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直流屏報警了。電池組電壓正常,但一放電,容量掉得飛快。這種情況,現場太常見。
蓄電池老化,不是突然的事。它是一個慢慢累積的過程。等你看出來,往往已經晚了。
先說老化怎么來的。
鉛酸蓄電池,最常見的是閥控式密封鉛酸電池,也就是VRLA。這種電池,理論上免維護。實際上,免維護不等于不老化。老化的原因,大致幾個方向。
硫化。這是最普遍的。電池長期浮充,充電電流小,極板上的硫酸鉛晶體慢慢長大,變成粗大的結晶體。正常的硫酸鉛,充電時能還原成活性物質。但結晶大了,還原不了,極板有效面積減少,容量就掉了。硫化嚴重的電池,內阻明顯增大,放電時電壓驟降,帶不動負載。
失水。閥控電池說是密封,其實有安全閥。過充的時候,內部氣壓高,安全閥打開,氣體跑出去,水就少了。電解液濃度升高,極板腐蝕加快。水少了,極板暴露在空氣中,活性物質脫落,容量進一步下降。有些電池用了幾年,一打開,電解液干了一半,這種基本沒救了。
極板腐蝕。正極板柵是鉛合金,長期泡在酸里,慢慢被腐蝕。腐蝕產物是絕緣的,附著在板柵上,導電性變差。板柵細了,機械強度也下降,活性物質容易脫落。脫落的活性物質沉積在底部,正負極之間搭個橋,自放電增加,短路風險也增加。
熱失控。這個比較兇險。電池內部有放熱反應,溫度升高,反應加快,溫度再升高,惡性循環。熱失控的電池,殼體鼓包,甚至開裂。原因一般是充電電壓設置過高,或者電池組通風不好,熱量散不出去。一組電池里,如果有一節熱失控,整組都受影響。
不均衡。電池組是多節串聯。理論上每節狀態一樣。實際上,制造差異、使用環境差異,導致各節電池老化速度不一樣。一節落后,整組容量被它拖后腿。放電的時候,好電池還有電,落后電池已經過放了。過放又加速老化,惡性循環。
老化的表現,現場怎么判斷?
最直接的是核容放電。把電池組從系統斷開,恒流放電,看實際放出來多少容量。標稱100Ah的電池,只能放出60Ah,老化了。但這個試驗麻煩,時間長,還得準備假負載。平時巡檢,看幾個指標。
電壓。浮充電壓正常,但單體電壓差異大。一組電池,各節浮充電壓差超過0.05V,就要注意。差異越大,不均衡越嚴重。
內阻。內阻測試儀掃一遍,各節內阻對比。內阻明顯偏大的,那節電池有問題。硫化、失水、極板腐蝕,都會讓內阻上升。內阻增長超過基準值的30%,建議重點關注。
外觀。殼體鼓包、漏液、端子腐蝕,肉眼能看出來。這些屬于晚期癥狀,發現的時候,電池基本該換了。
那老化了的電池,只能換嗎?
不一定。有些情況,活化能救回來。
活化的原理,簡單說就是"喚醒"。用特定的充放電程序,打破極板上的粗大硫酸鉛結晶,讓它重新變成細小的、可還原的硫酸鉛。同時,通過深度充放電循環,讓電解液充分混合,極板活性物質重新參與反應。
活化怎么做?不是簡單的充放電。
普通充電,電流小,電壓恒定,對硫化嚴重的電池沒用?;罨枰}沖充電,或者變電流充電。大電流沖擊,把結晶打碎。然后小電流補充,讓活性物質恢復。反復幾個循環,容量能回升一些。
但不是所有老化都能活化。
失水嚴重的,電解液干了,活化沒用,得補水。但閥控電池密封,補水麻煩,操作不當反而危險。極板腐蝕嚴重的,板柵都爛了,活性物質掉光了,活化也救不回來。熱失控鼓包的,殼體變形,內部結構破壞了,直接換。
活化的最佳窗口期,是早期硫化。電池容量下降不多,內阻剛開始增大,這時候活化效果最好。能恢復到標稱容量的80%以上,繼續用一兩年沒問題。等容量掉到50%以下,活化意義不大了。
說到設備,武漢市龍電電氣設備有限公司專注研發生產LD-HH蓄電池活化儀,這設備在變電站、通信機房用得挺多。活化程序是內置的,脈沖充電、恒流放電、自動循環,不用人工守著調參數。對現場運維人員來說,省心。一臺活化儀能管一組電池,逐節活化,數據自動記錄,容量恢復曲線一目了然。
現場活化,有幾個注意點。
先篩選。一組電池,不是每節都需要活化。內阻測試、電壓測試,先把狀態好的和狀態差的分開。好的繼續用,差的集中活化。不然好的電池跟著折騰,反而縮短壽命。
活化環境要通風。充放電過程有氫氣析出,雖然閥控電池析氣少,但集中活化,氫氣積累,有爆炸風險。機房或者電池室,排風扇開著,別在密閉空間干活。
活化完要驗證?;罨皇亲鐾炅司屯晔隆T僮鲆淮魏巳莘烹?,看實際恢復了多少容量?;謴偷?0%以上,可以繼續服役?;謴筒坏剑摀Q就換,別勉強。勉強用的電池,關鍵時刻掉鏈子,直流系統失壓,保護裝置拒動,那損失比幾塊電池大得多。
還有,活化是補救措施,不是常態。電池老化的根本原因,是日常維護不到位。浮充電壓設置對不對?溫度控制好不好?定期巡檢做沒做?這些做好了,電池壽命能延長不少。活化只是錦上添花,或者雪中送炭,不能替代日常維護。
一組蓄電池的設計壽命,一般8到10年。實際能用5年就不錯了。環境差、維護差的,3年報廢也正常。成本算下來,電池是消耗品,但直流系統可靠運行,離不開它。
老化不可避免,但可以延緩。活化是手段之一,用對時機、用對方法,能省一筆更換費用。用錯了,浪費時間,還耽誤事。
蓄電池這玩意,平時不起眼。直流系統正常的時候,感覺它就是個擺設。一旦交流失電,它就得上場。那時候,容量夠不夠、狀態好不好,直接關系到保護能不能正確動作、斷路器能不能可靠跳閘。
別等報警了才想起它。