核电站蓄电池组安装

张侠 刘黎明

摘要：直流电源在核电厂控制中担负着重要任务，蓄电池组的作用是在充电器发生故障时为机组提供至少一小时可靠的直流电源，其可靠性直接影响到核电厂的正常运行，本文主要介绍蓄电池组的安装的基本要求。

关键词：蓄电池组；安装；充电；放电

中图分类号：TM623 文献标识码：A

一、核电站用蓄电池简介

核电站的一系列的操作回路、信号回路、自动装置及继电保护等回路为了能够在厂内交流电源故障时仍能可靠而安全地保证工作，皆采用直流电源。蓄电池组和充电柜一起，为核电站的控制和显示提供直流电源。正常运行时蓄电池由充电器以浮充方式供电，充电器可供给最大持续负荷电流，同时维持蓄电池组端电压恒定，蓄电池组仅要求承担瞬时尖峰电流。在充电器或交流电源故障时，蓄电池应有能力承担全部负荷，其供电时间至少为1小时。蓄电池组一般有48V、110V、220V三种电压级别。

蓄电池根据工作原理和构造分类，主要分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。但在核电站中所用的蓄电池一般都是铅酸蓄电池——核安全级（IE）GFD固定型防酸式铅酸蓄电池。

GFD固定型防酸式铅酸蓄电池的结构是正极为管式，负极为涂膏式。采用微孔橡胶隔板，电池槽与电池盖之间采用封口剂密封。电池槽采用透明塑料制作，不仅机械强度和耐酸性能良好，而且外型美观和维护方便。根据使用要求：电池分别装有防酸雾和消氢帽其名称为固定用密闭防酸雾式铅酸蓄电池和固定用消氢式蓄电池。

固定用密闭防防酸雾式铅酸蓄电池的特点是：在充电时，内部逸出的大量酸雾，经防酸雾帽过滤后，不致逸出外部。同时产生的氢气，由于防酸雾帽的隔离，若遇有明火其内部也不致引起爆炸.

固定用消氢式铅酸蓄电池的特点是：消氢帽能将电池产生的氢、氧气体化合成水回流到电解液中。因此，固定用消氢式铅酸蓄电池基本上杜绝了氢、氧气体和酸雾的逸出，大大降低了耗水量，进一步改善了工作环境提高了安全可靠性。

二、安装前的准备工作

蓄电池在安装前，首先应了解制造厂的使用维护说明书和现场施工图，除此之外，蓄电池室土建工程应按设计要求全部竣工并经验收合格，蓄电池室照明灯具的安装位置应便于维护，所用导线或电缆应具有防腐性能或采取防腐措施。照明及通风 ，可投入使用。以及准备好硫酸、蒸馏水、保安及其它工具等。

三、蓄电池安装

1蓄电池运输及开箱检查

蓄电池在运输过程中应避免撞击，否则易损坏极板使极板变形，装卸箱时应轻搬轻放，不得倒置、重放重压、日晒雨淋。设备到达现场应检查包装及密封良好，开箱检查清点蓄电池的型号、规格应符合设计要求，附件齐全，元件无损坏情况，外观检查合格，产品的技术文件齐全。

蓄电池应存放在清洁、干燥、通风良好、无阳光直射的室内；存放中避免短路、受潮，定期清扫灰尘保持清洁。设备安装前的保管工作非常重要，不然会造成蓄电池的损坏而影响电池的容量。

2基础台架的安装

核安全级（IE）GFD固定型防酸式铅酸蓄电池采用IE级抗震支架，结构形式为：钢、木结合式防震架。

防震架主要由支承件，承重件，绝缘件、紧固件四大部分组成，其中支承件是由钢门架、门架底座厚木板、侧梁（槽钢或角钢），纵垫板、横垫板、（夹紧电池用）横垫铁几种零部件组成。承重件仅有钢底座一种部件组成。绝缘件是由硬质PVC塑料制成的垫圈（用于地脚膨胀螺栓上部）一个零部件组成。紧固件则由标准螺栓、螺母、弹性垫圈。大垫圈、底角膨胀螺栓组成。钢门架是由立柱槽钢、横梁槽钢加强筋钢板，底钢板焊接而成。钢底座是由纵向槽钢，横向槽钢相互垂直叠放焊接而成。纵向槽钢的顶部粘接有橡胶垫。纵横的木垫板将每个蓄电池之间等距离隔开、夹紧、通过拧紧螺栓使蓄电池之间夹紧定位。

