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阀控铅酸蓄电池常见故障分析摘要：随着轨道交通自动控制及调度监控系统的发展，对自动控制系统安全性和供电的可靠性要求越来越高。
蓄电池组作为自动控制系统的后备电源，当外部电源切换或失电时，可以起到保证系统正常运行的作用。
提高蓄电池性能，降低蓄电池故障率，对保证轨道交通自动控制系统稳定运行具有重要的意义。
因此十分有必要对蓄电池故障因素进行分析，以找出导致蓄电池性能下降或失效的原因，进而在蓄电池安装、运行、维护中采取相应的措施以提高阀控铅酸蓄电池的可靠性和使用寿命。
关键词：阀控铅酸蓄电池；故障；运维一、铅酸蓄电池的常见故障现象及产生原因1.1硫酸盐化所谓硫酸盐化是指在电池正极板上产生一层导电不良、白色粗晶粒硫酸铅，在电池正常充电时，不能使其完全转化为铅和二氧化铅的现象。
产生原因：①电池长期充电不足或不能及时对使用过的电池进行充电。
导致生成的硫酸铅部分溶解于电解液并随温度的变化重新析出或溶解，沉积后形成不易反应的大晶体；②长期过量或小电流长时间放电，使极板深处的活性物质在孔隙内生成硫酸铅；③电解液液面过低。
电极的上部与空气接触氧化，电解液与氧化部位接触生成难溶的大晶粒硫酸铅。
1.2正极板软化，板栅腐蚀，活性物质脱落所谓正极板软化，板栅腐蚀，活性物质脱落是指由于蓄电池的不当使用以及使用次数的增加，正极板上的二氧化铅慢慢脱落，板栅遭到腐蚀，正极板逐渐的变松软直到变成糊状。
活性物质以块状堆积在隔板之间。
产生原因：①电池正极活性物质二氧化铅比硫酸铅摩尔体积小，放电时正极板生成的硫酸铅引起活性物质体积膨胀。
蓄电池在使用过程中反复充放电，正极板反复收缩和膨胀。
使得活性物质之间结合能力下降；②当充电电流过大。
电解液温度过高以及过充电时，极板孔隙中容易析出大量气体，在极板孔隙中产生压力引起活性物质膨胀、变松，板栅氧化；③经常大电流深度放电，电池正极板表面B氧化铅接近用完。
此时起支撑作用的氧化铅就会参加反应，由于氧化铅只能在碱性环境中生成,所以其量越来越少，支撑作用消失；④电解液不纯净，加速板栅的腐蚀和活性物质的脱落。
阀控式密封铅酸蓄电池常见故障及措施研究摘要：铅酸蓄电池用途非常广泛，阀控式密封（VRLA）铅酸蓄电池整体采用密封结构，不存在普通铅酸蓄电池的析气、电解液渗漏等现象，使用安全可靠、寿命长。
本文分析了其常见故障现象、剖析了原因和解决的措施。
关键词：阀控式铅酸蓄电池故障研究铅酸蓄电池因价格低廉、原材料易于获得、使用上的可靠性、适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点，在化学电源中一直占有绝对优势。
阀控式密封（VRLA）铅酸蓄电池整体采用密封结构，不存在普通铅酸蓄电池的析气、电解液渗漏等现象，使用安全可靠、寿命长。
常见故障主要有：一、热失控阀控式密封铅酸蓄电池的寿命和性能与蓄电池内部产生的热量密切相关。
阀控式密封蓄电池内部的热源是蓄电池内部的功率损耗，在浮充工作时，蓄电池内部的功率损耗可以简单地看作是浮充电压和浮充电流的乘积。
在恒压充电时，浮充电流随温度上升而增大，增大了的浮充电流又会产生更多的热量，从而使温度进一步上升。
如果蓄电池内部热量产生的速率超过蓄电池在一定的环境条件下散热的能力，蓄电池温度将会持续上升，致使蓄电池的塑料外壳变软，最后导致塑料外壳破裂或熔化。
这就是所谓热失控。
所以蓄电池进行恒压充电时，对充电电压进行负的温度补偿是非常重要的。
（1）热失控现象。
应该指出，在正常浮充电压下是不可能产生热失控的，只有人为操作和设备失控使电压过高，或蓄电池组中个别蓄电池严重故障如短路、反极时才可能产生。
由于充电电压和电流控制不当，在充电后期，会出现一种临界状态，即热失控。
