第4章 阀控式密封铅酸蓄电池共61页

阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护随着信息、能源、电子技术的快速发展,阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）目前已被广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、船舶、航空航天、应急照明等诸多领域。

与普通的铅酸蓄电池相比，VRLA电池由于采用了内部氧复合技术，大大缓解了电解液的损耗，从而使蓄电池在免维护状态下长期服役，而且具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点，所以深受各个行业的青睐。

如果定期对蓄电池进行管理和维护，便能够保证蓄电池有较长的使用寿命，从而保证系统设备拥有不间断电源，以保证通信、电力系统的正常运行。

一、阀控密封铅酸蓄电池的组成及原理1、阀控密封铅酸蓄电池的组成阀控密封铅酸蓄电池主要由正负极板、硫酸电解液、隔板、槽、盖、安全阀、汇流排和极柱端子等组成。

2、阀控密封铅酸蓄电池的原理（1）放电过程的电化学反应式PbO2+ 2H2SO4 + Pb→PbSO4 + 2H2O +PbSO4（2）充电过程时，在正极板上发生下列电化学反应：PbSO4+2H2O→PbO2+H2SO4+2H++2e－H2O→2H++O2+2e－在负极上发生下列化学反应：PbSO4+2H++2e→Pb+H2SO42H++2e→H2由于蓄电池在充电过程中，正、负极板发生的电化学反应各具特点，所以当正极板充电到70%时，开始析出氧气O 2，而负极板充电到90%时，开始析出氢气H 2。

为了抑制H 2和O2的析出，实现密封和免维护功能，在负极板材料中加入了钙金属以提高H 2析出的电位，使电池在正常充电下不产生H 2。

同时又采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔板膜，使纯铅的氧化反应：Pb+O2→PbO和PbO + H 2 SO 4→PbSO 4 + H2 O得以进行，以此来消除O 2的析出。

3、主要性能特点耐腐蚀铅钙锡多元合金高倍率放电极优自放电率极低超细玻璃纤维隔膜吸液无有害气体溢出低温性能优越高强度A B S树脂外壳与设备同处安装不会污染环境全密封不漏液无需加水安全阀自动开闭免建蓄电池室二、存放与安装1、存放环境应干燥、清洁，不受阳光直射。

阀控式密封铅酸蓄电池简介密封铅酸蓄电池是一种常用于电力系统备份和应急电源供应的蓄电池类型。

其采用阀控技术，能够有效地控制电池内部的气体和液体流动，从而延长其寿命和提高其性能。

在本文中，我们将详细介绍阀控式密封铅酸蓄电池的结构、原理和应用。

一、结构阀控式密封铅酸蓄电池的结构相对简单，主要包括正极板、负极板、电解液、分隔膜和密封壳体。

正负极板是由铅及其合金制成的，具有良好的导电性能。

电解液通常是硫酸溶液，通过与正负极板的反应来产生电能。

分隔膜用于隔离正负极板，防止短路发生。

密封壳体起到密封和保护电池内部的作用。

二、原理阀控式密封铅酸蓄电池通过内置的阀门和压力传感器来控制电池内部的气体和液体流动。

当电池充放电时，会产生氢气和氧气。

在正常情况下，阀控系统会将气体释放到外部环境中，以保持电池内部的压力稳定。

如果电池内部压力过高，则阀门会关闭，阻止气体的进一步释放，从而保护电池的安全。

同时，阀控技术还可以控制电池内部的液体循环。

通过调节阀门的开闭程度，可以控制电解液的流动速度，从而优化电池的充电和放电性能。

这种技术也可以防止电解液的蒸发和溢出，减少对环境的污染。

三、应用阀控式密封铅酸蓄电池广泛应用于不间断电源系统、移动通信基站、电力传输和分配系统以及交通信号系统等领域。

由于其高效、可靠的性能，它已成为这些领域中的首选备份电源。

1. 不间断电源系统阀控式密封铅酸蓄电池在不间断电源系统中起到关键作用。

在电力供应中断时，蓄电池可以迅速转换为主要电源，并持续供应电力，防止重要设备的停机和数据的丢失。

通过阀控技术，可以确保蓄电池的充放电过程稳定可靠。

2. 移动通信基站移动通信基站需要可靠的备用电源，以保证通信系统的稳定运行。

阀控式密封铅酸蓄电池能够提供持续的电力供应，以应对电网故障或突然断电等情况。

其较小的体积和重量也使其适合于移动通信设备的安装。

3. 电力传输和分配系统阀控式密封铅酸蓄电池还用于电力传输和分配系统中，以提供额外的电力支持。

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护工作原理：阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理基于铅酸电池的化学反应。