3.蓄电池及防震架的组装

防震架呈散件包装，到现场组装，在组装前应按图样，零部件明细表确定核实后进行组装。组装前需备好以下工具及材料：①活扳手；②扭矩扳手；③冲击电钻及手电钻；④粘合剂；⑤钢卷尺（3～5m）;⑥记号笔。

为确定地脚螺栓孔的位置，应先将门架与侧梁用螺栓连接好，摆放到预定安装区域内，用记号笔画出螺栓孔位置后移开门架，按略大于螺栓直径1～2mm的钻头铅出所需要的孔。对于104只组内的多门架，对防震架来讲、应先从中间两门架开始安装，也可以从一端（指里面）向另一端（外面）安装。

在地脚螺栓孔制好后，可先用门架试放一次，验证孔位置合适后，才可正式安装防震架。首先，将侧梁与门架分开，先将门架及底板按图样用地脚螺栓定位。然后用活扳手紧固，之后可用扭矩扳手逐只校紧，扭矩应控制在图样推荐范围。在各门架安装好后将钢底座直接摆放在两架之间的地面上，即可安装摆放电池。

4.蓄电池安装

蓄电池可用平板手推车移到防震架旁边，之后用吊装带兜底逐只吊装排列摆放，为了防止倾翻，应先在钢底座中部摆放2～3只蓄电池。每只蓄电池放好后之间应留出10mm间隙放入木垫板，在蓄电池摆满后，先检查电池的极性及方向是否正确无误后，方可放入横纵向木垫板、横垫铁，然后将两边侧梁与门架立柱用螺栓、螺母、垫圈连接定位。之后用活扳手逐只拧紧螺栓，纵向夹紧垫板塞紧。横向夹紧可拧紧侧梁（角钢）上的螺栓。

当纵向、横向均夹紧后，可用扭矩扳手对侧梁（角钢）上的螺栓校紧扭矩应控制在图样推荐范围，当扭矩校完后，既应检查蓄电池外观是否有异常，如有异常应调松螺栓，重新设置扭矩，经以紧凑适度不损坏电池外壳为宜，此后即可对蓄电池进行安装连接成，按接线图进行。

蓄电池组安装应符合系列要求：①蓄电池放置平台基架及间距应符合设计或制造厂家要求；②蓄电池安装应平稳、同列电池高度一致、排列整齐。③连接条及抽头的接线正确，接头连接部分应紧以电力复合脂、螺母应紧固。④有抗震要求时，其抗震设施应符合有关规定，并牢固可靠。⑤温度计密度计、液向线应放在易与检查的一侧。

需注意的是如果蓄电池组无法充满抗震支架，应用假电池补满空位，以保证整体的抗震性能。

四、蓄电池充电和放电

1.初充电

充电的好坏是影响蓄电池寿命的关键，如果充电不当不仅降低蓄电池的容量也减少其寿命。所以充电要严格按上制造厂规定数据进行充电。充电方法一般分为以下几种：

全程恒流法

用0.05C10A的电流充电，时间72-76小时。（注：C10代表电池的10h率额定容量）

分段恒流法

用0.1C10A的电流充电18小时，再以0.05C10A的电流充电36小时。

恒压充电

先用0.1C10A的电流充电，至单体蓄电池端电压达2.35V，然后以2.35±0.02V的恒电压充电，时间约为100h。

采用恒流法充电时，充电设备的输出电压应比电池组的额定电压高40%；若用恒压法进行充电，蓄充电设备的输出电压应比电池组的额定电压高20%。并保持充电电流的恒定，充电时电池组的正极接充电极的正极，负极接充电机的负极。正极为赭色，负极为兰色应有明显的标识。

初充电应符合下列要求：

⑴初充电前应对蓄电池组及其连接条的连接情况进行检查；

⑵初充电期间，应保证电源可靠，不得随意中断；

⑶充电过程中，电解液温度应控制在15℃～40℃范围内, 最高不得超过45℃。

因蓄电池组布置时往往出现3只或4只紧密排列的情况，如果降温措施不到位易造成电解液温度超过45℃。对于蓄电池的降温措施大致有两种做法，使用冰块或空调进行降温。使用冰块降温措施，需要注意排水问题。使用空调降温从实际操作上，其降温效果不明显，处于中间位置的蓄电池的温度容易偏高，针对此问题，房间内应增加了轴流风机，可以显著改善降温效果。

