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劲博提示铅酸蓄电池爆炸的原因

 由于人们在蓄电池的使用中并不十分了解,所以在蓄电池使用中多多少少会出现一些错误。




  新蓄电池由于化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小,而旧蓄电池端电压较低,内阻较大,一般12V新蓄电池内阻为0。015-0。018欧姆,旧蓄电池的内阻却多在0。085欧姆以上,如果将新旧蓄电池串联使用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池尚未充满,而旧蓄电池早已经过高,而在放电状态下,由于新蓄电池的容量比旧的蓄电池容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至引起旧蓄电池反极,蓄电池鼓胀造成副作用。它会损耗新蓄电池的电能,同时也会造成电器内部的电压不稳,也存在着旧蓄电池使用过度所带来的危险。




引起爆炸的三种愿因:




1、蓄电池内压过高引起蓄电池壳爆炸



  由铅酸蓄电池工作原理,人们知道在蓄电池充电过程中,尤其是充电末期由于过充电,水分解为氢气和氧气,短路、严重硫化以及充电时电解液温度急剧上升,都会使水分大量蒸发,这时若加液孔盖的通气孔堵塞,由于气体太多来不及溢出,蓄电池内部的压力将升得很高,先引起蓄电池槽变形,当内压达到一定压力会从蓄电池槽盖结合处或其他薄弱处爆裂,这是一种物理过程。当蓄电池内部压力高于0.25MPa时蓄电池发生爆裂,爆裂位置位于槽盖热风结合处或应力集中的边角处。




2、氢气遇明火形成的蓄电池爆炸



   H2和O2混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-96%,H2和空气的混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-74%。如果过充电量的80%用于电解水,蓄电池内部的H2含量大于爆炸范围之内,当蓄电池中或空气中的含氢量累积至爆炸极限时,遇到明火就会形成爆炸,这是一种化学反应。研究发现蓄电池的爆炸属于支链爆炸反应。此类爆炸太多发生在过充电情况下,如果蓄电池内部极柱、穿壁焊等处存在虚焊点,蓄电池的爆炸几率较高。一个合格的蓄电池在正常的使用条件下不会发生自发热爆炸反应。当蓄电池充电电压汽油车高于14。4V,柴油车高于28。8V,在火种同时存在的条件下,可能发生爆炸现象。通过对蓄电池爆炸的车辆检查,发现大部分电压调节器存在缺陷,蓄电池处于严重的过充电状态。




3、由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池震动,极柱接线不牢产生火花,从而形成爆炸。


铅酸蓄电池的爆炸原因有哪些?

如果铅酸蓄电池的爆炸位置为槽盖热风结合处或应力集中的边角处,那原因则是过度充电导致内部压力高于0。25MPA且加液孔盖的通气孔堵塞导致。通气堵塞的情况下过度充电时,电池内部的压力及电解液的温度会速度上升,蓄电池槽变形,压力到达极限时会出现爆裂现状,严重的话才会出现爆炸。

铅酸蓄电池的爆炸原因与爆炸威力

电池在过充电时,水会分解为氢气和氧气,,每过充电1Ah,产生0。4181L氢气和0。20907L氧气。当蓄电池氢含量累积到一定程度或是含量>爆炸范围,那么遇到明火时就会爆炸。


容量不足、放不出电、电池鼓胀、电池漏液等是铅酸蓄电池常见故障,维护人员对此也习以为常,能熟练应对。电池反极、爆炸也并不鲜见,但现象令人迷惑不解,本文将通过案例进行分析。

案例一:用户进行油机与市电切换测试,UPS出现电池开关跳闸。经检查,恢复工作后的UPS状态无异常,蓄电池各单体浮充电压均衡,电池外观及连接也正常。采用该UPS 10分钟放电功能进行放电测试,万用表记录到开始瞬间电池组最低值为300V,随后回升到360V左右,UPS面板显示电池正在放电测试。测量蓄电池组没有放电电流,用万用表对每个电池进行测量时,发现其中有一节电压为-15V左右,其它电池都在12V左右。系统恢复正常供电后,测得所有电池电压都差不多。

分析:UPS进行电池测试时,整流器输出电压降低至360V,负载能量转由电池提供。由于电池放电性能很差,无法承担负载,端电压瞬间下降,整流器因负荷突变引起电压下降,最低探至300V,并立即回升至系统设定的输出电压360V以保障负载运行。

电池电压主要由极性材料决定,电压不可能高于正常电压,因此出现反向电压只可能是外部电压加在上面的结果。该UPS蓄电池组为32节12V电池串联,电池经瞬间放电后,开口电压略低于正常开口电压12。9V,大约为12。1V。除已反极的电池外,其它31节电池电压为12。1×31=375V,与整流器输出的360V相差正好15V,与反极的电压两端电压一致,可以判断反极电池已形成断路。

结论:蓄电池组在放电状态下若无放电电流,一节电池反极,说明该节电池断路。

案例二:某UPS配置100AH/2V电池180节1组,已使用4年,日常巡检时发现其中一节电池浮充电压长期偏低,从前期2。19V下降到2。15Vdc;浮充状态时测试电池内阻均衡,电池组能够放电为负载供电。电池组放电时,发现某节电池反极电压1。7VDC左右,整组电池电压偏低。因为该UPS负载率仅10%,未影响设负载运行。

分析:铅酸蓄电池正极为二氧化铅,负极为铅,放电过程中正负极活性物质都逐步转变成完全相同的物质——硫酸铅。如果某节电池剩余容量远低于其它电池,正极二氧化铅和负极活性铅都很快全部转化为硫酸铅,不再能放出电能。由于其它电池有电能输出,但电流与正常情况下的充电电流方向相反,因此其它电池放出的部分电能用于给该节落后电池充电,在原来的正极上生成铅,原来的负极上生成二氧化铅,并在电解液中生成硫酸。由于二氧化铅在硫酸中呈正电位,铅在硫酸中呈负电位,电池将具有反向电压,这就是反向充电。由于该电池原有容量不高,生成的硫酸密度低,据经验公式:充满电的电池开口电压=0.85+硫酸密度,电池反向电压一般不会高于2V,实测1.7,与分析值比较符合。

由于本案例中一组电池有180节,如果有一节电池放电至反极,该电池不但不能提供能量,还要抵消另一节电池的电压,全组相当于只有178节电池,影响率1。1%,对负载工作影响甚小。如果是48V电池组,影响率高达8。3%,即多数电池还有2V电压时,全组电压已下降至44V而引起电池保护或负载掉电,后备时间缩短一半以上。如果发生在24V电池组中,负载将很快掉电。

结论:如果电池组能放出电流,但某个电池反极,说明该节电池剩余容量远低于其它电池。如果系统采用12V电池,其中某一格反极,将使12V电池电压降至8V,对系统的影响与2V电池组成的电池组相同。


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