蓄電池爆炸原因淺析

2019-11-03 09:57:08

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李克民中訊郵電咨詢設計院　　近年來，通信電源系統因蓄電池故障造成通信中斷的情況呈上升趨勢，因蓄電池爆炸造成的惡性事故也發生過不止一次。為了保證通信電源安全、可靠地運行，本文從蓄電池在供電系統中起到的重要作用方面談談蓄電池為什么會發生爆炸，以及在生產制造、技術維護和檢驗等方面如何抑制蓄電池爆炸等惡性事故的發生。

1 蓄電池是保證直流不間斷供電的基礎

　　對蓄電他的維護在通信電源的技術維護工作中是非常重要的。正常情況下，讓蓄電池處于充滿而又不過充的狀態，這樣蓄電池失水率低，負極板析出的氫氣少，在整流器一旦無輸出時，可以保證蓄電他能夠單獨向主機供電一定時間。對于48V系統而言，電池組最低電壓一般是43.2V，蓄電池組的容量如果低于43.2V，對電信系統來說是不可用的，所以要求電池組中各單體電池都要處于良好狀態（均勻性和一致性比較好），若發現一“只“落后”電池，就要進行處理，否則就會大大縮短蓄電池單獨放電的時間。

　　通信主機多是要求直流供電的，通常情況下，我們所說的不問斷供電是保證直流供電，蓄電池是保證直流不間斷供電的基礎。

　　蓄電池爆炸是供電系統的惡性事故，近年來已發生多起，而且基本上都是在整流器沒有輸出時蓄電池由浮充狀態轉為單獨供電的瞬間爆炸的。柴油發電機組的啟動電池也是在市電停電、充電停止和啟動瞬間發生爆炸的。電池爆炸會引起連鎖反應，當有一只電池發生爆炸時，就會引發多只電池爆炸。這樣勢必造成直流供電中斷，使通信陷于癱瘓狀態，所以我們一定要千方百計地降低蓄電池惡性事故發生的概率，以保證直流供電系統安全、可靠地運行。

2 蓄電池在放電瞬間易發生爆炸的原因

蓄電池在以下兩種情況可能會發生爆炸。

（1）引爆

　　蓄電池內部氫氣的含量超過4%，且有明火時會發生引爆。

（2）壓爆

　　用ABS塑料做殼體的蓄電池，當內部壓強大于40kPa、內部應力發生大的變化時就會發生壓爆；在內部應力相對穩定時，即使內部應力沒有發生變化，若壓強繼續升高也會引起壓爆。

　　以上兩種情況均是在蓄電池由浮充狀態轉為放電的瞬間發生的。在情況（1）中：浮充電壓偏高，電解水較多，負極板析出的氫氣未能及時全部擴散到正極板而有部分存留在電池上部，含量逐漸增加。在浮充時充電電流很小，即使極柱、正負極板群有接觸不良的點，也不會引起明火，但在轉為放電的瞬間，放電電流很大，有的將達到上千安培，這時觸點不良的點就容易產生明火，使蓄電池發生爆炸。

　　在情況（2）中：浮充電壓偏高，電解水較多，正極板析出的氧氣和負極板析出的氫氣不能通過中間反應化合成水而存在于電池內部，使蓄電池殼體承受的壓力越來越大，當安全閥未能及時自動開啟，殼體的壓力在達到一定值時，就會發生壓爆；當殼體壓強達到40 kPa時，接近危險狀態，在浮充電時，因充電電流小，電池內部應力處于臨界穩定狀態，尚未產生壓爆，但在轉為大電流放電的瞬間，對電池內部應力急劇變化，從而引起壓爆。

3 如何抑制電池爆炸的發生

　　為了使蓄電池在通信電源供電系統中能夠安全運行，YD/T 799-2002《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》通信行業標準中特作了有關規定，要求蓄電他的密封反應效率不低于95％；安全閥應具有自動開啟和自動關閉的功能，其開閥壓力應為10～35kPa，閉閥壓力應為3～15kPa；蓄電池在充電過程中遇有明火，內部應不引燃、不引爆；蓄電池均衡充電單體電壓力2.30～2.35V（25℃）；蓄電池浮充單體電壓為2.20～2.27V（25℃）。嚴格執行上述規定，可以有效地抑制電池爆炸等惡性事故的發生，為此我們應該做到以下幾點。

　　（1）生產廠商對安全閥的質量要格外重視，以確保安全閥能被可靠地開啟和關閉；宜適當放寬負極板的厚度，減少氫氣析出量；灌注的電解液的密度不高于1.28g/cm3，使其單體浮充電壓在不高于2.25V（25℃）時，就能讓蓄電池處于充分充滿狀態；封口方式宜采用封口膠粘結。

　?。?）電信部門要選擇質量保證體系比較完善的公司生產的蓄電池6目前生產蓄電他的廠商有很多，產品質量的差別也很大，所以在選購時一定要選擇密封反應效率高、浮充電壓和充電電壓要求較低、生產工藝完善、一致性較好的公司生產的產品。

　　（3）運行維護部門要嚴格按照規程進行維護操作，以保證蓄電池組處于完好狀態、浮充電壓或充電電壓穩定在規定值，若廠商說明書給定的浮充電壓為一個范圍，則應根據機房溫度進行整定，如一般廠商給定的溫度范圍為20℃～30℃，浮充電壓為2.23～2.27V，當溫度為20℃時，浮充電壓應為2.27V，當溫度為30℃時，浮充電壓應為2.23V如果長期以偏高的浮充電壓運行，有可能會出現電池過充電的情況，引起內部壓力增大，失水加快，從而影響電他的使用壽命。相反，若長期以偏低的浮充電壓運行，有可能會使電池處于未充滿狀態，影響單獨放電的時間。出現電池異常或“落后”電池一定要及時進行處理（“落后”電池只能在放電狀態下才能正確判斷）。整流器應選用穩定性好、精度符合要求、對蓄電池有溫度補償功能的產品。

　?。?）根據電信部門特殊的使用要求和已經發生的多起電池爆炸的慘痛教訓，產品出廠前一定要進行抽檢。在驗收時，隨機抽出一只電池，按照YD/T 799-2002第6.17條防爆性能試驗規定，做放電瞬間內部應不引燃、不引爆的檢驗。

　?。?）采用新型的防酸隔爆電池。目前閥控式密封鉛酸蓄電池存在容量監控難、使用壽命短、一致性差、爆炸事故多等嚴重問題，短期內難以讓使用者達到比較滿意的程度。防酸隔爆電池吸收了閥控式密封鉛酸蓄電池在合金、失水率低等方面的優點而成為一種新型產品，達到了使用安全、壽命長、維護少的目標。

摘自《電信技術》