此时，蓄电池的电流及温度发生积累性的相互增强作用，使蓄电池外壳变形“鼓肚子”，因此，正确选择浮充电压和定期检查每个蓄电池的“健康情况”是非常重要的，如果使用环境温度变化较大，应根据温度进行补偿加以校正。
由于阀控式密封铅酸蓄电池采用贫液设计，蓄电池中灌注的电解液都吸附在玻璃纤维板上，当充电电流增大时，就需要通过安全阀来释放气体，因而造成了蓄电池失水、内阻增大、容量衰减和在充、放电过程中产生大量的热量。
41中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2020.11 （下）一级生产负荷的生产装置，除采用双路电源供电来提高供电可靠性之外，还广泛使用蓄电池作为储存电能的后备电源装置，蓄电池是后备电源系统中最重要的组成部分。
本文结合阀控式密封铅酸蓄电池工作原理和特点，用其故障机理分析方法对多起阀控式密封铅酸蓄电池失效问题，针对几种典型的失效方式给出了相应的解决措施，着重从选型、运行、维护解决此类问题。
1 VRLA 蓄电池工作原理阀控式密封铅酸VRLA （简称VRLA ）蓄电池的工作原理，基本上仍沿袭传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO 2），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb ），电解液是稀硫酸（H 2SO 4），其整个VRLA蓄电池的反应方程式：VRLA 蓄电池在结构上正极采用铅钙合金或铅镉等合金，负极采用铅钙合金，隔板采用超细玻纤隔板，整个蓄电池化学反应密封在塑料蓄电池壳内，出气孔上加上单向的安全阀。
这种蓄电池结构在规定充电电压进行充电时，正极析出的氧（O 2），可通过隔板通道传送到负极表面，还原为水（H 2O），由于VRLA 蓄电池采用负极板比正极多出10%的容量，使氢气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气，正极电解水反应式如下：氧气通过隔板通道或顶部到达负极进行化学反应。
负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海绵状铅。
阀控铅酸蓄电池常见故障分析邬建（中国石化股份有限公司广州分公司，广东 广州 510725）摘要：阀控式密封铅酸VRLA（简称VRLA）蓄电池因其性价比高、适应性广是目前广泛在各领域应用的铅酸蓄电池，本文主要结合阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和特点，用失效机理方法对多起阀控式密封铅酸蓄电池问题查找故障原因，给出了相应的解决措施，着重从选型、运行、维护实现该类蓄电池的长周期运行。
阀控式铅酸蓄电池常见问题分析摘要：阀控式铅酸蓄电池普遍作为220V直流装置、UPS不间断电源、EPS应急照明装置的重要组成部分，在化工企业供电系统中应用广泛。
在市电发生故障时，阀控式铅酸蓄电池是否能可靠投入运行，将是化工装置能否平稳运行的极其重要因素。
本文根据实际运行经验，对阀控式铅酸蓄电池运行中的常见问题进行分析，从而总结出阀控式铅酸蓄电池日常巡检及维护保养的注意事项。
关键词：阀控式铅酸蓄电池；蓄电池维护保养；蓄电池常见问题1.环境温度过高环境温度过高时，蓄电池由于增加了内部的水分损耗，使极板的腐蚀加剧，缩短了蓄电池寿命。
若蓄电池长期运行在超过标准温度下，则温度升高10℃蓄电池的寿命约降低一半。
最佳的环境温度是控制到25℃，在25℃时，蓄电池的放电容量和使用寿命能达到最佳。
同时电池应避免受到阳光直射。
2、电池室内无通风装置关于通风换气。
对于阀控式铅酸蓄电池电池，IEEE 484标准—“阀控式铅酸蓄电池用于固定用途时的设计及安装”中这样表述：“电池区域应该通风换气，防止氢气聚集以及维持设计的操作温度。
换气条件必须使得氢气含量小于2%（体积百分比）”。
虽然阀控式铅酸蓄电池有95%以上的气体复合效率，但在设计蓄电池室时，还是应该考虑通风换气要求。
