鉛蓄電池的工作原理

2022-11-24 00:56:47 字數 2309 閱讀 9491

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鉛酸蓄電池用填滿海綿狀鉛的鉛板作負極,填滿二氧化鉛的鉛板作正極,並用1.28%的稀硫酸作電解質。在充電時,電能轉化為化學能,放電時化學能又轉化為電能。

電池在放電時,金屬鉛是負極,發生氧化反應,被氧化為硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發生還原反應,被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時,兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源後,它又恢復到放電前的狀態,組成化學電池。

鉛蓄電池是能反覆充電、放電的電池,叫做二次電池。它的電壓是2v,通常把三個鉛蓄電池串聯起來使用,電壓是6v。汽車上用的是6個[2]鉛蓄電池串聯成12v的電池組。

鉛蓄電池在使用一段時間後要補充蒸餾水,使電解質保持含有22~28%的稀硫酸。

放電時,電極反應為:pbo2 + 4h+ + so42- + 2e- = pbso4 + 2h2o

負極反應: pb + so42- - 2e- = pbso4 總反應: pbo2 + pb + 2h2so4 === 2pbso4 + 2h2o (向右反應是放電,向左反應是充電)

陰極:pbo2 + 4h+ + so42- + 2e- = pbso4 + 2h2o

陽極:pb + so42- - 2e- = pbso4

總反應: pbo2 + pb + 2h2so4 === 2pbso4 + 2h2o

免維護鉛酸蓄電池的使用與維護

近年來,隨著電力系統兩網改造的深入,使用開關電源技術製造的高頻開關電源和免維護鉛酸蓄電池有了較廣泛的應用。但由於執行經驗不足,對直流電源尤其是蓄電池的維護不到位,使得直流電源的可靠性得不到有效保證。

1 存在問題

2001年8月,系統某110kv變電所發生火災,高壓室嚴重燒燬。事後調查發現,當交流失壓後,二次系統失去電源,保護裝置無法動作,後經檢查直流電源系統,發現有8只蓄電池的端電壓幾乎為零,這8只蓄電池內阻很大,直流無法輸出,使事故擴大。

直流電源裝置中的關鍵裝置是蓄電池組,事故暴露出執行人員在直流電源,尤其是蓄電池維護方面知識的欠缺,錯誤地認為免維護蓄電池就不必維護,因而沒有定期對蓄電池進行均衡充電,使電池一直工作在浮充狀態,單體電池的電壓和容量出現的不平衡現象沒有得到及時處理,致使電池損壞,直流裝置如同虛設。

2 免維護蓄電池的含義

閥控式鉛酸蓄電池的主要優點是在充電時正極板上產生的氧氣,通過再化合反應在負極板上還原成水,使用時在規定浮充壽命期內不必加水維護,所以又稱為免維護鉛酸蓄電池。可見,免維護只是與普通蓄電池相比,執行中免去了新增純水或蒸餾水,調整電解液液麵的專案,並非免去一切維護工作。

3 使用與維護

開關電源執行正常與否,蓄電池使用年限長短,主要取決於以下幾個因素。

3.1 直流系統監視範圍

在執行中,值班員應主要監視蓄電池組的端電壓值,浮充電流值,每隻蓄電池的電壓值、蓄電池組及直流母線的對地電阻和絕緣狀態。

3.2 蓄電池的充放電

蓄電池一般應在5℃~35℃範圍內進行充電,低於5℃或高於35℃都會降低壽命,充電的設定電壓應在指定範圍內,如超出指定範圍將造成蓄電池損壞、容量降低、壽命縮短。

(1)初充電:蓄電池在安裝或大修後的第一次充電,稱為初充電。初充電是否良好,將嚴重影響蓄電池的壽命。

這個過程一般由生產廠家在出廠前完成。(2)浮充充電:為了確保直流電源不間斷,延長蓄電池的使用壽命,通常都採用充電電源與蓄電池組並聯的浮充供電方式。

(3)均衡充電:在正常執行狀態下的電池組,通常不需要均衡充電。但如果發現電池組中單體電池之間電壓不均衡時,則應對電池組進行均衡充電。

(4)補充充電:電池在存放、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝後投入使用前,應根據電池的開路電壓判斷電池的剩餘容量,然後採用不同的方法對蓄電池進行補充充電。

對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行一次補充充電。

3.3 使用與維護

(1)蓄電池每年應以實際負荷做一次放電放電應保持電流穩定,放出額定容量的30%左右(以0.1c放電3小時),放電每小時應測一次單體電池及電池組電壓、放電電流、溫度等,放電後應進行均衡充電然後轉浮充進行。

(2)每月應測一次電池單體電壓及終端電壓,檢查外觀有無異常變形和發熱,並保持完整執行記錄。

(3)每年應檢查一次連線導線是否牢固,是否有腐蝕、鬆動應擰緊至規定扭距,腐蝕應及時更換;

(4)不要單獨增加或減少電池組中幾個單體電池的負荷,這將造成單體電池容量的不平衡和充電的不均一性,降低電池的使用壽命。

3.4 常見故障及處理

(1)蓄電池殼體異常。造成原因有:充電電流過大,單隻電池充電電壓超過了2.

4v,內部有短路或區域性放電、溫升超標、閥控失靈。處理方法:減小充電電流,降低充電電壓,檢查安全閥體是否堵死。

(2)執行中浮充電壓正常,但一放電,電壓很快就下降到終止電壓值原因是蓄電池內部失水乾涸、電解物質變質。此時應通知廠家更換電池。

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