液温超过45℃时，应将充电电流减半（但充电时间适当延长），若温度继续上升，则应停充1～2小时，此时应记录下来，使前后充电终止时间响应延长，保证充入规定的安培小时。

在初充电过程中应每小时作出下列记录：

⑴充电电流值；

⑵电池的端电压和电池组的总电压；

⑶电池的密度和温度。

在充电过程中，由于电解作用，会有一部分电解液蒸发。故液面降低至最低液位时应及时补充，维持液面高度。（电瓶渗漏者另行处理）。

蓄电池初充电结束时应符合下列要求：

⑴充电容量应达到产品技术条件规定。初充电应达到额定容量的3.6至3.8倍。

⑵电池的电压、电解液的密度应连续了4h以上稳定不变（有的标准中要求稳定不变时间为3小时），极板上下均冲分冒出气泡。初充电结束后电解液的密度及高度需调整到规定值，并应再进行0.5h的充电，使电解液混合均匀。

充电结束时，个别单体蓄电池的端电压和密度不符合厂家技术要求时，立即对该电池的密度进行调整，并单独对其进行充电，充满后再放置于蓄电池组中进行放电试验。

2.放电

放电的同时在于检查蓄电池的安培小时容量是否充足。初充电未完成时不准放电。初次放电以10小时放电率进行放电，放电电流应保持稳定。放电时电池的比重和电压都普遍降低。但只要个别电池底于制造厂规定值时即应停止再放，然后计算总的放出容量。

在放电过程中，应每小时做出下列记录：

⑴放电电流值；

⑵电池的端电压和电池组的总电压；

⑶电池的温度和密度；

蓄电池首次放电终了时应符合下列要求：

⑴电池的总终电压及密度应符合技术条件的规定；

⑵不和标准的电池的电压不得低于整组电池中单体电池的平均电压的2℅；

⑶电压不合格的蓄电池数量不应超过该组电池总数的5℅；

⑷温度为25℃时的放电容量应达到其容量的95℅以上。当温度不为25℃向在10°～40℃范围内时,其容量可按下式进行核算：

C10=Cn/[1+Z(t-25)]

式中: C10为基准温度25℃时的容量, Ah

Cn 为实测容量, Ah

Z 为温度系数, ℃-1 ，Z=0.006℃-1

t 为初始平均温度, ℃

蓄电池的放电方式举用下列两种:

⑴用电阻器或水阻器作负荷放电,该种方法需要一套放电设备,这样含无谓的消耗电能,但保作维护方便。

⑵利用有的充电机组带有逆变装置,可将蓄电池直流电变为交流电反馈到电网中,节约电能。

放电结束应给出放电特性曲线图。

⒊再充电

当初充电及放电全部完毕后,不应使蓄电池搁置,立即进行再次充电,间隔时间不宜超过10h以免级板发生硫化现象.在充电可按初充电方法执行,如制造厂家有另行规定立按厂家要求执行。补充电充入的电量（安时）约为实际放出容量的1.3 ～1.5倍。

五、蓄电池安装中易出现的问题

1.电瓶破裂

主要是受外力的震动,或电解液温度过高,也会使电瓶破裂.已破裂的电瓶需更换。

2.极板涂料脱落

初充电完毕后既发现个别极板表面铅绒削落成片状(呈鳞状)分析产生原因是由于：

⑴制造不良,有效物料与栅接合不紧；

⑵过分充电；

⑶电解液温度过高而使极板膨胀；

⑷硫酸铅形成太多所造成；

极板涂料脱落,会使容量减低. 极板破裂和电解液混浊,一般情况多为极板制造不良,在工地较难处理.个别严重的需更换,在维护使用应加以注意,每次充电时避免过充电。

3.个别电池容量不够,放电终了时电压过低

这种情况产生原因可能是由于:

⑴隔板破裂,插放不正；

⑵隔板间有铅屑或其它杂物,形成内部短路而自行放电；

⑶电解液密度过低；

⑷电解液经充放电以后逐渐变黄。

这种情况主要由于配制电解液时所用之容器质量不佳,或由于硫酸内杂质较多所致。故配制电解液时,最后使用铅质槽.若采用陶瓷缸时,应选用釉面较厚及烧制优良的陶瓷除此之外,使用浓硫酸液必须经过化验合格。