3 、过量放电当蓄电池过量放电时，由于内部产生过量的硫酸铅，使极板物质体积增大，引起极板弯曲、膨胀，严重时还将导致蓄电池槽胀裂。
当蓄电池因过量放电导致电池发生外形发生变形，应将蓄电池进行更换。
4 、浮充电压设置过低当浮充电压设置过低时，蓄电池由于长期处于欠充电状态，使极板深处的活性物质无法参与化学反应，继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层，加大了蓄电池内阻，造成蓄电池的容量下降。
如发现此类故障，可将蓄电池进行较大电流的活化性放电。
5、浮充电压设置过高当浮充电压设置过高时，蓄电池由于长期处于过充电状态，使内部产生的气体量增加，同时因为安全阀经常处于开阀状态，从而引发蓄电池严重失水，电解液浓度增大，蓄电池内部腐蚀加快、容量失效等一系列后果。
第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析从阀控密封式铅酸蓄电池中排出氢气、氧气、水蒸气及酸雾，都是失水和干涸的原因。
干涸造成失效是阀控密封式铅酸蓄电池所特有的。
阀控密封式铅酸蓄电池干涸失效的原因如下。
①浮充电压过高。
阀控密封式铅酸蓄电池大部分是浮充使用，在浮充状态下，如果浮充电压过高，就会引起电解液中水分的分解，产生气体并通过安全阀释放出去。
长期这样使用就会造成电解液中的水分被大量电解、散失，导致阀控密封式铅酸蓄电池干涸失效。
②使用环境温度较高。
使用环境温度过高会使阀控密封式铅酸蓄电池在充电过程中产生的热量无法及时扩散到空气中去，加速了电解液的损失。
同时由于外壳的致密度等原因，阀控密封式铅酸蓄电池长时间处于高温、干燥的环境中也容易通过外壳损失水分。
③隔膜中的水分减少，使阀控密封式铅酸蓄电池的内阻增大，造成蓄电池在充电过程中产生的热量增加，引起蓄电池发热失水而干涸。
④当充电器的输出电压高出其设计规定的电压值时，这一高电压会对阀控密封式铅酸蓄电池产生一个较大的充电电流。
这时的电能几乎全部浪费在水的电解上。
阀控密封式铅酸蓄电池在完成充电后，若用1A电流过充电1h，则会有0.336g的水被分解，同时放出0.418L 氢气和0.209L氧气。
如果过充电电流引起电解液沸腾，产生大量的酸雾，就会加速阀控密封式铅酸蓄电池失水而干涸。
⑤气体再化合的效率低。
温度升高时从阀控密封式铅酸蓄电池壳体中渗出水，板栅的腐蚀会消耗水，因自放电而损失水的速度加快等，这些都会加速阀控密封式铅酸蓄电池干涸。
4.3.2 阀控密封式铅酸蓄电池极板硫化故障分析目前，广泛使用的阀控密封式铅酸蓄电池的失效都直接表现为内阻增大、端电压升高、容量不足、使用性能明显下降等。
直接影响阀控密封式铅酸蓄电池内在质量的两个重要技术指标是放电容量和循环使用次数（即使用寿命）。
1．阀控密封式铅酸蓄电池极板硫化原因分析阀控密封式铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，放电时生成硫酸铅，充电时硫酸铅还原为氧化铅。
第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析铅电极表面溶液的过饱和度有关。
在电流密度大、温度低及硫酸浓度高时，负极表面溶液的饱和度过高，钝化层随之变厚，所以，很容易造成阀控密封式铅酸蓄电池因放不出电而失效。
4.3.5 阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性差故障分析1．阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性差的表现串联使用的阀控密封式铅酸蓄电池组的均匀性是一个世界性的难题，在使用过程中总会有落后蓄电池存在。
其原因是多种多样的，有生产过程的原因，也有原材料和使用的原因。
