陳敬海
（天津市通信公司長途通信局，天津 300052）
摘 要：對閥控式鉛酸式蓄電池的維護工作進行了初步探討。
關鍵詞：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：
可臥放、疊放，可與通信設備放置在一起，節(jié)省空間；
貧液設計省去了在維護中進行比重測量，適合大電流放電；
在一般情況下氫氧復合較好，不會產生氫氣；
充電不會產生酸氣而污染環(huán)境，等等。
因此，在通信領域已被廣泛使用。
在20世紀90年代初剛剛使用閥控式蓄電池時,曾被稱為“免維護電池”，這實際上是一種誤導，加上早期遙閥控式蓄電池產品的質量不高，在使用中經(jīng)常會出現(xiàn)這樣或那樣的一些故障。
當然，隨著計算機技術的發(fā)展，大規(guī)模集成電路器件的不斷涌現(xiàn)，以及開關電源、UPS電源技術等的不斷完善，電源系統(tǒng)設備已取得了不小的進步，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)設備維護的工作量也減少了許多。但盡管如此，與電源系統(tǒng)設備配套的閥控式蓄電池，卻仍然不時地出現(xiàn)一些故障。因此對閥控式蓄電池的維護，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，都是至關重要的。
那么，在目前的條件下怎樣才能維護好閥控式蓄電池呢？筆者就這一問題想談一下個人的看法。
首先，應分析一下閥控式蓄電池運行的質量問題。閥控式蓄電池運行的質量是由三個方面決定的：一是產品質量，二是安裝質量，三是運行維護質量。這三個方面應該說都是十分重要的。特別是產品質量。這是保持閥控式蓄電池有較好運行質量的關鍵，與蓄電池生產過程中的各個環(huán)節(jié)，即從制造鉛粉到封裝入庫的每道工序都有關連。因此，要對板柵的厚度、重量，鉛膏的配方，隔板的透氣性，安全閥的技術設計，電解液的灌裝方式及對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)進行嚴格的把關。
對于安裝質量，也包括儲存、安裝、容量實驗等多個方面。這些方面均會直接影響閥控式蓄電池日后的運行和維護工作，因此在搬運儲存的過程中應注意不要發(fā)生碰撞，在安裝過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，所用的力量既不能太大也不能太小。如太大，會使極樁內的銅套溢扣，力量太小又會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力脫扣的扳手，或按照廠家提供的參考公斤力，使用相應的公斤的扳手。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、負極與負極的長短盡量一致，以在大電流放電時保持電池組間的運行平衡；二、要使電池組的正、負極匯流板與電池匯流條間的連接牢固可靠；三、在安裝后，千萬不要忘記給電池補充充電。
對于維護質量，也要確保閥控式蓄電池正常運行的重要方面。如果維護質量較高，就能使閥控式蓄電池發(fā)揮最大的效能和延長使用的壽命。因此電力維護人員要在充分理解閥控式蓄電池產品說明書所提出的各項要求的前提下從事維護工作，并在維護工作中弄清以下幾方面的關系和問題；
（1）溫度與容量的關系
以GNB電池（閥控式蓄電池）在互聯(lián)網(wǎng)上給出的大致標準是：25℃時，蓄電池的容量為100%；在25℃以下時，每升高10℃蓄電池的容量會減少一半；而在25℃以下時，溫度與容量的關系如美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，維護人員必須認真做到根據(jù)實際溫度的變化合理地調整蓄電池的放電電流，同時要控制好蓄電池的溫度使其保持在22℃～25℃以內。
（2）充電、放電與壽命、容量的關系
a.充電與壽命的關系
對閥控式鉛酸蓄電池的維護需要建立精確的充電制度并加以實施，才能使該蓄電池達到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命[1]，國內外大量研究的結果表明，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是使用壞的，不如說是充電方式不妥被損壞的。在這方便，國內有許多蓄電池生產廠家和科研院所或學校都做過類似的實驗。例如有一個單位，將蓄電池分成了兩組進行實驗，一組采用普通恒壓限流方式進行全容量壽命的試驗，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間中等電流沖擊方式進行容量循環(huán)壽命的試驗。結果，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。可見，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缺憾的。由于目前使用的整流設備，特別是開關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，因此對這個問題還需要做進一步的探索。
除此之外，目前有些科研部門都在探索用脈沖充電的方式對閥控式蓄電池充電。主要的過程是將脈沖充電分成一個或幾個階段，每個階段有數(shù)個脈沖周期。如整個過程為充電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)說這種方法比較理想，可以消除硫酸化[2]。
