齐占伟，王淑萍

（火箭军指挥学院，湖北武汉 430012）

警惕免维护铅酸蓄电池的安全问题

齐占伟，王淑萍

（火箭军指挥学院，湖北武汉 430012）

由于内部压力过高、单体电池不平衡、打火等问题，使免维护蓄电池仍有千分之几的爆燃概率，并成为严重的安全隐患。细化蓄电池的检查内容、加强温度监控、改善通风条件等措施，可有效预防蓄电池的爆燃。

免维护；蓄电池；爆燃；对策

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.21

0 前言

工程中蓄电池的应用很多，如电站起动、信息化系统、电气控制和应急照明等都离不开蓄电池。蓄电池发生安全事故的机率并不高，然而一旦发生爆燃，其故障损失和连带影响则十分巨大。

2016年1月25日，某信息化系统蓄电池发生爆燃事故，30余块蓄电池中20余块被烧得只剩极板，机箱烧毁，房屋吊顶烧穿，大量的碳粉进入服务器、计算机和投影机内，直接经济损失40余万元。该事故致使信息化系统停止运行2个月，间接经济损失无法估量。

工程中蓄电池往往与控制系统、信息系统等同地设置，而这些系统对温度、粉尘比较敏感，特别对导电颗粒如碳粒、酸雾更加敏感，如果工作时进入了导电颗粒，其破坏将是毁灭性的。

工程所使用的蓄电池多为免维护阀控密封铅酸蓄电池，对其维护工作往往不多，蓄电池安全预防措施也基本上是空白。因此蓄电池爆燃的安全预防十分重要，也十分必要。

1 蓄电池爆燃的原因分析

蓄电池爆燃原因的分析可以从产品质量、使用方法、工作环境等方面入手。通过对多起案例的分析发现，免维护阀控密封铅酸蓄电池爆燃的主要原因为产品质量缺陷、过充电或过放电、明火引燃或环境温度过高等。

1.1 故障概率

同铅酸蓄电池的工作原理基本一致，免维护蓄电池也是利用铅、氧化铅和稀硫酸之间的反应来工作的。与普通铅酸蓄电池的区别，一是格栅材料以铅钙合金代替铅锑合金，降低了锑污染造成的反电动势和电解液的消耗；二是采用安全通气装置以避免酸性气体的外泄，并利用钯的催化，促使H2和O2复合并回流，因此免维护蓄电池在使用中一般不需要添加电解液，起动性能也更好。但这些特点并不能使免维护蓄电池在使用中绝对安全。据统计，正常使用中蓄电池爆裂或爆燃的概率为1‰～3‰，这一概率使蓄电池成了严重的安全隐患，且常为用户忽视。

1.2 极板质量问题

蓄电池在使用过程中，不断地充电和放电，导致温度变化，极板膨胀变形。如果质量不好，可能造成活性物质脱落、隔板破裂、内部短路等。故障较轻时，蓄电池容量下降，发热严重，自放电明显；故障严重时将发生严重的爆炸现象，而内部短路往往很快向严重短路发展。一旦生产质量不能保证时，内部的杂质含量就会较大，这些杂质也是引起蓄电池自放电和内部短路的主要原因。

1.3 内部压力问题

蓄电池充放电时，蓄电池发热引起内部压力增高。过充电时，充入的电能使电解液中的水电解，产生H2和O2，不仅使蓄电池温度升高，电解液减少，还会造成严重的安全隐患。虽然免维护蓄电池采用了催化复合措施，安装了安全阀，当气压过高时就会自动排出气体。但若安全阀堵塞或发生故障，蓄电池内部压力达到0.25 MPa时，蓄电池的外壳就有可能破裂。蓄电池外壳破裂后酸液外泄，造成外部短路、发热，从而引起剧烈的爆燃。

1.4 单体电池的不平衡问题

每块蓄电池是由多格蓄电池单体组成的，在生产时由于工艺质量的问题，不能保证蓄电池每个单体的性能都完全相同，即出现单体电池不平衡现象。如果这种不平衡控制在一定范围内，并不会造成大的问题，但如果单体电池差异过大，则不能保证整块蓄电池的质量。主要原因是，①电池单体串联而成的整块蓄电池充放电时，每个单体流过的电流是相同的。如果某单体容量变小，则在充电的过程中，该单体首先充满，当其他单体充满时，该单体已严重过充电。②在放电时，该单体首先放电完毕，当其他单体放电完毕时，该单体已严重过放电。严重的过充电和过放电都会造成该单体迅速损坏，而使蓄电池整体性能变差而报废。在此过程中产生的气体以及单体温度的升高，都是蓄电池爆燃的主要原因。

