，需將運(yùn)行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。
g.閥控式蓄電池運(yùn)行到使用壽命的1/2時(shí)，需適當(dāng)增加測(cè)試的頻次，尤其是對(duì)單體12V的電池增加測(cè)試。如果電池內(nèi)阻突然增加或測(cè)量電壓有數(shù)值不穩(wěn)（特別是小數(shù)點(diǎn)后兩位）、總是在變的情況，應(yīng)立即作為“落后電池”，進(jìn)行處理。
h.在有條件的地方，對(duì)40Kvac 上的UPS設(shè)備選用單體2V的閥控式蓄電池。
i.定期檢查閥控式蓄電池的安全閥，并仔細(xì)觀察安全閥的周?chē)欠裼斜粐娚涞奈埸c(diǎn)，以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
j.在蓄電池選型和采購(gòu)的過(guò)程中，要充分了解廠家的生產(chǎn)工藝、制造流程和質(zhì)量控制手段，以及技術(shù)特點(diǎn)等，必要時(shí)可要求在廠家進(jìn)行首次容量實(shí)驗(yàn)，以篩選美異較小的蓄電池。
總之，在通信維護(hù)工作中，要重視對(duì)閥控式蓄電池的維護(hù)，要針對(duì)蓄電池不同的特點(diǎn)、特性提出不同的維護(hù)要求，并通過(guò)摸索經(jīng)驗(yàn)，積累知識(shí)，不斷提高維護(hù)的水平，使閥控式蓄電池充分發(fā)揮其效能，達(dá)到預(yù)期使用的目的。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 高悅敏編譯.閥控式鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)[J].蓄電池.1995,(2):38-40.
[2] 王秋虹,李龍.脈沖充電對(duì)鉛酸蓄電池硫酸鹽化的影響[J].電源技術(shù),2002,(5).
[3] 陳紅雨,吳玲.不均衡性對(duì)閥控式密封鉛酸蓄電池的影響[J].電源技術(shù),2001,(增).
[4] 包有富,閻智剛,朱瑤珍.影響閥控鉛酸蓄電池深循環(huán)壽命的因素[DB/OL].南都電池網(wǎng)站(http://www.naradabattery.com),電池技術(shù)專(zhuān)題.
[5] GNB Industrial Power Network Power FAQ[DB/OL].http://www.gnb.com