在充电状态下，电池内的负极板（铅）上生成二氧化铅，正极板（二氧化铅）还原为铅，同时，在电解液中形成硫酸铅。

而在放电状态下，正负极板之间的化学反应反转，二氧化铅还原为铅，同时电池释放出电能。

然而，阀控式密封铅酸蓄电池与普通铅酸蓄电池的区别在于，它具有自密封的特点。

密封结构可以控制气体的扩散和液体的蒸发，使得电池能够保持足够的电解液，同时阻止外部空气进入电池内部。

这使得阀控式密封铅酸蓄电池具有更长的寿命和更高的安全性能。

维护：1.温度控制：电池的工作温度应在20℃-25℃范围内，避免过高或过低的温度。

高温会加速电解液的蒸发，降低电池的寿命，低温则会降低电池的容量和输出功率。

2.充电状态：尽量保持电池处于充满状态，可以通过定期充电或充电器进行维护充电来实现。

如果长时间不充电，电池内的自放电会导致电池电量逐渐减少。

3.清洁维护：定期检查电池表面的污物，如有必要可以用湿布或软刷进行清洁。

同时检查电池连接器和线缆的接触是否良好，如有松动或腐蚀应及时修复或更换。

4.定期检查电池状态：通过测量电池的开路电压、内阻、容量等参数，可以了解电池的健康状态。

如果发现电池存在异常，如充电时间延长、容量下降等，应及时进行维修或更换。

5.安全措施：在维护电池时应注意安全，及时清理电池周围的杂物和易燃物，避免因外界因素引起的安全问题。

同时，正确使用充电器以防止过度充电或过度放电。

总之，阀控式密封铅酸蓄电池以其自密封、阀控和免维护的特点，成为一种非常理想的蓄电池选择。

通过了解其工作原理和维护要点，可以更好地使用和保护阀控式密封铅酸蓄电池，延长其使用寿命，提高电池系统的可靠性和安全性。

阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）VRLA电池的组件结构及其作用2V系列VRLA电池的结构如下图所示：各组件的作用如下：板栅：由铅合金经过模具铸造形成栅格状的物体，用于支撑活性物质、传导电流。

极板：板栅上涂膏后称为极板，它提供电化学反应的活性物质，是电化学反应的场所，电池容量的主要制约者。

根据所涂铅膏性质的不同分为正极板和负极板。

隔板：储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止活性物质脱落；防止正负极之间短路。

槽盖：盛装极群。

极柱：直接焊接在汇流排上，用以连接连接条，传导电流。

安全阀：安全阀安装在电池盖上，由阀体和安全阀共同组成，使电池保持一定内压，提高密封反应效率；过充电或高电流充电时，安全阀打开排出气体，防止电池变形甚至发生爆炸；防止外界空气进入电池；防止电解液挥发。

