摘要：城市轨道交通蓄电池调机工程车使用过程中经常发生蓄电池鼓包、发热等故障，以某城市轨道交通配置的蓄电池调机工程车在运行时发生蓄电池鼓包现场为例，从铅酸蓄电池工作原理、厂验项点及实际情况出发，分析蓄电池鼓包的原因，为后续线路提供参考性意见。
关词：城市轨道交通；铅酸蓄电池；鼓包
引言
牵引蓄电池作为蓄电池调机工程车蓄电池牵引模式下的动力源，是蓄电池调机工程车的重要组成部分。调机工程车在升弓状态下，由DC1500V电压经辅助逆变器降压得到AC380V电压，再经车载充电机降压得到DC110VＶ电压向负载供电，此时蓄电池处于浮充电状态，在受电弓降下或DC1500V电压失电状态下，调机工程车进入蓄电池牵引模式，蓄电池将为调机工程车提供动力。蓄电池一旦出现问题，调机工程车在无接触网情况下将全面瘫痪，影响段场内调车作业，甚至影响正线救援造成严重后果。
图1 蓄电池鼓包 图2 测量蓄电池鼓包程度
一、蓄电池基本工作原理
该蓄电池为全胶体阀控密封铅酸蓄电池，其工作原理如下：
阀控式密封胶体蓄电池在充放电过程中产生以下化学反应：
胶体电池内部电解质为胶状物，其中间留有无数微小裂纹，隔板内有憎水性的二氧化硅保留其孔隙，而使其保留气体通道，使正极产生的氧气顺着通道传递到负极复合成水，从而达到免维护。
蓄电池结构特性如下：电池高度、长度较大，而宽度较小。电池内部的化学反应，必须在一定的压力下才能完成（压力在10kpa以上，蓄电池安全阀压力一般设置为12-20kpa），由于壳体的尺寸问题，蓄电池在充电过程中，会出现蓄电池壳体轻微鼓起的情况，但正常情况下，在充电完成后，蓄电池将慢慢复原。
二、调机工程车充电装置及蓄电池配置情况
2.1 充电装置
调机工程车配置地面充电电源柜对蓄电池进行充电管理，电源柜的充电方式分为恒压充电和恒流充电，恒压充电又分为均衡充电（简称均充）和浮充电2种方式。充电初期蓄电池的接受能力较强，用较大的电流恒流充电，随着电池容量的增加，电压逐渐升高，电流等级开始降低，当电压上升至电压阈值时，自动转入调频调宽脉冲阶段计时充电阶段，时间为1小时，计时时间一到，则自动转为浮充电。蓄电池充满，完成整个充电过程，若此时继续充电，经过一段时间后，会逐渐出现维持浮充状态的涓流补充蓄电池的漏电流。
2.2 蓄电池配置情况
1）调机工程车配备有一个牵引蓄电池组，在车辆没有外接电源的情况下为整车运行提供动力电源。每台调机工程车配置392节单体蓄电池，每个单体之间使用带绝缘层的导体连接，确保蓄电池箱体任何部位都绝缘。所有单体蓄电池都可以从蓄电池上方直接提出。每个蓄电池单体的标称电压都为2V，整个蓄电池组串联输出约DC 800V电压，蓄电池组的容量不小于400Ah。
2）蓄电池柜工作原理使用环境：蓄电池最佳使用温度为25 ℃，蓄电池允许浮充使用和循环使用。
三、蓄电池出厂检验规程
蓄电池出厂检验规程如下表所示：
四、原因分析
将鼓包情况严重的铅酸蓄电池激活后，进行容量检测发现，蓄电池容量仍满足出厂标准，故得出以下结论：
（1）蓄电池在未充放电的情况下发生鼓包，原因是蓄电池内部极群发生微短路而产生气体。
（2）蓄电池外壳材料不均匀导致的塑性变形。
五、解决措施
1、对装车的所有蓄电池进行容量检测及恢复工作，并对所有单体蓄电池进行尺寸测量，将鼓包程度超标的单体蓄电池进行更换。
2、对所有蓄电池尺寸进行记录，并制定鼓包判定标准，在后续使用中跟踪蓄电池尺寸变化情况。
六、实施效果
对所有蓄电池重新激活并更换鼓包蓄电池后，蓄电池调机工程车正常运转，蓄电池容量满足出厂要求。正常使用3个月后，三月检时对蓄电池检查时发现，容量满足合同要求，单体蓄电池鼓包程度未加重，后续使用中将继续跟踪蓄电池尺寸变化情况。
结束语
通过对某城市轨道交通蓄电池调机工程车铅酸蓄电池的容量、尺寸测量发现，发生鼓包的蓄电池实际使用并未受影响，通过制定鼓包判定标准，并跟踪蓄电池尺寸变化情况，避免资源浪费，并确保蓄电池调机工程车安全运营。
为确保蓄电池正常运用，对蓄电池生产、运营提出以下建议：
1、蓄电池型式试验中增加蓄电池外壳保压试验，以确保蓄电池外壳强度满足使用要求。
2、在使用过程中严格遵守蓄电池厂商提供的使用维护手册相关内容，按期对蓄电池容量检测及尺寸测量，密切跟踪蓄电池的尺寸变化情况。
参考文献：
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［2］常玉华，华平，张丽娟．铅酸蓄电池鼓包原因及防治措施．河南科技，2015.6．
［3］赵杰权，史鹏飞，陆瑞生．阀控密封铅酸蓄电池的失效 模式机理及解决途径．电子技术参考，2014.9．
论文作者:戴诗炎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：蓄电池论文; 机工论文; 电压论文; 尺寸论文; 容量论文; 酸蓄电池论文; 轨道交通论文; 《电力设备》2018年第31期论文;