蓄电池在工程施工机械设备中具有极其重要的作用,本文从蓄电池的结构原理、 故障的排除入手,介绍了蓄电池的维护、保养、管理及特殊季节的使用和贮存。
关键词
蓄电池 故障分析 管理 贮存
随着工程机械行业的发展,蓄电池的管理与维护保养越来越引起施工企业的重视。就目前来讲,工程机械大、中、小型设备,无论是进口设备,还是国产设备,都离不开蓄电池:
(1)发动机启动时,给启动机和点火系统供电。要求在5-10S内供给启动机200-600A(有的柴 油机的启动机可达到1000A)的电流。
(2)发电机不工作或输出电压过低时,向用电设备供电。
(3)在发电机短时间超负荷时,可协助发电机向用电设备供电。
(4)蓄电池存电不足时,可将发电机的电能转化为化学能储存起来。
(5)具有稳定电路电压的作用,保护电路中电气元件不被损坏。
蓄电池对工程机械有重大作用,要求施工单位和机械管理单位的领导与机务管理人员要切实 重视起来,充分了解蓄电池的有关知识,加强蓄电池的管理,保障工程机械设备的正常运转。
1 蓄电池的分类
蓄电池按照电极的所用材料和电解液性质的不同可分为铅蓄电池,碱性蓄电池和新型电源。
铅蓄电池根据用途和用量的不同又可分为启动用铅蓄电池,固定用铅蓄电池,车用铅蓄电池和 铁路客车用铅蓄电池等。
碱性蓄电池根据电极材料不同又可分为隔镍蓄电池,铁镍蓄电池,新银蓄电池。
新型电源分为燃料电池,锌一空气电池,钠一硫电池等。
2 铅蓄电池和结构与工作原理
由于启动用铅蓄电池具有结构简单,内阻小,短时间内可迅速提供较大的电流,且电压稳定,价 格便宜等特点。因此启动用铅蓄电池在工程机械上得到广泛的应用。
铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成,每个单格电池的标称电压为2V,由极板、隔 板、电解液和外壳组成。
铅蓄电池的工作原理:铅蓄电池由正极板(Pb O2)和负极板(海绵状的Pb)浸入电解液(H 2SO4水溶液)中而形成,其内部反应是可逆的方程式:
当铅蓄电池放电时,两极板上的活性物质与电解液发生作用都转变成了硫酸铅,电解液密度 下降,而充电时,两极板上的硫酸铅,又分别恢复为原来的铅和二氧化铅,电解液密度回升。
3 铅蓄电池的常见故障、原因及应对措施
(1)极板硫化:当铅蓄电池经常维护不当,如充电不足,电解液面太低,会使极板活性物质逐渐 形成粗大,坚硬的硫酸铅。它的导电性能差,体积大,会堵塞极板的细孔,阻碍电解液扩散,增加内 阻,且在充电时不易变为二氧化铅和海绵状的铅,历时过久,极板会出现白色斑点,这种现象为”硫 酸铅硬化”,简称硫化。
极板硫化后,铅蓄电池放电时电压过低,启动性能变坏,充电电压较高,电解液温度迅速上升, 密度却偏低且上升很慢,会过早出现沸腾现象。
极板产生硫化的主要原因:
1)铅蓄电池长期充电不足或放电后未及时充电,当温度变化时,硫酸铅发生再结晶;
2)铅蓄电池的电解液面太低,使极板上部与空气接触而强烈氧化(主要是负极板) ;
3)电解液密度过高、不纯,外部气温变化剧烈都促进硫化。
因此,为了避免极板硫化,应使铅蓄电池经常处于充足电状态,放完电铅蓄电池应24小时内送 去充电,电解液密度要选择恰当,液面高度应符合规定。
对于已硫化铅蓄电池,轻者,按过充电方法充电;重者,按去去硫化充电方法或小电流充电,以消除硫化。
(2)自行放电:充足电的铅蓄电池放置不用会逐渐失去电量,这种现象称“自行放电”其主要原 因:
1)铅蓄电池材料不纯;如极板材料中有杂质或电解液不纯,则杂质与极板,杂质与杂质之间会 产生电位差,形成“局部电池”,形成局部电流,造成自行放电;
2)铅蓄电池长期放置不用,电解液中硫酸下沉,下部密度比上部大,使极板上下部产生电位 差,引起自行放电;
3)铅蓄电池盖上洒有电解液,使正负极桩导电时,也会引起自行放电。
因此,由于杂质太多,引起自行放电严重的铅蓄电池,可将它完全放电或过放电,使极板上的杂 质进入电解液,然后将电解液倒掉,用蒸馏水将电池冲洗干净,最后灌入新电解液重新充电。
(3)极板弯曲
极板弯曲的原因:
1)制造时,铅膏填涂不均匀,导致活性物质化不均匀,在充、放电时各部分电化学作用强弱也不 均匀,致使极板收缩和膨胀不一,造成弯曲;
2)铅蓄电池经常大电流放电而又不能及时得到充电,使极板内层深处一次次地生成硫酸铅,再 充电时不易被恢复,致使极板内部膨胀,造成极板弯曲,甚至开裂;
3)电解液中有杂质,引起局部反应,使小部分活性物质转变为硫酸铅,致使整片极板活性物质 体积变化不均,造成极板弯曲。
补救的措施是取出弯曲的极板组加以矫正,若极板弯曲严重,则应更换。
(4)活性物质早期脱落:活性物质早期脱落的现象多发生于正极板,其表征为充电时电解液中出现褐色物质,