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總結(jié)蓄電池故障分析

編輯：貝朗斯動(dòng)力商城發(fā)表時(shí)間：2017-08-30 瀏覽量: 1828

在目前UPS系統(tǒng)中廣泛使用的是閥控密封鉛酸免維護(hù)蓄電池，與傳統(tǒng)的需要維護(hù)的鉛酸蓄電池相比，具有能量體積比大、放電性能好、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，由于多方面原因，電池會(huì)出現(xiàn)漏酸、外殼變形、容量減小等現(xiàn)象，這不但會(huì)使其減小使用壽命，而且還會(huì)嚴(yán)重地影響電源系統(tǒng)的可靠性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在UPS電源系統(tǒng)中有40%-50%的故障是由蓄電池的原因造成的。
　　1 閥控密封酸蓄免維護(hù)鉛電池的結(jié)構(gòu)與工作原理
　　以上是蓄電池的結(jié)構(gòu)：
　　1）陽極（正極）：里面填充的是具有陽極活性物質(zhì)的二氧化鉛（PbO2）。
　　2）陰極（負(fù)極）：里面填充的是具有陰極活性物質(zhì)的海綿狀鉛（Pb）。
　　3）隔板：里面的電解液是稀硫酸（H2SO4）。
　　4）安全閥：
　?、?使電池保持一定的內(nèi)壓以提高密閉反應(yīng)效率。
　?、?在電池內(nèi)部壓力正常的情況下，防止外界的空氣進(jìn)入電池。
　?、?當(dāng)產(chǎn)生過量的氣體時(shí)，閥門自動(dòng)打開，防止發(fā)生爆炸。
　　④ 防止電解液蒸發(fā)，避免電池干涸。
　　5）化學(xué)方程式：
　　PbO2+Pb+H2SO4=2PbSO4+2H2O
　　6）工作原理：電池的充放電過程就是電池內(nèi)部電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的過程。充電時(shí)，正、負(fù)極由硫酸鉛轉(zhuǎn)化二氧化鉛、海綿狀鉛后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在正極、負(fù)板中；在放電時(shí)，正、負(fù)極由二氧化鉛、海綿狀鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能向負(fù)載供電，上述的化學(xué)反應(yīng)過程由公式來表示。
　　2 故障淺析
　　雖然稱為免維護(hù)電池，但只是指在使用過程中不需加酸、加水、測比重等工作，免維護(hù)不等于不維護(hù)，而維護(hù)的好壞則直接決定電池的使用壽命，下面就其可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析：
　　1）漏酸：在使用初期（2年以內(nèi)）有明顯的電解液流出或溢出。主要有殼體漏和安全閥漏。
　　原因：有可能是電池的外殼漏了（有沙眼或有裂紋）或安全閥漏了（電池內(nèi)多酸，在充電時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生氣體，使電解液上浮，導(dǎo)致酸從安全閥溢出）。這種情況一般與電池制造商的工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量有關(guān)。
　　危害：這不僅會(huì)影響電池的容量，而且流出或溢出的酸對電池及電池柜造成腐蝕，并對周圍的環(huán)境造成污染。
　　2）爬酸：一般發(fā)生在使用的中、后期。在電池使用末期會(huì)出現(xiàn)電解液慢慢地從極柱滲出現(xiàn)象。
　　原因：這有可能是極柱材料耐腐蝕的能力差，在與硫酸的反應(yīng)中產(chǎn)生了PbSO4，導(dǎo)致其體積的膨脹，致使結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致硫酸的擴(kuò)散加重。
　　危害：這不僅會(huì)使極柱慢慢變細(xì)，且其內(nèi)阻也會(huì)逐漸增大，在放電時(shí)不能夠承受大電流的放電。
　　3）漏氣：也就是內(nèi)部與外部進(jìn)行了氣體交換。
