在目前UPS系統(tǒng)中廣泛使用的是閥控密封鉛酸免維護(hù)蓄電池，與傳統(tǒng)的需要維護(hù)的鉛酸蓄電池相比，具有能量體積比大、放電性能好、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，由于多方面原因，電池會(huì)出現(xiàn)漏酸、外殼變形、容量減小等現(xiàn)象，這不但會(huì)使其減小使用壽命，而且還會(huì)嚴(yán)重地影響電源系統(tǒng)的可靠性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在UPS電源系統(tǒng)中有40%-50%的故障是由蓄電池的原因造成的。

1閥控密封酸蓄免維護(hù)鉛電池的結(jié)構(gòu)與工作原理

以上是蓄電池的結(jié)構(gòu)：

1）陽(yáng)極（正極）：里面填充的是具有陽(yáng)極活性物質(zhì)的二氧化鉛（PbO2）。

2）陰極（負(fù)極）：里面填充的是具有陰極活性物質(zhì)的海綿狀鉛（Pb）。

3）隔板：里面的電解液是稀硫酸（H2SO4）。

4）安全閥：

①使電池保持一定的內(nèi)壓以提高密閉反應(yīng)效率。

②在電池內(nèi)部壓力正常的情況下，防止外界的空氣進(jìn)入電池。

③當(dāng)產(chǎn)生過(guò)量的氣體時(shí)，閥門自動(dòng)打開(kāi)，防止發(fā)生爆炸。

④防止電解液蒸發(fā)，避免電池干涸。

5）化學(xué)方程式：

PbO2+Pb+H2SO4=2PbSO4+2H2O

6）工作原理：電池的充放電過(guò)程就是電池內(nèi)部電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。充電時(shí)，正、負(fù)極由硫酸鉛轉(zhuǎn)化二氧化鉛、海綿狀鉛后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在正極、負(fù)板中；在放電時(shí)，正、負(fù)極由二氧化鉛、海綿狀鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能向負(fù)載供電，上述的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程由公式來(lái)表示。

2故障淺析

雖然稱為免維護(hù)電池，但只是指在使用過(guò)程中不需加酸、加水、測(cè)比重等工作，免維護(hù)不等于不維護(hù)，而維護(hù)的好壞則直接決定電池的使用壽命，下面就其可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析：

1）漏酸：在使用初期（2年以內(nèi)）有明顯的電解液流出或溢出。主要有殼體漏和安全閥漏。

原因：有可能是電池的外殼漏了（有沙眼或有裂紋）或安全閥漏了（電池內(nèi)多酸，在充電時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生氣體，使電解液上浮，導(dǎo)致酸從安全閥溢出）。這種情況一般與電池制造商的工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量有關(guān)。

危害：這不僅會(huì)影響電池的容量，而且流出或溢出的酸對(duì)電池及電池柜造成腐蝕，并對(duì)周圍的環(huán)境造成污染。

2）爬酸：一般發(fā)生在使用的中、后期。在電池使用末期會(huì)出現(xiàn)電解液慢慢地從極柱滲出現(xiàn)象。

原因：這有可能是極柱材料耐腐蝕的能力差，在與硫酸的反應(yīng)中產(chǎn)生了PbSO4，導(dǎo)致其體積的膨脹，致使結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致硫酸的擴(kuò)散加重。

危害：這不僅會(huì)使極柱慢慢變細(xì)，且其內(nèi)阻也會(huì)逐漸增大，在放電時(shí)不能夠承受大電流的放電。

3）漏氣：也就是內(nèi)部與外部進(jìn)行了氣體交換。

原因：這有可能是安全閥破損或不到位造成的。這種情況一般與電池制造商的工藝設(shè)計(jì)及質(zhì)量有關(guān)。

危害：由于漏氣，從而使內(nèi)部的氣體量無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)值，致使氫氣析出，這會(huì)導(dǎo)致電解液中的水份揮發(fā)，電池內(nèi)部逐漸干涸，電池內(nèi)阻增大，最后導(dǎo)致電池報(bào)廢。

