楊　璐（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧　　本溪　117000）

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電磁操作機(jī)構(gòu)對(duì)鉛酸免維護(hù)電池的影響

楊璐
（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧本溪117000）

摘要：電磁操作機(jī)構(gòu)與鉛酸免維護(hù)電池配套使用時(shí)，由于電磁操作機(jī)構(gòu)工作電流較大，頻繁操作后將使電池容量欠缺過(guò)甚；而免維護(hù)電池在大電流放電后不能用較大的電流進(jìn)行充電。進(jìn)而造成電池不可逆鹽化，從而影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：電池；免維護(hù)；高壓斷路器；操作機(jī)構(gòu)；鹽化

0. 前言

把電池作為電力企業(yè)的控制、合閘及事故照明電源早已是不辯的共識(shí)。特別是鉛酸免維護(hù)電池在變電所的應(yīng)用非常廣泛。但把鉛酸免維護(hù)電池做為高壓斷路器的合閘電源時(shí)，它是否適合電磁操作機(jī)構(gòu)，這一點(diǎn)卻不被人們所重視。

1. 電池發(fā)展史

20世紀(jì)60年代，我國(guó)的大中型工礦企業(yè)的重要供電單位普遍利用鉛酸電池做為備用電源，它占地面積比較大，充電時(shí)產(chǎn)生大量的酸氣，需要有單獨(dú)的電池間和加溫及通風(fēng)裝置，需要定期測(cè)電解液比重，因此維護(hù)量也較大。20世紀(jì)70年代末期，各企業(yè)的供電單位開(kāi)始利用鎘鎳電池替代鉛酸電池，鎘鎳電池體積也小，加上維護(hù)也比鉛酸電池簡(jiǎn)單，所以適用范圍較廣。到了20世紀(jì)90年代末期，以德國(guó)陽(yáng)光為首的鉛酸免維護(hù)電池開(kāi)始大規(guī)模涌入我國(guó)市場(chǎng)，鑒于它的諸多優(yōu)點(diǎn)，用戶也開(kāi)始逐步利用鉛酸免維護(hù)電池取代鎘鎳電池。

2. 問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)

鉛酸免維護(hù)電池運(yùn)行幾年以后，一些用戶發(fā)現(xiàn)它并不象自己想象中的那么完美。特別在一些斷路器操作比較頻繁的設(shè)備陳舊供電企業(yè)中，它已不能正常發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

3. 出現(xiàn)問(wèn)題的原因

3.1電磁操作機(jī)構(gòu)因素

為什么有的企業(yè)鉛酸免維護(hù)電池能夠正常運(yùn)行，而有的卻發(fā)現(xiàn)鉛酸免維護(hù)電池存在不足現(xiàn)象的發(fā)生?？疾彀l(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)多是高壓電氣設(shè)備成套購(gòu)進(jìn)，而實(shí)力差的企業(yè)多是在技術(shù)改造時(shí)進(jìn)行局部電器設(shè)備的更換。而成套引進(jìn)的高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)普遍是液壓或彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，而實(shí)施技術(shù)改造的企業(yè)的高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)普遍為電磁操作機(jī)構(gòu)，所以可以看出鉛酸免維護(hù)電池能否長(zhǎng)期正常工作，取決于高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)選擇的是否適合。

我們把彈簧操作機(jī)構(gòu)與電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電流進(jìn)行對(duì)比，便可知道不同操作機(jī)構(gòu)的合閘電流對(duì)電池的影響是非常大的。對(duì)比發(fā)現(xiàn)CT8、CT14、CT19、CT22這幾種型號(hào)的彈簧操作機(jī)構(gòu)的合閘電流最大的不超過(guò)2A，最小的接近1A。而CD2-40、CD10-I、CD10-II、CD10-III這幾種型號(hào)的電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電流最大接近150A，最小的為97.5A，通過(guò)比較可以看出，電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電流是彈簧操作機(jī)構(gòu)的100倍。

3.2鉛酸免維護(hù)電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，鉛酸免維護(hù)電池與普通鉛酸雖然在工作原理上十分相識(shí)，其原理包括充電情況下依靠電流的作用使得二氧化鉛與海綿狀鉛得到了重新生成在放電情況下受與電解液中硫酸的反應(yīng)使得正負(fù)極生成硫酸鉛。由于兩種狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可逆反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鉛酸電池可以釋放和儲(chǔ)存電能的功能。雖然原理十分相似，但普通鉛酸電池與免維護(hù)鉛酸電池在缸體上存在十分大的差異。

