阀控式蓄电池的工作原理及其在通信电源中的运用
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摘 要：阀控式蓄电池具有在应用期间无需加水加酸、无液体渗漏与酸雾排除、检修工作量低等特征，故而在变电站直流系统建设中有广泛性应用。但既往大量应用实践表明，该类电磁在应用期间，对其具备的运行环境与维护工作提出很多注意事项。以上实践经验是值得使用者借鉴的。本文主要对阀控式蓄电池在通信电源中的具体应用情况做出较详细探究。
关键词：通信电源 阀控式蓄电池 工作原理 应用形式 运行维护
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0108-02
伴随着供电企业的壮大发展，其对供电过程可靠性与安全性提出更高的要求，直流电源系统成为了变电站系统中一、二、三次设备设施的主要操作电源，在变电站运行期间占据重要地位。蓄电池是电源系统的重要构成，其重要性也是无可非议的，特别是在220kV及以下的终端变电站。
1 阀控式蓄电池的工作原理分析
和防酸隔爆式蓄电池相比较，阀控式蓄电池就是将运行期间所应用到的电解液，在电池出厂前期就输注至极板与隔板内，而无游离电解液参与产品的生产制作过程，利用负极板的潮湿状态去增强自体对氧气的吸收能力，为预防电解液量降低情况的出现，则需对蓄电池实施全密封措施，在充电过程与冲顶结束片刻，阀控式蓄电池会形成水被电解的现象，多数情况下，正极有氧气形成，而负极有氢气溢出。因为该类电池生产期间应用了免维护极板，使氧气析出期间电位有所提升，外加反应区与反应速率之间的差异性，故而出现了正极氧气生成时间早于负极气体出现时间的情况。因为阀控式蓄电池自身结构的特殊性，以致其内部在较长时间段中会滞留一定压力与气体，维护并促进以上电解反应的发生与进行，同时对负极氢气析出过程形成一定抑制作用，降低了电池中水分的耗损量，保证电池长期处于密封式的运行状态中。
2 阀控式蓄电池在通信电源中的运用
2.1 适宜环境
阀控式蓄电池对其安装环境提出一定要求，应尽量被安设在通风换气条件优良的通信机房内，且保持机房室内温度≤27℃，机房周边环境的最适温度为11℃～26℃。有研究发现[1]，阀控式蓄电池温度与寿命存在明显的相关性，例如，但温度为15℃时，其运行寿命为22年，而温度为25℃时，运行寿命为20年，但温度上升至35℃时，其运行寿命减缩至10年。对于阀控式蓄电池的安设方位，尽量选择干燥、阴凉处，以防阳光直射，在机房向阳部位应进行挡阳处理。保证阀控式蓄电池组间空间预留的充足性，以为电磁后续检修工作的开展创造便利条件。针对UPS应用阀控式蓄电池组的维修通道中，应敷设具备绝缘性能的胶垫。
2.2 常规维护工作
阀控式蓄电池在维护进程中，应予以如下几项问题一定重视：（1）禁止将阀控式蓄电池与防酸式蓄电池安装在相同的供电系统内；新、旧阀控式蓄电池也不能混合应用。（2）针对具有高动力性、环境集中性的监控系统，应加强对以上系统的应用，实现对阀控式蓄电池组的总电压、电流、温度等指标的全面检测，并保证蓄电池组检测工作定时、定期开展。在电池监测装备的协助下，能对电池的充、放电过程以运行性能等指标有更全面了解，及时发现与处理故障问题。
2.3 检查工作
阀控式蓄电池的检查工作，主要是对其物理性能的檢测，例如检查蓄电池内部是否存在磨损、变形或腐蚀等现象，蓄电池极柱与连接条的清洁度，蓄电池连接处的紧凑性；阀控式电池极局部位置是否出现爬酸、漏液巅峰问题；蓄电池周边时候存在酸雾、酸液外溢等情况；蓄电池壳体是否存在渗漏、损伤及变形状况，连接处温度的适宜性等。
