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蓄电池维护与直流接地培训教材 广州拓威讯科技发展限公司 二○一○年12月 前 言 电力控制系统是电力系统和电力设备可靠、高效运行的保证，所以人们十分关注电力控制技术的发展。经过长期不懈的努力，电力控制技术日臻完善，目前也达到十分先进可靠的程度。 电力控制必须具备安全可靠的控制电源。在电力工程控制电源分为两类，一类是直流电源，一类是交流电源。由于直流电源能独立于交流动力电源系统之外，不受交流电源系统事故的影响，具有安全可靠，运行维护方便等特点，从而得到广泛应用。特别是对于高电压和可靠性要求较高的电力设备，直流电源几乎是唯一可供选择的控制电源。 鉴于直流电源在电力系统运行维护的重要性，本教材较为系统的讲述了蓄电池维护、测试及直流系统绝缘降低的危害及解决方法，并较详细的阐述了电力标准和国家标准所涉及的相关内容。 希望本教材能给读者在实际运用过程中，在排除故障时，能有更多的帮助及参考意义，作为编者则感到莫大欣慰。在编写的过程中由于时间仓促，水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者指正。 编写：王伟、谢春扬、曾建斌 校对：邓茜 审核：王道龙 广州拓威讯科技发展有限公司 目 录 第一部分：阀控式铅酸蓄电池使用、维护与测试技术 第一章 阀控式铅酸蓄电池基本知识 第二章 蓄电池的工作原理及失效机理 第三章 蓄电池使用寿命 第四章 蓄电池的使用维护规程 第五章 蓄电池维护解决方案 第六章 蓄电池维护与测试技术发展趋势 第二部分：直流系统绝缘降低危害及解决方法 第一部分 阀控式铅酸蓄电池 使用、维护与测试技术 第一章 阀控式铅酸蓄电池基本知识 一、蓄电池定义 蓄电池是一种能将电能与化学能进行相互转化的装置。 二、蓄电池的结构与组成 蓄电池由正极板、负极板、电解液、隔板组成。正极主要为PbO2，负极为Pb，电解液为H2SO4。 三、蓄电池的分类 3.1 按不同用途和形式分： 固定型蓄电池：开口式、封闭式、防酸隔爆式、消氢式等。 移动型蓄电池：汽车起动用、火车用、摩托车用、船舶用、电瓶车用等。 3.2 按极板结构分为: 涂膏式（或涂浆式）、化成式（又称形成式）、半化成式（或半形成式）、玻璃丝管式（或叫管式）等。 3.3 按电解质的不同分为： 铅酸蓄电池：以酸性物质作电解质，如现在备用电源广泛采用的蓄电池，大都属这类。传统的铅酸蓄电池、酸性反压电池、硅胶蓄电池、干荷蓄电池、TW系列高能免维护固态蓄电池。 碱性电解质电池：以碱性物质作电解质，但电解质并不消耗，仅完成导电的作用。实用的有铁镍蓄电池、镉镍蓄电池和银锌蓄电池等，都适应大电流放电，特性优于铅酸蓄电池。 第二章 蓄电池的工作原理及失效机理 一、铅酸蓄电池的工作原理 正极活性物质是二氧化铅，电极反应为： PbO2 + 3H + + HSO4- + 2e PbSO4 + 2H2O 负极活性物质是海绵状金属铅，电极反应为： Pb + HSO4-- -2e PbSO4 + H+ 电池反应： Pb + PbO2 + 2H + + 2HSO4- 2PbSO4 + 2H2O 从反应式中可以看出，硫酸不仅传导电流，而且参与电化学反应，放电时硫酸不断减少，生成水，电解液浓度降低；充电时不断生成硫酸，消耗水，电解液浓度增加。 Pb—H2SO4—H2O体系的氧化还原标准电极电位： V- = PbSO4︱Pb = - 0.356 V V+= PbO2 ︱PbSO4 = 1.865 V E = V+ - V- = 1.865 – (-0.356) = 2.221 V 即电池电动势，通常近似为蓄电池开路电压。 二、开口式铅酸蓄电池与阀控式铅酸蓄电池的区别 开口式铅酸蓄电池的水和硫酸在使用过程中会蒸发散失，虽然可以通过加水加酸进行维护，但维护工作量大，且污染环境。 为了减少维护，阀控式铅酸蓄电池应运而生。阀控式铅酸蓄电池具有如下优点： （1）无需加水加酸、调配电解液等维护工作。 （2）特性优良，低温放电性能良好。 （3）无酸雾逸出，使用安全，对环境无污染，可与设备同室安装。 （4）结构紧凑，可立式或卧式安装，占地面积小。 （5）无“记忆效应”。 三、阀控式铅酸蓄电池结构特点 （1）全密封结构，用一安全阀控制电池内气体压力。 （2）利用氧再复合“水循环”原理，使电池正极析出的氧气通过隔膜扩散到负极发生氧化反应生成 PbO2 ，并与 H2SO