通過(guò)仔細(xì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)鉛酸免維護(hù)電池其缸體結(jié)構(gòu)屬于全密封式，而普通的鉛酸電池受缸體結(jié)構(gòu)影響其電解液能夠與空氣進(jìn)行接觸。鉛酸免維護(hù)電池之所以采用全密封結(jié)構(gòu)形式正是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)形式可以避免在電池在大電流充電時(shí)受氣體反應(yīng)影響進(jìn)而造成缸體炸裂，這樣便造成了鉛酸免維護(hù)電池在大電流放電后不能進(jìn)行大電流充電問(wèn)題的出現(xiàn)。該問(wèn)題進(jìn)而導(dǎo)致了硫酸鉛不能夠及時(shí)完成可逆反應(yīng)，不僅轉(zhuǎn)化成正負(fù)極活性物質(zhì)得不到及時(shí)保證。在受到外界低溫影響，特別在北方冬季條件，硫酸鉛還會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶問(wèn)題，時(shí)間久了便極易造成結(jié)晶顆粒增大，進(jìn)而造成了不可逆鹽化現(xiàn)象。為此鉛酸免維護(hù)電池在電磁操作機(jī)構(gòu)條件下運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)不適應(yīng)或功能下降的原因正是不可逆鹽化現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4. 不可逆鹽化的危害及成因

4.1不可逆鹽化危害

不可逆鹽化的主要表現(xiàn)為在充電過(guò)程中較難恢復(fù)必要的海綿狀鉛以及二氧化鉛。此外在此過(guò)程中還會(huì)消耗大量的活性物質(zhì)，活性物質(zhì)的降低可以直接導(dǎo)致電池容量的下降，久而久之還會(huì)造成電池的功能失效直至報(bào)廢。受不可逆硫酸鹽的影響，在鉛酸免維護(hù)電池充放電時(shí)會(huì)格外產(chǎn)生大量的熱，熱量的產(chǎn)生便會(huì)加劇極板的腐蝕與變形進(jìn)而影響整體性結(jié)構(gòu)的變化。不可逆硫酸鹽還會(huì)造成多孔電極空隙的堵塞。這樣便會(huì)導(dǎo)致鉛酸免維護(hù)電池受不可逆鹽化的影響，不僅充電難以保障，被迫充電延長(zhǎng)，充電效率下降，還會(huì)在放電過(guò)程中增加內(nèi)阻造成能源浪費(fèi)。在這一過(guò)程當(dāng)中還會(huì)產(chǎn)生電解水現(xiàn)象，電池的失水，容量的下降還會(huì)造成更多的硫酸鹽導(dǎo)致惡性循環(huán)的產(chǎn)生。因此不可逆鹽化對(duì)于鉛酸電池的危害極其嚴(yán)重。

4.2電磁操作機(jī)構(gòu)條件下不可逆鹽化成因

受電磁操作機(jī)構(gòu)條件的影響，鉛酸免維護(hù)電池極易出現(xiàn)深度放電以及經(jīng)常性不充電或充電不足現(xiàn)象。個(gè)別電池還會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期擱置出現(xiàn)虧電產(chǎn)生不可逆硫酸鹽。鉛酸免維護(hù)電池的應(yīng)用一般情況下均采取電池組形式，一旦個(gè)別電池出現(xiàn)不可逆鹽化便會(huì)對(duì)整個(gè)電池組造成影響。此外受外界溫度影響，特別北方企業(yè)受季節(jié)溫度的變化也是一項(xiàng)重要因素。

結(jié)論

綜上所述，雖然鉛酸免維護(hù)電池具有諸多優(yōu)勢(shì)，但受其結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)的影響在選擇和使用是還需區(qū)別對(duì)待。因?yàn)樵谡０惭b容量下它只適合小電流用電設(shè)備，所以我們只有很好地認(rèn)識(shí)它，才能正確地利用它。受功能以及結(jié)構(gòu)等因素影響，其在使用效果上便會(huì)出現(xiàn)區(qū)別。這就出現(xiàn)了使用普通鉛酸電池可以滿足電磁操作機(jī)構(gòu)的要求，而免維護(hù)鉛酸電池卻會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

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