关于VRLA电池的容量电池在一定放电条件下所能给出得电量称为电池的容量，以符号C表示。

常用的单位为安培小时，简称安时（A.h）或毫安时（mA.h）。

通常在C的下角处标明放电时率，如C10表明10小时率的放电容量；C3表明3小时率的放电容量。

容量分类电池的容量可分为理论容量、额定容量、设计容量和标称容量。

理论容量是活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。

为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为A.h/kg 或A.h/L。

实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。

它等于放电电流与放电时间的成绩，单位为A.h，其值小于理论容量。

因为组成设计电池时，除活性物质外还包括非反应成分如外壳、导电零件等，同时还与活性物质被有效利用的程度有关。

额定容量是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。

标称容量是用来鉴别电池安时值，只标明电池的容量范围而没有确切值，因为在没有指定放电条件下，电池的容量是无法确定的。

影响实际容量的因素电池的实际容量主要与电池正、负极活性物质的数量及利用的程度（利用率）有关，而活性物质利用率主要受放电制度、电极的结构、制造工艺等方面的影响。

工作行为规范系列阀控式密封铅酸蓄电池运行维护规定（标准、完整、实用、可修改）编号：FS-QG-66688阀控式密封铅酸蓄电池运行维护规定Operation and maintenance regulations for valve-regulated sealedlead-acid batteries说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。

阀控式密封铅酸蓄电池运行维护管理规定第一章总则为保证变电站阀控式密封铅酸蓄电池及其高频开关电源(以下简称直流设备)保持良好的运行状态，延长使用寿命，保证变电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量，特制定本规定。

第二章安装要求2.1直流设备通风应良好，运行环境温度应保持在5℃~35℃，安装地点应装设温度调节装置。

2.2直流系统可采用单、双充电器、电池组和电源母线。

220kV变电站可采用双电池组，500kV变电站应采用双电池组、双母线方式。

2.3独立的蓄电池室应有充足的照明，并采用防爆灯具。

2.4蓄电池采用串联接线，蓄电池之间应保持2cm以上距离，若电池安装在柜内，上下层之间距离不应小于15cm。

蓄电池应保持清洁，极板、极柱接触应良好，连接螺丝应牢固，不得有放电现象。

第三章交接验收项目及标准3.1检查蓄电池容量。

对电池组进行三次充放电试验，放电终止电压根据制造厂的规定，2V蓄电池为1.8V。

其中一只蓄电池防到了终止电压，应停止放电。

在三次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100%，此组蓄电池不合格。

3.2测量电池的绝缘电阻。

220V电池组的绝缘电阻不小于0.2MΩ，110V电池组的绝缘电阻不小于0.1MΩ。

3.3测量充电设备的稳流精度不大于±(0.5%-1%)，稳压精度不大于±(0.1%-0.5%)，及直流母线纹波系数不大于(0.2%-0.51%)。

3.4测量每只电池端电压符合厂家规定。

阀控式密封铅酸蓄电池1.1. UPS系统常用的储能装置碱性镉镍蓄电池（Alkaline Cd-Ni batteries）碱性蓄电池是以KOH,NaOH的水溶液做为电解质的，镉镍蓄电池是碱性蓄电池，碱性镉镍蓄电池相对于铅酸蓄电池是长寿命、高倍率、，可以做到密封。

IEC285、IEC623标准规定循环寿命500—1000次可以工作5-10年，高低温性能好，高倍率（5-10倍率）放电性能好，除有记忆效应，制造工艺复杂，组成镉镍蓄电池的材料昂贵短缺外，其它各方面都优于铅酸蓄电池，其价格是铅蓄电池的几十倍，单体电压低（1.25V）。

一般UPS系统不宜选用镉镍蓄电池，尤其是大功率UPS系统用镉镍蓄电池造价非常可观。

阀控铅酸蓄电池AGM体系（Valve-reguleted lead-acid batteries Absorptive glass mat）组成蓄电池材料资源丰富，价格便宜，单体电压高（2V），经过阀控达到密封，现在工艺都很成熟，大电流高倍率放电性能基本满足UPS系统工作要求，工作其间对环境没有污染，价格相对镉镍蓄电池便宜很多，尤其是大功率UPS系统所用电池。

是目前UPS系统首选的蓄电池。

富液免维护铅酸蓄电池Freedom体系（最早以美国Delco公司命名为依据Vented lead acid battery）富液免维护铅酸蓄电池国外也称Flooded Sealed Maintenance Free lead acid batteries，其工作原理除氧气阴极复合不如AGM、，其化学反应机理相同。