阀控密封式铅酸蓄电池均匀性差主要有以下两种表现形式。
①某单只阀控密封式铅酸蓄电池容量低，表现为该单只蓄电池在放电时电压下降得快，充电时电压上升得也快。
②阀控密封式铅酸蓄电池荷电容量低，表现为充电和放电时蓄电池的电压都较低，原因是该蓄电池的容量并不低，而是该蓄电池没有充满电。
不少阀控密封式铅酸蓄电池在单体测试中可以获得比较好的结果，但是，对于串联阀控密封式铅酸蓄电池组来说，由于容量差、开路电压差等原始配组误差，充电时电压高的蓄电池会增加失水，电压低的蓄电池会欠充电，放电的时候电压低的会出现过放电，形成硫化。
随着充放电循环的进行，硫化的单体更容易进一步硫化，这个差异被扩大，最终影响整组阀控密封式铅酸蓄电池的寿命。
2．影响阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性的因素①阀控密封式铅酸蓄电池原材料和半成品的规格和质量。
原材料中的有害杂质会降低阀控密封式铅酸蓄电池的浮充电压，加速蓄电池自放电。
隔板和极板厚度与吸酸量的不均匀性也会使浮充电压不均匀。
②安全阀的开启和关闭压力。
阀控密封式铅酸蓄电池在长期使用过程中很难做到使安全阀的开启和关闭压力始终保持均匀一致。
开启压力大的阀控密封式铅酸蓄电池极群上部空间的气体压力大，则浮充电压就高，反之亦然。
如各阀控密封式铅酸蓄电池的开阀压力有区别，会导致各蓄电池失水不同。
失水多的阀控密封式铅酸蓄电池相当于硫酸比重增大，导致开路电压增大，也就是该单体蓄电池的充电电压比其他蓄电池电压高，而在串联阀控密封式铅酸蓄电池组中其他蓄电池分配的电压就会下降而造成欠充电。
阀控式铅酸蓄电池常见问题分析
发表时间：2018-08-22T11:09:13.657Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：国瀚文
[导读] 摘要：阀控式铅酸蓄电池普遍作为220V直流装置、UPS不间断电源、EPS应急照明装置的重要组成部分，在化工企业供电系统中应用广泛。
在市电发生故障时，阀控式铅酸蓄电池是否能可靠投入运行，将是化工装置能否平稳运行的极其重要因素。
本文根据实际运行经验，对阀控式铅酸蓄电池运行中的常见问题进行分析，从而总结出阀控式铅酸蓄电池日常巡检及维护保养的注意事项。
（大庆石化公司化工一厂供电车间黑龙江大庆 163714）
摘要：阀控式铅酸蓄电池普遍作为220V直流装置、UPS不间断电源、EPS应急照明装置的重要组成部分，在化工企业供电系统中应用广泛。
在市电发生故障时，阀控式铅酸蓄电池是否能可靠投入运行，将是化工装置能否平稳运行的极其重要因素。
本文根据实际运行经验，对阀控式铅酸蓄电池运行中的常见问题进行分析，从而总结出阀控式铅酸蓄电池日常巡检及维护保养的注意事项。
关键词：阀控式铅酸蓄电池；蓄电池维护保养；蓄电池常见问题
1、环境温度过高
环境温度过高时，蓄电池由于增加了内部的水分损耗，使极板的腐蚀加剧，缩短了蓄电池寿命。
若蓄电池长期运行在超过标准温度下，则温度升高10℃蓄电池的寿命约降低一半。
最佳的环境温度是控制到25℃，在25℃时，蓄电池的放电容量和使用寿命能达到最佳。
同时电池应避免受到阳光直射。
2、电池室内无通风装置
对于阀控式铅酸蓄电池电池，IEEE 484标准-“阀控式铅酸蓄电池用于固定用途时的设计及安装”中这样表述：“电池区域应该通风换气，防止氢气聚集以及维持设计的操作温度。
换气条件必须使得氢气含量小于2%（体积百分比）”。
虽然阀控式铅酸蓄电池有95%以上的气体复合效率，但在设计蓄电池室时，还是应该考虑通风换气要求。
3 、过量放电
当蓄电池过量放电时，由于内部产生过量的硫酸铅，使极板物质体积增大，引起极板弯曲、膨胀，严重时还将导致蓄电池槽胀裂。
当蓄电池因过量放电导致电池发生外形发生变形，应将蓄电池进行更换。
4 、浮充电压设置过低
