VRLA蓄电池的可靠性和早期故障.docx

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1、2VRLA蓄电池的可靠性和早期故障2.1VRLA蓄电池的寿命VRLA蓄电池的设计寿命和工作寿命对其可靠性影响很大。设计寿命是厂家设计的电池寿命目标。工作寿命是蓄电池安装后运行直到其实际容量下降到额定容量的80％的时间间隔。工作寿命一般都低于设计寿命。实际上,工作寿命可能比设计寿命低50％。在最坏的环境温度条件下，工作寿命可能只有设计寿命2O％。适当维护VRLA蓄电池的工作寿命可达到设计寿命的70-80％，在实际运行中这几乎是最好的情况。主要原因是VRLA蓄电池常常出现早期故障，大大降低了工作寿命。大多数VRLA蓄电池

2、出现早期故障和寿命缩短的原因都与下列情况有关：工作温度高、过度充放电循环、不适当的浮充电、安装方面的问题等等。2.2工作温度高VRLA蓄电池的性能、寿命和厂家推荐的充电电压等都是按25℃设计的。工作温度对VRLA蓄电池的寿命和性能会产生很大的影响。图1示出在以2．23v／只的电压下浮充时，不同温度的浮充电流。随着工作温度的升高，在恒定浮充电压下浮充的VRLA蓄电池所接受的浮充电流会增加。浮充电流的增大使板栅的腐蚀率和气体产生率大大增加，因而降低了蓄电池的寿命。在实际应用中，VRLA蓄电池不能达到其设计寿命的最常见的原

3、因就是工作温度高。图2说明了较高的工作温度对VRLA蓄电池的影响。图中可以看出，工作在25℃的VRLA蓄电池的实际寿命等于设计寿命(寿命系数为100％)。随着工作温度的升高，VRLA蓄电池的寿命将会下降。每升高10℃，其浮充电流约增加一倍，其寿命将减少5O％。2.3过度充放电循环蓄电池的充放电循环是指蓄电池放电后进行再充电的全过程。每次循环中，正极板上的PbO2都会变为PbSO4然后再变回来。因为PbSO4的体积比PbO2大，充放电循环就会使涂膏膨胀然后收缩，涂膏就受到压力而松动，脱落。这说明深度放电对蓄电池的损害更

4、大。而且，充放电循环会加速板栅结构的腐蚀，缩短蓄电池的寿命。VRLA蓄电池充放电循环的能力取决于放电深度(DOD)，放电率，工作温度和蓄电池充电的方法。一般来说，最重要的因素是放电深度。如果需要较大的循环能力，通常的做法是选择容量较大的蓄电池(即比负载需要的容量大一些的蓄电池)。因此,在规定的时间、规定的放电率下，放电深度就比较浅，因此循环工作寿命就比较长。2.4不适当的浮充电压VRLA蓄电池的浮充电压是由温度而定的。厂家为各种蓄电池产品规定了浮充电压的范围。浮充电压范围是按温度25℃规定的。如果VRLA蓄电池工作在

5、高于25℃的温度，仍采用厂家规定的浮充电压，浮充电压就太高了，对其寿命是非常有害的。高浮充电压将导致过充，这将会产生过量的氢气和氧气，引起失水和干枯。高浮充电压还会引起较大的浮充电流，较大的浮充电流又会加速极板腐蚀和活性物质的脱落。另一方面，低浮充电压将导致欠充电。欠充电会导致极板表面形成硫酸铅晶体。一旦出现硫酸铅晶体，即使在浮充电压恢复正常，硫酸铅晶体也不会回到电解液，造成永久性的容量损失。3.1“容量下降”故障蓄电池随着老化和内部导电通道(板栅、涂膏)变坏，其内部电阻会增大。当蓄电池连接到负载时，内部电阻上的电压

6、降将会增大，导致蓄电池的输出端电压下降。有可能使蓄电池的输出电压在达到额定备用时间之前降到终止电压。也就是说，蓄电池不能为负载供电到要求的时间间隔。VRLA蓄电池除了老化问题外还有另外的问题，即如果工作温度较高或浮充电压较高，还会引起电解液失水和干枯，导致存储容量的下降。“容量下降”故障是一个缓慢的过程，一般不会造成断电。因为在市电停电期间很少要求蓄电池满容量放电，在蓄电池容量全部放出之前备用发动机组就会启动和投入供电。3.2“突然断电”故障“突然断电”故障是指在没有任何预警的情况下蓄电池系统突然中断供电的故障。这是

7、最严重的故障，往往造成巨大损失。“突然断电”故障是蓄电池供电系统的导电通道(包括单体电池之间连接的故障和蓄电池内部导电通道的问题)断开引起的。其中单体电池的连接故障可能是安装方面的问题或连接点严重腐蚀。完全腐蚀的但尚未完全断开的板栅(仅能通过非常小的电流)最容易造成“突然断电”故障。具有干枯早期故障的VRLA蓄电池也可以看作导电通道故障，因为这种电池内部极板间没有有效的导电通道。4VRLA蓄电池的主动维护从以上讨论可知，所有的蓄电池都会故障。但是，在同样的环境条件下VRLA蓄电池发生故障的时间比VRLA蓄电池要早得多

8、。VRLA蓄电池对环境条件要求更高，对高环境温度、过／欠充电、浮充电压的变化、过度充放电循环等容限更低。要获得一个可靠的VRLA蓄电池系统，关键是在尚未引起系统故障之前检出蓄电池的问题，采取措施。因此主动维护检测是不可缺少的。有关标准和蓄电池厂家的维护指南给出了一系列维护检测建议，包括蓄电池系统电压、单体电池电压、浮充电流、外观检查、环境温度、