怎樣預防與防范閥控密封式鉛酸蓄電池起火？

雙登閥控密封式鉛酸蓄電池在后備電源領域占據(jù)著重要的地位,但作為一個化學容器,鉛酸蓄電池本身還存在著許多安全隱患。比如電池的鼓脹、漏液、甚起火,尤其是電池起火還會造成巨額的損失,所以如何檢測并預防這些故障對設備的正常運行來說尤為重要。文中敘述了鉛酸蓄電池起火的原因以及相應的檢測方法,并探討了如何從電池反應原理上進行防范。

    Ponemon研究所對北美63家數(shù)據(jù)中心的調查報告表明,設備故障中UPS電池故障是導致多數(shù)數(shù)據(jù)中心宕機的“罪魁禍”,有65%的受訪者認為UPS電池故障是導致數(shù)據(jù)中心宕機的要原因;根據(jù)報告數(shù)據(jù),除去人為和天災,2016年設備故障導致數(shù)據(jù)中心宕機的原因中,UPS系統(tǒng)故障占比大,占到了25%;而在UPS故障原因中,鉛酸蓄電池是導致故障主要原因,概率高達50%。

在鉛酸蓄電池的眾多安全隱患中,各種原因導致的火災始終扮演著“殺手一號”角色,所以如何有效的發(fā)現(xiàn)和防范電池起火事故也一直是研究的熱點。

1 鉛酸蓄電池工作原理，

鉛酸蓄電池是一個能量儲存與轉換的裝置,放電時,電池將化學能直接轉換為電能;充電時則將電能直接轉化為化學能儲存起來。其充放電過程都是由化學反應來完成的,鉛酸蓄電池的電化學反應式如下:

從上面反應式可看出當蓄電池充電完成后,若再繼續(xù)充電則會導致電解液中的水份電解,而電解水的結果將使得電池正極部分產生氧氣,負極的部分產生氫氣,如果這些氣體不能重新復合,電池就會失水干涸。因此是需要定期補水維護的。而閥控式密封鉛酸蓄電池無需加水維護,重要的關鍵在于電池能在電池內部氧復合,同時抑制氫氣的析出。

2 蓄電池起火的原因

(1)蓄電池間連接松動，雙登蓄電池

根據(jù)能量計算公式:Q=I2RT(Q代表能量,I代表電流,R電表電阻,T代表時間)可知,蓄電在放電的過程中會放出一定的熱量,放電電流和電阻值越大,放出的熱量也就越大。電池間連接松動會導致接觸電阻增大,并且會隨著時間的推移而加大。當使用蓄電池進行輸出時,電流經(jīng)過該部位會引起發(fā)熱,流過的電流越大,持續(xù)時間越長,發(fā)熱量就會越多,溫度就會不斷升高。當溫度上升到一定程度時,就會引起電池端子發(fā)熱導致外殼材料炭化,ABS冒煙起火。連接松動引起的火災。

蓄電池的電池配置電壓為528V,每組44節(jié),單節(jié)電池規(guī)格為12V100Ah,投運時間為1年。從圖中可以看出,從放電開始第39節(jié)蓄電池的溫度就急速上升,當放電1h的時候溫度已經(jīng)接近80℃。放電后經(jīng)檢查,第39節(jié)電池存在連接松動的問題。由此可見連接松動確實導致電池異常升溫,存在火災隱患。

(2)蓄電池熱失控，雙登蓄電池
蓄電池的熱失控指的是電池過充或環(huán)境溫度過高導致充電電流過大,產生的熱量將使電池進一步升溫。電池的溫度升高會導致電池的內阻下降,內阻的下降又加強了充電電流。溫度升高和電流的增大互相促進,使電池內部溫度可以高達120℃以上,軟化ABS外殼(ABS軟化點90℃左右),從而發(fā)生電池的膨脹,漏液,起火。

需要注意的是正常浮充的電池在壽命中后期也可能會發(fā)生熱失控,原因是充電末期電池會發(fā)生電解水反應,而氧復合的效率并不能達到100%,不斷的電解液損耗會導致隔板的飽和度下降,這會增加密封蓄電池的氧復合的電流,不但增大電池的浮充電流,加速了電池的發(fā)熱和進一步的失水,并終引發(fā)熱失控。所以說浮充本質上也是一種過充電。

如果電池出現(xiàn)過充電,電池內部電解水的速率將會加快,這些氣體來不及被吸收,會不斷積累,當電池內部壓力超過開閥壓后排出氫氧混合易燃易爆氣體,如果站點密封較好,在外部有火花時即容易引燃引爆。

(3)蓄電池漏液，雙登電池

鉛酸蓄電池漏液指的是電池在使用過程中,電圖2連接松動引起的火災池表面有電解液滲出。蓄電池漏酸的原因一般可分為三類:

①生產過程中的結構性密封損傷,如極柱和外殼焊接或粘接面存在未能及時發(fā)現(xiàn)的缺陷。在使用中產生漏液現(xiàn)象;

②運輸或者安裝過程中的不當操作,引起的蓄電池外殼顯性或者隱形的損壞,并而未及時排除;