当浮充电压设置过低时，蓄电池由于长期处于欠充电状态，使极板深处的活性物质无法参与化学反应，继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层，加大了蓄电池内阻，造成蓄电池的容量下降。
如发现此类故障，可将蓄电池进行较大电流的活化性放电。
5、浮充电压设置过高
当浮充电压设置过高时，蓄电池由于长期处于过充电状态，使内部产生的气体量增加，同时因为安全阀经常处于开阀状态，从而引发蓄电池严重失水，电解液浓度增大，蓄电池内部腐蚀加快、容量失效等一系列后果。
如发现电池组已经长时间处于浮充电压过高的状态，需要对蓄电池组进行核对性放电，如电池容量已经不满足要求，要对整组电池进行更换。
6、电池壳体、极柱上爬酸、漏液
主要原因有密封不良、温度过高、充电电压电流过大，过充，质量问题等。
遇到此类问题，首先要测量蓄电池内阻值是否在正常范围内，如蓄电池内阻值正常，可将电池壳体、极柱上爬酸和漏液擦拭掉，继续观察有无继续爬酸和渗液，如仍继续爬酸和渗液需要对电池进行更换。
7、部分单体电池在充电、放电过程中温度过高
环境温度过高，负极板氧化，极板硫酸化，充电电流过大、过充，电池内局部短路，电池入柜摆放通风不良。
8、安全阀经常开启
安全阀通常在10～49Kpa才开启，在1～10Kpa时关闭，安全阀在浮充、放电过程中经常开启，表明内部释气严重。
主要原因有浮充电压过高，环境温度过高，电池内部局部短路，充电电流过大、过充，安全阀故障等原因都会引起安全阀经常开启。
发现此类故障，要首先检查充电机设置的参数是否正确。
9、电池壳鼓胀
电池壳鼓胀会引起极板变形，正、负极板与稀硫酸压合不严，活性物质脱落，局部短路。
造成电池壳鼓胀的最直接的原因就是气体过剩并且无法释放，安全阀堵塞不开启，极板变形。
此类故障要检查安全阀是否正常工作。
10、极柱松动
极柱松动会引起浮充电压过低，产生欠充，另外，接触电阻增大会引起温升升高，直接影响极板温度高而引起电池损坏。
因此日常维保养时，要检查极柱是否有松动现象发生，如发现要及时紧固。
11、落后电池的出现
蓄电池组供电能力不足时，一般都是蓄电池组中的落后单节造成的，如果不能查找失效单节，就会整组报废电池。
落后电池的电压和电解液比重在放电时降低很快，而充电时则上开很慢。
往往因为有一至二个落后电池而影响全组电池放电。
造成落后电池的原因不外以下几种：
A、充电不足或长期以小电流放电而尚未发现；
B、蓄电池内部有短路现象而未及时发现和处理；
C、极板硫酸化。
蓄电池的内阻值明显大于同组其他蓄电池及在蓄电池活化性放电中蓄电池电压下降明显快于同组其他电池是发现落后电池的主要方法。
可对落后电池进行单节电池活化，单节活化后仍达不到阻值及容量的要求，则需要将落后蓄电池进行更换。
新蓄电池的内阻值要同同组其他电池匹配。
针对上述常见问题，对蓄电池日常巡检及维护保养提出以下要求：
A、环境温度，最好控制在25℃。
B、室内通风系统运行是否正常。
C、充电机参数设置是否正常。
D、电池壳体、极柱上是否有爬酸、漏液。
E、安全阀附近有无酸雾溢出。
F、蓄电池壳体有无膨胀现象。
G、检查连接片（连接线）是否有松动和腐蚀现象。
H、每月对蓄电池进行内则及电压检测时，要横向对比分析各单节蓄电池之间的电压及内阻值，及时发现落后蓄电池。
在对蓄电池表面进行清洁时，要先去除身体所带静电，使用湿润的棉布进行擦拭。
清扫时不要使用干抹布、刷子，否则可能产生静电引起爆炸。
也不要使用汽油、香蕉水等挥发性有机溶剂或洗涤剂，因为蓄电池外壳可与上述溶剂发生相似的相溶现象，会使蓄电池外壳产生裂纹。
参考文献:
[1]徐海明，周艾兵.变电站直流设备使用与维护培训教材阀控密封铅酸蓄电池[M].中国电力出版社，2010.
[2]DL⁄T 5044－2014, 电力工程直流电源系统设计技术规程[S].
[3] IEEE 484-2002, 发电站用透气式铅酸蓄电池组设计、安装推荐规程[S].。