当多块蓄电池串联使用时，蓄电池之间也会出现不平衡的现象。但在实际应用中，这一问题还算不上蓄电池的生产质量问题。实际工作中，可通过细致的日常维护等来加以克服。

1.5 火花问题

蓄电池排出的气体中，当H2占混合气体的体积在4%～96%时，遇到明火便会发生爆炸。火花一般在电池外部产生，也可能由于内部连接问题在蓄电池内部产生。当回路中有电流流过时，连接松动和接触不良的点位就容易产生火花，因此很多蓄电池爆炸事故发生在设备起动的瞬间。实际中，也有个别事故发生在明火照明的瞬间。

2 免维护蓄电池的维护要点

用户在使用过程中无法解决蓄电池的质量问题，但可以通过日常维护检查蓄电池的质量状况，在蓄电池可能发生爆燃之前提前处置。一般情况下，免维护蓄电池不需要维护，但需要经常检查。检查的内容主要包括5个方面。

2.1 检查电解液

在使用过程中，免维护蓄电池的电解液仍有部分损失，其液面高度会随着使用时间的增加而不断下降。当电解液下降到一定程度后，应及时更换蓄电池或补充电解液，以避免容量下降的不均衡而使个别蓄电池出现过充电和过放电。过充电更容易造成电解液的流失，过放电会加剧蓄电池的硫化现象，这些都是蓄电池安全事故的诱发因素。

实际应用中，很多免维护蓄电池安装了蓄电池观察窗。正常情况下，观察窗的颜色为绿色。当观察窗颜色为深绿色或黑色时，应及时充电；当观察窗颜色为黄色或红色时，应及时更换蓄电池。

2.2 检查导线连接情况

蓄电池运行时，导线接头部位应连接牢固，避免因连接不良而产生电火花。在日常维护中，应定期检查蓄电池连接桩，确保导线连接牢固，没有污物。此外在平时维护时，还要检查充电器质量和连接状况，避免充电器及其连线产生火花。

2.3 检查蓄电池电压

每过一定的时间（建议不超过6个月），对蓄电池的电压进行检测。检测时断开充电设备，令蓄电池带负载工作约30 min后，测量单个蓄电池的电压。如果发现单个蓄电池电压明显低于其他蓄电池，说明该蓄电池是欠充电的电池，应该对单个电池进行补充性充电。如果发现单个蓄电池电压明显高于其他蓄电池，表明该蓄电池处于失水状态，或具有失水倾向，应引起足够的注意。如果标称为12 V单块电池低于10.5 V，说明该电池已经损坏，应进行更换。

2.4 检查浮充电电压

为了保证蓄电池始终处于充满电的状态，克服蓄电池自身的自放电现象，工程中的蓄电池平时处于浮充电状态，此时充电器的输出电压稳定在一个固定的值，如果此值过高，则表明充电器故障，极有可能造成蓄电池过充电。蓄电池单体浮充电电压一般控制在2.25 V，12 V蓄电池控制在13.5 V，其他以此类推。当12 V的蓄电池电压长期处于≥14.4 V，就会产生较多的可燃性气体，说明已初步具备爆炸的条件，应当引起重视。

2.5 检查蓄电池寿命

定期检查蓄电池的容量，以及时发现蓄电池组的不平衡现象。蓄电池的容量检查一般采用放电试验法，但这种方法操作复杂，也比较耗费精力，可每1～2 a检查一次。

3 免维护蓄电池的安全对策

3.1 温度监控

为方便管理，蓄电池一般成组放在蓄电池柜中。当蓄电池性能变差时，往往会出现温度过高等现象。为此，可在蓄电池柜中安装温度监测装置，必要时可分别监测每一块蓄电池的温度，一旦发现某块蓄电池的温度异常，或蓄电池柜整体温度与工作状态不符，能够及时发出报警，提醒工作人员采取措施，避免故障的进一步发展。

3.2 加强通风

通风的目的有2个，一是降低蓄电池的工作温度，二是及时排出可燃气体。目前很多蓄电池柜采用铁皮制作，仅留有很小的自然通风孔，安全隐患较大。建议加装强制通风装置，同层蓄电池之间留＞2 cm的通风间隙。

3.3 蓄电池的成组更换

蓄电池更换时，最好成组更换，以保证蓄电池组中各蓄电池的平衡性。同样，新旧性能不同的蓄电池尽量不要混合使用。蓄电池更换后，应将蓄电池组及时充满，再检查新更换的蓄电池情况，如果没有充满，应进行单独补充，并跟踪检测电压3次以上；如果发现容量较小，出现过充电现象，应立即将此蓄电池退出，避免发生事故。

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［3］戴玮玮.免维护蓄电池及充电设备的运行与维护探讨［J］.冶金动力，2013（1）：1-4.

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〔编辑 王永洲〕