由于将AGM体系的贫液式改为富液式Freedom体系，用PE （polythylene）隔板、富液密封，能克服AGM贫液体系所产生的热失控、干涸、内阻大等缺点。

由于该体系的流动性大、低温内阻小，从电化学动力学的理论分析，高速放电传质速度优于AGM体系和gel体系。

由于采用过剩电解液气体可以自由进出，通过特殊的复合盖结构设计通过分子筛性质的滤气安全阀，实现了对电池的完全密封，永不漏液。

阀控式密封铅酸蓄电池，是在电池槽内放置若干个负极板、隔板、正极板、隔板、负极板依次相接组成的极群，正、负极板与各自的汇流排连接后，再分别与正、负极柱和接线端子连接，在电池盖上防爆装置内置安全阀，电池盖与电池槽密封固定，其特点是改变现有构成正、负极板铅膏的组份，在正、负极板上套置等厚度垫片，在电池槽内的底部设有垫板。

蓄电池是将电能转换为化学能而储存起来，在用电时再将化学能转变为电能，是一种具有良好的可逆性、电压特性平稳、使用寿命长、适用范围广、供电方便、安全可靠的直流电源。

具有相对稳定的电压和较大的容量；蓄电池可与整流模块并联浮充供电，也可以作为市电中断时的备用电源，它不受市电突然中断影响，因此应用十分广泛。

如：交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济各个领域，是社会生产经营活动和人类生活中不可缺少的产品。

按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有：起动型、固定型、牵引型蓄电池，应用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明、通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源、叉车、等动力电源。

蓄电池按极板结构可分为形成式、涂膏式和管式蓄电池。

按蓄电池盖和结构可分为开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池。

按蓄电池维护方式可分为普通式、少维护式、免维护式蓄电池。

在使用阀控式密封铅酸蓄电池时需要注意它对周围环境和温度较为敏感，如电池长期在高温条件下运行，其使用寿命将会大大缩短。

一般机房温度应控制在25℃以下，适时进行维护可使电池使用寿命在10～15年。

对于容量、新旧、厂家、规格不同的蓄电池，由于其特性值不同，不能混合使用。

由于新电池在运输存放过程中自放电会损失部分能量，安装后不宜马上运行，应在使用前进行必要的充电来恢复电池的能量。

对长期不使用的电池，每半年要进行一次充电。

免维护电池平时的工作量较小，主要的工作是为电池运行创造良好的环境及关注浮充电压变化。

产品质量的好坏是蓄电池较好运行的关键，与蓄电池生产过程中的各个环节，从制造铅粉到封装入库的每道工序相关连。

阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池的英文名称为ValveRegulatedLeadBattery（简称VRLA电池），其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀（也叫安全阀），该阀的作用是当电池内部气体量超过肯定值（通常用气压值表示），即当电池内部气压上升到肯定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。

目录相关参数技术特点基本介绍相关参数当蓄电池用导体在外部接通时，正极和负极的电化反应自发地进行，假如电池中电能与化学能转换达到平衡时，正极的平衡电极电势与负极平衡电极电势的差值，便是电池电动势，它在数值上等于达到稳定值时的开路电压。

电动势与单位电量的乘积，表示单位电量所能作的电功。

但电池电动势与开路电压意义不同：电动势可依据电池中的反应利用热力学计算或通过测量计算，有明确的物理意义。

后者只在数字上近于电动势，需视电池的可逆程度而定。

电池在开路状态下的端电压称为开路电压。

电池的开路电压等于电池正极电极电势与负极电极电势之差。

电池工作电压是指电池有电流通过（闭路）的端电压。

在电池放电初始的工作电压称为初始电压。

电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。

电池容量是指电池储存电量的数量，以符号C表示。

常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。

电池的容量可以分为额定容量（标称容量）、实际容量。

（1）额定容量额定容量是电池规定在在25℃环境温度下，以10小时率电流放电，应当放出限度的电量（Ah）。

a、放电率。

放电率是针对蓄电池放电电流大小，分为时间率和电流率。

放电时间率指在肯定放电条件下，放电至放电终了电压的时间长短。

依据IEC标准，放电时间率有20，10，5，3，1，0.5小时率及分钟率，分别表示为：20Hr，10Hr，5Hr，3Hr，2Hr，1Hr，0.5Hr等。

b、放电停止电压。