4）干涸：主要發(fā)生在使用的中、后期，表現(xiàn)為電池的端電壓下降、容量不足。

原因：電池的密封不好，浮充電壓過(guò)高；另一方面也可能與生產(chǎn)廠家為防止電池使用初期漏酸而過(guò)度控制加入的酸液量有關(guān)。

危害：電池內(nèi)阻增大，使電池報(bào)廢。

5）熱失控：當(dāng)電池到達(dá)壽命的末期時(shí)，在電池內(nèi)部，電解液會(huì)逐漸的枯竭，此時(shí)，正極板柵逐漸腐蝕伸長(zhǎng)，電池容量可能會(huì)快速的下降，同時(shí)還有可能出現(xiàn)熱失控和漏液的現(xiàn)象。

原因：主要發(fā)生在工作環(huán)境溫度過(guò)高情況下，由于電池是一個(gè)密封的實(shí)體，充電的過(guò)程又是散熱的過(guò)程，電池內(nèi)部因散熱不良導(dǎo)致溫度升高，造成充電電流增大，電池內(nèi)阻下降，而且由于熱量與電流的平方成正比，電池內(nèi)部溫度會(huì)隨之升高，充電電流又進(jìn)一步增大；反過(guò)來(lái)電流的升高又使電池內(nèi)部溫度再度升高，內(nèi)阻進(jìn)一步降低，如此反復(fù)形成惡性循環(huán)，直到使電池的殼體嚴(yán)重變形、膨脹、開(kāi)裂。最后導(dǎo)致電池報(bào)廢。雖然熱失控不經(jīng)常發(fā)生，但應(yīng)對(duì)電池發(fā)熱現(xiàn)象給予注意。由熱失控進(jìn)而引發(fā)成更嚴(yán)重的事故則是火災(zāi).火災(zāi)的發(fā)生主要由兩種原因引起的：一種是由于正極板腐蝕伸長(zhǎng)接觸到負(fù)極板，引起內(nèi)部短路，電池打火而發(fā)生火災(zāi)；另一種是由于正極板腐蝕伸長(zhǎng)或熱失控造成內(nèi)部電槽膨脹，引起電槽破損，電池漏液而發(fā)生火災(zāi)。

6）過(guò)（欠）充電：過(guò)高的充電電壓將導(dǎo)致電解液中氫氣析出，而產(chǎn)生“電解水”的現(xiàn)象，電解反應(yīng)促使溫度升高，受散熱條件的限制，熱量絕大部分聚在內(nèi)部，加劇反應(yīng)速度，可以在短時(shí)間內(nèi)摧垮整個(gè)電池；另一方面，電解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體數(shù)量超過(guò)臨界值時(shí)，會(huì)通過(guò)安全閥沖出電池，造成“水損失”，若超過(guò)10%，極板就龜裂，最終導(dǎo)致凸起，報(bào)廢。若欠充壓，那么其內(nèi)部的活性物質(zhì)就得不到有效的恢復(fù)，會(huì)造成電極板硫酸鹽化，致使電阻增大。

7）過(guò)度放電：這會(huì)導(dǎo)致在電池中有大量的硫酸鉛被吸附到陰極表面，形成電池陽(yáng)極板的硫酸鹽化，由于硫酸鉛是一種絕緣體，對(duì)充放電都產(chǎn)生不好的影響。極板的硫酸鹽越多，電池的內(nèi)阻越大，電池的可充放電性能越差。電池每過(guò)度放電一次，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的電池容量下降，隨著次數(shù)不斷增加，電池組的實(shí)際容量不斷下降，一旦市電中斷，電池的實(shí)際后備供電時(shí)間表就遠(yuǎn)小于原來(lái)的設(shè)計(jì)值。

3蓄電池的維護(hù)

通過(guò)以上的分析，造成故障的原因可能是電池的本身設(shè)計(jì)問(wèn)題，也可能是缺少必要的維護(hù)所致，但無(wú)論如何，保證設(shè)備的正常運(yùn)行則是首要問(wèn)題，因此對(duì)于電池要有以下的維護(hù)：

1）避免過(guò)度充電：UPS可調(diào)控。

2）防止過(guò)度放電：UPS可調(diào)控。

3）適當(dāng)?shù)厝藶閷?duì)電池進(jìn)行的放電。

4）注意機(jī)房的溫度、濕度：22°C；40%。

5）定期進(jìn)行檢查。

4結(jié)束語(yǔ)

以上就是對(duì)閥控密封鉛酸免維護(hù)蓄電池可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，雖然去我中心動(dòng)力站所用的UPS蓄電池并未出現(xiàn)上述的故障，但對(duì)于值班人員來(lái)說(shuō)，只有知道可能出現(xiàn)的故障，并迅速地排除它，才能確保供電的正常與安全。