　　原因：這有可能是安全閥破損或不到位造成的。這種情況一般與電池制造商的工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量有關(guān)。
　　危害：由于漏氣，從而使內(nèi)部的氣體量無法達(dá)到設(shè)計(jì)值，致使氫氣析出，這會(huì)導(dǎo)致電解液中的水份揮發(fā)，電池內(nèi)部逐漸干涸，電池內(nèi)阻增大，最后導(dǎo)致電池報(bào)廢。
　　4）干涸：主要發(fā)生在使用的中、后期，表現(xiàn)為電池的端電壓下降、容量不足。
　　原因：電池的密封不好，浮充電壓過高；另一方面也可能與生產(chǎn)廠家為防止電池使用初期漏酸而過度控制加入的酸液量有關(guān)。
　　危害：電池內(nèi)阻增大，使電池報(bào)廢。
　　5）熱失控：當(dāng)電池到達(dá)壽命的末期時(shí)，在電池內(nèi)部，電解液會(huì)逐漸的枯竭，此時(shí)，正極板柵逐漸腐蝕伸長，電池容量可能會(huì)快速的下降，同時(shí)還有可能出現(xiàn)熱失控和漏液的現(xiàn)象。
　　原因：主要發(fā)生在工作環(huán)境溫度過高情況下，由于電池是一個(gè)密封的實(shí)體，充電的過程又是散熱的過程，電池內(nèi)部因散熱不良導(dǎo)致溫度升高，造成充電電流增大，電池內(nèi)阻下降，而且由于熱量與電流的平方成正比，電池內(nèi)部溫度會(huì)隨之升高，充電電流又進(jìn)一步增大；反過來電流的升高又使電池內(nèi)部溫度再度升高，內(nèi)阻進(jìn)一步降低，如此反復(fù)形成惡性循環(huán)，直到使電池的殼體嚴(yán)重變形、膨脹、開裂。最后導(dǎo)致電池報(bào)廢。雖然熱失控不經(jīng)常發(fā)生，但應(yīng)對電池發(fā)熱現(xiàn)象給予注意。由熱失控進(jìn)而引發(fā)成更嚴(yán)重的事故則是火災(zāi).火災(zāi)的發(fā)生主要由兩種原因引起的：一種是由于正極板腐蝕伸長接觸到負(fù)極板，引起內(nèi)部短路，電池打火而發(fā)生火災(zāi)；另一種是由于正極板腐蝕伸長或熱失控造成內(nèi)部電槽膨脹，引起電槽破損，電池漏液而發(fā)生火災(zāi)。
　　6）過（欠）充電：過高的充電電壓將導(dǎo)致電解液中氫氣析出，而產(chǎn)生“電解水”的現(xiàn)象，電解反應(yīng)促使溫度升高，受散熱條件的限制，熱量絕大部分聚在內(nèi)部，加劇反應(yīng)速度，可以在短時(shí)間內(nèi)摧垮整個(gè)電池；另一方面，電解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體數(shù)量超過臨界值時(shí)，會(huì)通過安全閥沖出電池，造成“水損失”，若超過10%，極板就龜裂，最終導(dǎo)致凸起，報(bào)廢。若欠充壓，那么其內(nèi)部的活性物質(zhì)就得不到有效的恢復(fù)，會(huì)造成電極板硫酸鹽化，致使電阻增大。
　　7）過度放電：這會(huì)導(dǎo)致在電池中有大量的硫酸鉛被吸附到陰極表面，形成電池陽極板的硫酸鹽化，由于硫酸鉛是一種絕緣體，對充放電都產(chǎn)生不好的影響。極板的硫酸鹽越多，電池的內(nèi)阻越大，電池的可充放電性能越差。電池每過度放電一次，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的電池容量下降，隨著次數(shù)不斷增加，電池組的實(shí)際容量不斷下降，一旦市電中斷，電池的實(shí)際后備供電時(shí)間表就遠(yuǎn)小于原來的設(shè)計(jì)值。
　　3 蓄電池的維護(hù)
　　通過以上的分析，造成故障的原因可能是電池的本身設(shè)計(jì)問題，也可能是缺少必要的維護(hù)所致，但無論如何，保證設(shè)備的正常運(yùn)行則是首要問題，因此對于電池要有以下的維護(hù)：
　　1）避免過度充電：UPS可調(diào)控。
　　2）防止過度放電：UPS可調(diào)控。
　　3）適當(dāng)?shù)厝藶閷﹄姵剡M(jìn)行的放電。
　　4）注意機(jī)房的溫度、濕度：22°C；40%。
　　5）定期進(jìn)行檢查。
　　4 結(jié)束語