b.放電與容量的關系
大家知道，不同倍率的放電電流會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，對蓄電池在實際放電電流下運行的容量應有一個準確的計算。
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，這是因為在小電流放電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠比大電流放電條件下的尺寸大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長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。如硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。
（3）不均衡性對閥控式蓄電池的影響
有關的研究結果表明：板柵不同部位合金成分與結構的分布均有所不同，因而會導致板柵電化學性能的不均衡性[3]，這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產生差異，且會隨著充、放電的循環(huán)往復，使這種差異不斷增大，且會隨著充、放電的循環(huán)往復，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”。目前國內的標準要求，在一組電池中最大浮充電壓的差異應≤50mV，而發(fā)達國家的標準是≤20mV，所以應重視并減小浮充狀態(tài)下蓄電池的電壓運行的差異。
（4）熱失控現(xiàn)象
由于閥控式蓄電池采用貧液設計，電池中灌注的電解液都吸附在玻璃纖維板上，當充電電流增大時，就需要通過安全閥來釋放氣體，因而造成了蓄電池失水、內阻增大、容量衰減和在充、放電過程中產生大量的熱量。這些熱量如來不及擴散使溫度劇增，就會形成熱失控。
熱失控產生的原因還有沒及時減小浮充電壓、安全閥不嚴或開閥壓過低等等，在熱失控嚴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℃，因此對熱失控的問題必須引起高度的重視。
通過以上分析，對閥控式蓄電池的維護工作有了一些了解，要做好對閥控式蓄電池的維護就必須做到：
a.在條件允許的情況下，蓄電池室應安裝空調設備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命，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超過廠家給定的浮充值，并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化，隨時利用電壓調節(jié)系數(shù)±3mV/℃來調整浮充電壓的數(shù)值。
c.鑒于不均衡性對閥控式蓄電池的影響，應采用浮充電壓的下限值進行浮充供電。
d.在蓄電池不均衡性比較大或在較深度地放電以后，以及在蓄電池運行一個季度時，應采用均衡的方式對電池進行補充充電。在均衡充電時要注意環(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“落后電池”進行充電，促使蓄電池的恢復。
f.精心維護，在閥控式電池組投產運行前應認真記錄每只單體電池的電壓和內阻數(shù)據(jù)，作為原始資料妥善保存，待每運行半年后，需將運行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比較，如發(fā)現(xiàn)異常情況應及時進行處理。
g.閥控式蓄電池運行到使用壽命的1/2時，需適當增加測試的頻次，尤其是對單體12V的電池增加測試。如果電池內阻突然增加或測量電壓有數(shù)值不穩(wěn)（特別是小數(shù)點后兩位）、總是在變的情況，應立即作為“落后電池”，進行處理。
h.在有條件的地方，對40Kvac 上的UPS設備選用單體2V的閥控式蓄電池。
i.定期檢查閥控式蓄電池的安全閥，并仔細觀察安全閥的周圍是否有被噴射的污點，以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
j.在蓄電池選型和采購的過程中，要充分了解廠家的生產工藝、制造流程和質量控制手段，以及技術特點等，必要時可要求在廠家進行首次容量實驗，以篩選美異較小的蓄電池。
總之，在通信維護工作中，要重視對閥控式蓄電池的維護，要針對蓄電池不同的特點、特性提出不同的維護要求，并通過摸索經(jīng)驗，積累知識，不斷提高維護的水平，使閥控式蓄電池充分發(fā)揮其效能，達到預期使用的目的。
[參考文獻]
[1] 高悅敏編譯.閥控式鉛酸蓄電池的優(yōu)點和缺點[J].蓄電池.1995,(2):38-40.
[2] 王秋虹,李龍.脈沖充電對鉛酸蓄電池硫酸鹽化的影響[J].電源技術,2002,(5).
[3] 陳紅雨,吳玲.不均衡性對閥控式密封鉛酸蓄電池的影響[J].電源技術,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),電池技術專題.
[5] GNB Industrial Power Network Power FAQ[DB/OL].http://www.gnb.com