③充電設置不合理,使電池組長期過充電導板生長,外殼破壞,導致的漏液。根源還是過充電。

一般來說,UPS的接地系統(tǒng)應符合IEC60346標準關于低壓接地系統(tǒng)的規(guī)定。這就意味著對于大部分UPS來說,電池組的中心線和電池架都是接地的。所以當電池組中有電池出現(xiàn)漏液,并且漏出的電解液流到電池架時,電池組間就會形成短路從而引發(fā)事故。

3 故障的檢測與預防，雙登總

對于以上故障,比如電池的明顯漏液和電池連接的松動可以通過外觀的查看和定期巡檢發(fā)現(xiàn)。但這些手段終究不能再故障發(fā)生的時候就立即發(fā)現(xiàn),所以很多時候發(fā)現(xiàn)問題之時可能也是事故發(fā)生之日。

那么有沒有辦法從根源上進行預測,或者有效延緩呢?對于連接條總動,可以通過電池的連接電阻和溫度變化來檢測。對于熱失控,從上面的原因分析我們可以得出一個結論:引發(fā)這些故障的重要的一個原因就是過充電。如果能延緩或者杜過充電的發(fā)生,那么也就意味著可以做到有效的延緩和提前預防事故的發(fā)生。而對于電池漏液,可以通過監(jiān)測電池輸出對地的緣性能和電池漏電檢測來判斷。

雙登蓄電池6-GFM-24 12V24AHEPS電池

• : 雙登蓄電池
• 型號: 6-GFM-24 12V24AH
• 產地: 中國大陸
• 適用對象: EPS/UPS 太陽能 直流屏 電力系統(tǒng)

雙登集團勇于承擔社會責任，相應政策號召，堅定推進綠色低碳事業(yè)，忠貞不渝的實踐 “新能源、循環(huán)性、高科技”理念的信仰指引。雙登注重從設計開發(fā)、綠色采購、體系管理、循環(huán)回收、節(jié)能減排五大環(huán)節(jié)重點管理，推動社會進步，承擔企業(yè)責任，在以綠色能源驅動未來的道路上始終不渝、從未止步。

雙登始終專注于通訊、電力、鐵路、航空、軍事、民用等領域，竭誠為1流企業(yè)提供全面能源儲存解決方案，在國內主流通信運營商*多年穩(wěn)居位，取得了歐美等數(shù)十個國家的進網(wǎng)認證，銷往美國、英國、印度等五大洲八十多個國家和地區(qū)，海外銷售業(yè)績近5年持續(xù)增長。

“傳統(tǒng)的蓄電池制造商”向“新能源系統(tǒng)解決方案提供商”全速升級。今天的雙登比過去任何時候都更加成熟、更具經(jīng)驗地向客戶提供、系統(tǒng)的能源儲存解決方案。并以生產一代、試制一代、設計一代、構思一代的良性梯度開發(fā)結構不斷延伸著產品的廣度與深度，高技術含量產品達到業(yè)內 高水平，邁入能源產品的競爭市場。

 6-GFM型閥控密封鉛酸蓄電池，是采用當代技術研制開發(fā)的新型高能蓄電池，各項性能指標符合YD/T799-2002及IEC標準。該產品具有密封安全可靠，比能量高，內阻小，自放電率低，充電接受能力強，循環(huán)壽命長，密封反應效率高等諸多優(yōu)點。在正常使用時無游離電解液，無酸霧溢出，維護使用方便，可廣泛用于電信通訊系統(tǒng)、不間斷電源（UPS）、報警消防及保安系統(tǒng)、緊急照明系統(tǒng)、移動測量設備、電力系統(tǒng)、儀器儀表、軍事領域、鐵路系統(tǒng)、自動控制設備等領域。。

1、初始容量大，比能量高采用新型合金板柵材料技術，優(yōu)化設計的產品結構，容量比同類產品高出5%，比能量達35~38Wh/kg。
2、低溫性能*采用特殊的耐低溫添加劑材料，電池能夠在-15℃～40℃環(huán)境下正常使用。
3、組合一致性采用的和膏設備、極板分選取設備、電池動態(tài)配組技術，能有效提高整組電池的一致性。
4、高功率放電性能好正、負極板均采用涂膏式結構，緊裝配工藝，內阻小，高功率放電性能好，具有*的起動能力，30°斜坡爬坡輕松自如。
5、安全可靠安全閥能自動開啟，既可以排出由于誤操作或雙登6GFM120/雙登蓄電池/免維護12V120AH過充電導致的多余氣體，又能防止外部氣體或火花進入電池內部引起自放電或爆炸。全密封防泄漏結構：電池可傾斜、臥放使用，但不允許倒置。
6、使用壽命長長壽命活性物配方，具有*的耐深循環(huán)充放電能力，在25℃下，80%DOD循環(huán)壽命可達600~700次；100%DOD壽命循環(huán)達300~350次。
7、綠色環(huán)保雙登電池以綠色環(huán)保為本，采用新型密封結構優(yōu)化設計，確保使用過程無漏酸及酸霧溢出現(xiàn)象，安全可靠。
8、免維護密封反應效率高，電池在整個使用過程中無需補水或補酸維護。

雙登蓄電池6-GFM-24 12V24AHEPS電池