蓄電池起火的原因有哪些你知道嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-19 22:01
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根據(jù)能量計(jì)算公式:Q=I2RT(Q代表能量,I代表電流,R電表電阻,T代表時(shí)間)可知,蓄電在放電的過程中會(huì)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(dòng)會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大,并且會(huì)隨著時(shí)間的推移而加大。當(dāng)使用蓄電池進(jìn)行輸出時(shí),電流經(jīng)過該部位會(huì)引起發(fā)熱,流過的電流越大,持續(xù)時(shí)間越長,發(fā)熱量就會(huì)越多,溫度就會(huì)不斷升高。當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí),就會(huì)引起電池端子發(fā)熱導(dǎo)致外殼材料炭化,ABS冒煙起火。連接松動(dòng)引起的火災(zāi)場景見圖2。
是某高校機(jī)房單組中4節(jié)蓄電池的某次放電時(shí)的溫度時(shí)間曲線。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(yùn)時(shí)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(dāng)放電1h的時(shí)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(dòng)的問題。由此可見連接松動(dòng)確實(shí)導(dǎo)致電池異常升溫,存在火災(zāi)隱患。
蓄電池的熱失控指的是電池過充或環(huán)境溫度過高導(dǎo)致充電電流過大,產(chǎn)生的熱量將使電池進(jìn)一步升溫。電池的溫度升高會(huì)導(dǎo)致電池的內(nèi)阻下降,內(nèi)阻的下降又加強(qiáng)了充電電流。溫度升高和電流的增大互相促進(jìn),使電池內(nèi)部溫度可以高達(dá)120℃以上,軟化ABS外殼(ABS軟化點(diǎn)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(huì)發(fā)生熱失控,原因是充電末期電池會(huì)發(fā)生電解水反應(yīng),而氧復(fù)合的效率并不能達(dá)到100%,不斷的電解液損耗會(huì)導(dǎo)致隔板的飽和度下降,這會(huì)增加密封蓄電池的氧復(fù)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(jìn)一步的失水,并最終引發(fā)熱失控。所以說浮充本質(zhì)上也是一種過充電。
如果電池出現(xiàn)過充電,電池內(nèi)部電解水的速率將會(huì)加快,這些氣體來不及被吸收,會(huì)不斷積累,當(dāng)電池內(nèi)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(diǎn)密封較好,在外部有火花時(shí)即容易引燃引爆。
蓄電池漏液
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(dòng)引起的火災(zāi)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(chǎn)過程中的結(jié)構(gòu)性密封損傷,如極柱和外殼焊接或粘接面存在未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的缺陷。在使用中產(chǎn)生漏液現(xiàn)象;
?、谶\(yùn)輸或者安裝過程中的不當(dāng)操作,引起的蓄電池外殼顯性或者隱形的損壞,并而未及時(shí)排除;
③充電設(shè)置不合理,使電池組長期過充電導(dǎo)致極板生長,外殼破壞,導(dǎo)致的漏液。根源還是過充電。
圖4為蓄電池漏液的場景。
一般來說,UPS的接地系統(tǒng)應(yīng)符合IEC60346標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于低壓接地系統(tǒng)的規(guī)定。這就意味著對(duì)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(dāng)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(shí),電池組間就會(huì)形成短路從而引發(fā)事故。
故障的檢測與預(yù)防
對(duì)于以上故障,比如電池的明顯漏液和電池連接的松動(dòng)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(shí)候就立即發(fā)現(xiàn),所以很多時(shí)候發(fā)現(xiàn)問題之時(shí)可能也是事故發(fā)生之日。
那么有沒有辦法從根源上進(jìn)行預(yù)測,或者有效延緩呢?對(duì)于連接條總動(dòng),可以通過電池的連接電阻和溫度變化來檢測。對(duì)于熱失控,從上面的原因分析我們可以得出一個(gè)結(jié)論:引發(fā)這些故障的最重要的一個(gè)原因就是過充電。如果能延緩或者杜絕過充電的發(fā)生,那么也就意味著可以做到有效的延緩和提前預(yù)防事故的發(fā)生。而對(duì)于電池漏液,可以通過監(jiān)測電池輸出對(duì)地的絕緣性能和電池漏電檢測來判斷。
1蓄電池間連接松動(dòng)
蓄電池是某運(yùn)營商分公司單組24節(jié)蓄電池的實(shí)時(shí)采集的電池正常運(yùn)行時(shí)的內(nèi)阻數(shù)據(jù)。從圖中可以看出,蓄電池組單節(jié)電池的內(nèi)阻屬于正常范圍,且一致性較好,內(nèi)阻值均在0.2～0.3mΩ之間。
電池投運(yùn)一段時(shí)間后,如果連接條松動(dòng),會(huì)引起蓄電池的接觸電阻增大,勢必也會(huì)引內(nèi)阻的測試值增大。為驗(yàn)證內(nèi)阻(包括連接內(nèi)阻)與連接松動(dòng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,將#21電池的螺母擰松后再次測試電池內(nèi)阻,測試結(jié)果如圖6所示。
#21蓄電池內(nèi)阻前后的變化之大,明確了內(nèi)阻(包括連接內(nèi)阻)與連接松動(dòng)的直接關(guān)系。由此可見,通過監(jiān)控電池之間的連接電阻,并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷,可以判斷電池是否有連接松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn),預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。
2蓄電池?zé)崾Э?/div>
蓄電池的熱失控主要是由于電池的過充和高溫引起的,所以只要能夠避免電池過充以及高溫就能有效的防止電池發(fā)生熱失控。
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蓄電池智能管理系統(tǒng)7x24h實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池的狀態(tài),當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池的浮充電壓過高或者均充時(shí)間過長時(shí)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的告警推送給相關(guān)運(yùn)維人員,運(yùn)維人員根據(jù)系統(tǒng)的維護(hù)指引進(jìn)行相應(yīng)的處理,可以有效的防止電池過充電;
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通過蓄電池智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化的充電管理,系統(tǒng)需準(zhǔn)確測量并計(jì)算電池的充放電量,當(dāng)系統(tǒng)檢測到電池充滿電時(shí),自動(dòng)停止充電,避免造成電池組過充電。對(duì)于浮充場景,在電池不放電情況下,系統(tǒng)應(yīng)定期補(bǔ)充電來補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量。當(dāng)電池充滿電后,系統(tǒng)自動(dòng)終止充電,避免因持續(xù)浮充電造成的過充電,使得電池組始終保持其最佳的狀態(tài),并且有效延長了電池使用壽命;
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蓄電池智能管理系統(tǒng)通過對(duì)電池充電進(jìn)行智能管理。當(dāng)電池接近充滿的狀態(tài)下,如果檢測到環(huán)境溫度出現(xiàn)異常升高的現(xiàn)象,系統(tǒng)下發(fā)指令并通過智能控制模塊使電池進(jìn)入休眠模式(無充電電流),當(dāng)電池溫度下降到正常狀態(tài)后,再繼續(xù)對(duì)電池進(jìn)行充電。這樣可以有效的防止溫度和電流的互相促進(jìn)形成的惡性循環(huán),從而杜絕熱失控的發(fā)生。
