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矿用特殊型铅酸蓄电池的充电技术

时间:2022-11-18 19:29:11 点击:

    目前,铅酸蓄电池在煤矿中使用的最为广泛,因此本文主要针对铅酸蓄电池工作原理、充电的方法在煤矿应用中存在的问题进行阐述,总结现代充电技术的特点和难点,展望未来的发展方向。

【关键词】矿用铅酸蓄电池充电技术

     铅酸蓄电池作为二次能源的蓄电装置,在煤矿辅助运输过程中发挥着重要的作用,它实用范围广,存储电压效果好,是矿用蓄电池机车的动力之源,为驱动电机提供了直接的直流电源。根据煤矿行业相关规程规定,在矿井进风的主要运输范围内,必须使用一种能够防止爆炸的特殊型铅酸电池机车。因此,这就要求相关工作人员要及时、正确使用矿用铅酸蓄电池机车和掌握这种充电技术,让蓄电池在正常的过程中进行充电,有效地防止故障的发生和延长蓄电池的使用寿命。

一、铅酸蓄电池的工作原理

铅酸蓄电池在充电和放电时,正负两极会发生一定的化学变化。

     正、负极板由栅板和活性物质组成,其中,正极的活性物质是二氧化铅,负极的则是海绵化铅,电解液是硫酸溶液。在充电时,正、负两极板上的活性物质会和电解液发生化学反应,将电能转化为化学能贮存起来;然而在放电过程中,电解液也会与正、负两极板上的活性物质发生化学反应,把贮存在蓄电池内的化学能转化为电能供给负载,最后将蓄电池的正、负极板之间接入负载,蓄电池就开始放电。正极板上的二氧化铅被还原,而负极上的铅被氧化,使电解液中的硫酸转变为水,这样电解液的比重下降,从而使蓄电池内阻增加。如果在蓄电池的正负极板之间插入输出电压比蓄电池端电压高的直流电源,蓄电池就开始充电。随着这一过程的变化,电解液中的硫酸逐渐增加,水分子逐渐减少,使电解液的比重随之增高,蓄水电池的电压也提高。

二、铅酸蓄电池充电的方法

(一)恒定电流法

恒定电流法是用来调整充电装置输出电压的一种充电方法。在进行充电时,蓄电池的池端电压逐渐上升,再慢慢调整充电电压,做到充电的电流稳定,保持不变。这种充电方法的优点是速度快,但也存在着一定的缺陷。由于电池接受电流的能力受充电过程的影响,逐渐下降,到最后的充电后期时,就会出现强烈的沸腾现象,既消耗大量的电量,又损坏板极。

(二)恒定电压法

恒定电压法在充电时,充电电压要具有一个固定值。充电电流受电池电压的变化,两者成反比。在整个充电过程中,如果充电的电压调整的适当,可以避免过度的充电,但是对硫酸铅的还原能力差;如果充电电压调整不合适,在充电初期,电流过大,就容易导致正负两极板弯曲、活性物质脱落、蓄电池升温过高,最终导致电池报废。

(三)阶段性定电流

阶段性定电流充电优点是在充电过程中可以任意进行选择,不受限制,它适用于不同状态的蓄电池充电,并且能够彻底的充足电。这种阶段性定电流适合于矿用铅酸蓄电池串联电池组进行充电,操作起来简单方便。但这种充电方法也存在着一定的问题,在充电初期,由于用较大的电流进行充电,随着蓄电池电压的不断升高,使得充电的电流减少到原来的一半。这样就直接导致在充电末期时出现沸腾现象的减弱,损失的电能较少,直接影响了充电过程的进行。

三、矿用蓄电池充电要求

(一)矿用蓄电池的特殊结构

为了使井下蓄电电池能够安全的使用,不产生电火花爆炸,矿用铅酸蓄电池要做成一种能够保证安全的特殊结构。因此,电池的部位要采用高强度的工程塑料,电池之间的连接处要采用焊接的方法,蓄电池的正负两极极柱与连接的导线焊接处要用绝缘体防护罩,两极的极柱要用双极结构,电池使用特殊的工作栓。这样,才能更有效的保证井下使用的蓄电池的质量。

(二)矿用蓄电池充电

矿用蓄电池充电日常分为两个阶段:第一阶段时,充电电流为40-70A;第二阶段充电的电流相对第一阶段减少一半,为20-40A。两个阶段的充电时间平均为10-16小时。然而,根据国家相关标准规定,矿用铅酸蓄电池在规定的条件范围下要完成的频率数要达到750次。因此,要保证正常的充电质量,应该做到以下几点:

1、检查蓄电池组的正负极。

在进行充电时,要正确连接电池的正负极。充电机的连接线“+、-”极分别要与蓄电池的“+、-”相对应连接,不能错误连接。

2、及时调整充电电流

当随着蓄电池的不断充电,二氧化铅的数量随之减少,电解液的密度增大,电解液开始出现一系列的气泡时,极板上的二氧化铅转化为的正负极活性二氧化铅。而部分的电流就开始电解水,这时就达到蓄电池的基本充电。

3、保持一定的充电温度

充电过程中,电解液的温度要保持在45摄氏度以下的温度进行充电,由于在充电过程中,电化学反应放出一定的热量,使得蓄电池内部的电解温度也逐渐升高,再加上温度,就会加剧正极板栅的腐蚀,导致活性物质变得疏松,蓄电池的容量降低。

4、及时充电

在蓄电池使用完后,要及时进行充电,以避免极板发生疏酸盐碱化;对于不经常用的蓄电池,至少每月要进行一次的充电,以防止电池潮湿。

5、两极的极柱要戴保护套

蓄电池的正负两极极柱保护套要干净、良好。在充电过程中,两极的极柱不要卸掉,以免造成蓄电池之间出现短路现象,损坏蓄电池。

(三)KGZ快速充电机

煤矿在现阶段使用的KGZ系列的快速充电电机,在充电时采用大电流进行充电,直接导致电瓶出现极化,于是就会停止充电。这时,如果加一个和它反方向的极化脉冲电流,就可以很快消除出现的这一极化。提高蓄电池重新接受充电电流的能力,缩短充电的时间,达到更好的充电效果。

结束语

总而言之,矿用特殊型铅酸蓄电池在煤矿运输系统中发挥着非常重要的作用。这就要求,相关人员要掌握铅酸蓄电池的工作原理,熟练应用铅酸蓄电池的充电技术,保证这一特殊型铅酸蓄电池的长期使用。这不但节省了在设备上的资金投入,还提高了矿用电机车的运输效率。所以,为了达到这一要求,不但要采用一定的措施,让参加充电的相关工作人员进行专业的技能培训,来提高他们的业务水平和工作水平,还要增强充电工的责任心,制定严格的管理制度,加强对充电工的管理,这样才能保证蓄电池的充电质量,保证安全,更好的为煤矿生产服务。