此外，也要加强对阀控式蓄电池过度放电情况的检查，蓄电池过度放电情况多出现在交流电源停电后，很可能会造成蓄电池长时间处于负载供电的状态中。蓄电池过度放电直至其电压过低后处于零点时，会造成电池中大量硫酸铅被吸附至蓄电池阴极柱表层，促进阴极柱“硫酸盐化”进程。为延长蓄电池的使用年限，规定在启动与闭合电源系统时要加强对电池放电状况的检查，结合放电时间与放电电流积分去测算放电容量，当放电容量达到20%时，要在监控模块上详细记录相关信息，在市电正常后要进行均匀充电。
2.4 充放电工作
在阀控式蓄电池应用之前，无需对其进行充电，但应落实补充充电工作准备。结合阀控式蓄电池说明书中的相关内容，去规划补充充电形式及充电期间所用电压值。多数情况下，建议采用恒压限流充电法进行补充充电，其充电电流<0.2C10（C10=电池的额定容量）。当单体电池额定电压为2V、6V时，单体电池电压分别为2.30～2.35V、6.90～7.05V，充电时间分别为24h、24h。
放电终止的判断依据如下：（1）对电池组定期开展核对性放电试验，释放额定容量的30%～40%；（2）针对电池组容量放电试验，理论上应释放出80%的额定容量。（3）电池组中所有单体抵达放电终止电压。针对放电电流≤0.25C10，放电终止电压可取用1.8V/单体；若放电电流>0.25C10，放电终止电压可取用1.75V/单体[3]。
3 阀控式蓄电池运行维护中的注意事项
3.1 均浮充电控制
若阀控式蓄电池投入应用日期与出厂日期间隔时间较长，电池历经长期自放电过程，容量损失量将会明显增加，且单体电池从放电大小存在差异，以致电池的比例、端电压等丧失均衡性，投入应用前应采用均充电压进行初充电处理，以实现对电池自放电状况的有效补充，并强化电池端电压的均匀性，若不采用以上措施。将会造成部分电池在运行过程中演变成落后电池并降低整组电池的实用性。
3.2 日常维护
应加强单体与电池组浮充电压，电池外壳与极柱表层温度的动态监测，以上监测通常是在直流高频开关电源电池巡检功能被安置后即可实现，并将其以遥信报警量的形式输送至SCADA系统内。
电池的壳盖形体变化与渗漏、极柱与安全阀周边渗液、酸雾溢出情况的检查，以上两项任务一个在日常巡检中完成，以及时发现与处理安全隐患。
定期（通常是每间隔半年）对蓄电池之间连接条的紧凑性进行检查1次，若连接条未拧紧，则可能会造成连接端接触电阻数值上升，在大电流充、放电期间，可能会造成连接条发热，情况严重时熔化电池盖或形成明火。
3.3 定期充放电试验
每年均需进行1次核对性充放电，放电深度为30%～40%C10。试验期间要认真、详细的记录信息并书写试验报告。
针对运行时间超过4～5年的蓄电池，很可能会因为前期运行环境条件恶劣或参数设置不科学而造成电池内阻上升。针对以上情况，应对蓄电池进行活化处理，若容量无法有效恢复，则需实施更换措施。
4 结语
阀控式蓄电池具有体积较小、运行相对封闭、现场可进行组装、无需专用蓄电池室且应用期间无需加水加酸等优势特征，故而最近几年中应用范畴有不断拓展的趋势。但是影响该类电池运行寿命的因素相对较多，应积极为其创设良好的运转环境，加强各种维护、检修流程的落实，保证日常维护与充放电试验效率，及时发现与处理电池内存留的缺陷，进而确保其能安全、可靠、长期运行。
参考文献
[1] 彭莉.电力通信电源系统运行维护需要注意的事项研究[J].电子元器件与信息技术，2017，1（3）：29-31.
[2] 李侠.分析电力通信电源系统运行维护及注意事项[J].中国新通信，2017，19（3）：32.
[3] 李熙，洪叶，赵世文.电力通信电源系统维护与检修策略探讨[J].通信电源技术，2016，33（6）：195-196，206.
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