船用蓄电池

子模块二　船用蓄电池

蓄电池也称二次电池，是将所获得的电能以化学能的形式储存并可将化学能转化为电能的一种电学装置。

蓄电池按电解质不同，通常分为碱性蓄电池和酸性蓄电池。近年来，由于交通、通信、计算机产业的高速发展，其产品系列、产品种类、产品性能发生巨大变化，以满足不同用途的需要。蓄电池主要应用于各种车辆、船舶、飞机等内燃机的起动及照明、点火、蓄能、应急电源、电话交换机、不间断电源、移动通信、计算机、电子、仪表、便携式电动工具、电动玩具中，在国防、工农业生产、交通运输、电力、电子、通信、教学、科研、医疗卫生及人们日常生活中广泛应用。

我国的蓄电池工业随着交通、能源、通信、电子、计算机产业的发展获得迅速发展，至20世纪90年代初期从事蓄电池生产的企业达千家之多，其中免维护、阀控密封铅酸蓄电池、金属氧化物镍蓄电池、锂离子蓄电池等新型蓄电池的出口呈上升趋势。

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废旧蓄电池的回收利用迫在眉睫

随着我国社会经济的快速发展，琳琅满目的电子产品出现在我们身边。在享受现代物质文明的同时，我们不应忽视其对环境产生的负面影响。

研究表明，一粒纽扣大的电池放在水里，会污染60万升的水。这是一个人一生饮用水的总量；放入土壤里，会使1m²的土地失去使用价值。一个大块头的蓄电池被随意遗弃将会产生怎样的污染则不言而喻。

随着我国电器产品的增多，蓄电池报废量逐年增加，但统计数据表明我国废旧电池的平均回收率仅为2%。尽管在政策引导下，我国在干电池方面逐渐生产碱性电池，以实现无汞化，对土壤不会造成污染和危害，也不需要特别回收，可同普通生活垃圾一起处理。然而，对废旧手机电池和废旧电动自行车蓄电池的处理目前尚为一个盲区。

一、蓄电池的作用及分类

（一）蓄电池的作用

蓄电池（Battery）是通信电源的主要设备之一，它的主要作用是：在交流电源正常时与整流器并联浮充并起到滤波作用。当交流电源中断的时候，蓄电池就是通信设备的工作电源，从而保证通信不中断。蓄电池的作用可以总结为两点：

① 直流供电系统重要的组成部分；

② 后备电源。

（二）蓄电池的分类

按我国机电部颁发的标准，铅酸蓄电池产品型号由四个部分组成：“蓄电池用途”、“正极板结构”、“蓄电池特征”、“蓄电池额定容量”，各部分均用字母和数字表达。

我们最常见到的电池，产品型号是以 “GFM+电池额定容量”来表示的。其中G代表固定式；F代表阀控式；M代表密封式。蓄电池的具体分类如下。

1. 按不同结构和用途分

① 固定型；

② 移动型。

2. 按极板结构分

可分为涂膏式、化成式、半化成式、玻璃丝管式。

3. 按电解质的不同分

① 铅酸蓄电池。负极为铅，正极为二氧化铅，电解质为硫酸，主要有起动型、固定型、牵引型、动力型和便携型，多数为开口或防酸式，少量为胶体电解质蓄电池。近年来，密封铅酸蓄电池和其他类型蓄电池产品在许多领域取代原来使用的铅酸蓄电池。铅酸蓄电池具有价格低廉，适于低温高倍率放电，被广泛应用。但由于铅酸蓄电池比能量低，生产过程有毒、废弃后污染环境，影响其使用范围。

② 镉镍蓄电池。负极为镉，正极为氧化镍，电解质为氢氧化钾水溶液。常见外形是方形、扣式和圆柱形，有开口、密封和全密封三种结构。按极板制造方式又分有极板盒式、烧结式、压成式和拉浆式。镉镍蓄电池具有放电倍率高、低温性能好，循环寿命长等特点。

③ 金属氢化物镍蓄电池。这是20世纪年代新开发出来的新产品，负极为吸氢稀土合金，正极为氧化镍，电解质为氢氧化钾、氢氧化锂水溶液，比镉镍蓄电池大1.5～2倍的容量，具有可快速充电，优良的高倍率放电性能和低温放电性能，价格便宜，无污染，称为绿色环保电池。

④ 铁镍蓄电池。负极为铁粉，正极为氧化镍，电解质为氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。具有结构坚固、耐用、寿命长等特点，比能量较低，多用于矿井运输车动力电源。

⑤ 锌银蓄电池。负极为锌，正极为氧化银，电解质为氢氧化钾水溶液，具有高的比能量，优良的高倍率放电性能，但价格高，多用于军事工业及武器系统。

⑥ 锌镍蓄电池。负极为锌，正极为氧化镍，电解质为氢氧化钾水溶液，具有高比能量，价格较低，但寿命较短。近年来，锌镍蓄电池的循环寿命有了较大提高，随着循环寿命的提高，将获得更广泛应用。

⑦ 锂离子蓄电池。负极是碳（石墨），正极是氧化钴锂，采用有机电解质，具有电压高、比能量高、优良的循环寿命、安全无污染等特点，称之为绿色电源。

船上使用的应急蓄电池有酸性（铅）蓄电池和碱性（铁镍、铬镍）蓄电池两种。而一般又多采用酸性蓄电池，主要是因为其具有体积小、价格便宜、维护方便等优点。

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我国蓄电池的生产与储运

我国生产蓄电池实行分等规定，分为合格品、一等品和优等品，出口产品必须达到一等品。

一、主要生产厂及输往国家、地区

我国蓄电池生产设备、技术、工艺已达国际水平。天津、沈阳、上海、北京、昆明、洛阳、哈尔滨、安阳等数十家工厂的产品出口至美国、俄罗斯、印度、加拿大、澳大利亚，以及非洲、东南亚和香港等国家和地区。我国还从日本等国家进口少量的蓄电池。

二、蓄电池的包装与储运

出口蓄电池产品包装应符合GB/T 13384.92《机电产品包装通用技术条件》，用木箱包装的还应符合SN/T 0273—93《出口商品运输包装木箱检验规程》。蓄电池的包装和运输应注意如下几点：

① 蓄电池产品有箱装（木箱、框架结构箱、纸箱等）和筐装两种包装形式，出口商品一般都采用箱装。

② 包装应符合科学、牢固、美观和经济的要求，适合储存、运输、装卸、保护产品及便于销售的需要。

③ 包装应按规定刷制标志和出口批次号，箱内应按要求附装箱文件。

④ 蓄电池应储存在干燥、通风、环境温度为5.40℃的地方，避免与有害气体接触，不受阳光直射，远离热源两米以外，储存期从制造日算起，通常为1.2年。

⑤ 运输过程中不得受强烈震动和冲击、日晒雨淋，不准重压和倒置、大批量出口时宜采用集装箱运输。

（三）蓄电池的命名方法

1. 依用途命名

铅酸蓄电池产品是依据其主要用途确定，例如起动用（型）、牵引用（型）、固定用（型）等。产品型号采用汉语拼音的大写字母及阿拉伯数字表示，共分为三段，每段之间以短线分开，其内容及排列为：串联的单体蓄电池数，蓄电池类型，蓄电池特征，额定容量。对于特殊使用环境的产品，应在产品或包装箱固定位置及有关文件中作出明显标志。

2. 依拼音字母与数字结合表示

碱性蓄电池型号命名，原则上采用汉语拼音字母与阿拉伯数字相结合的方法表示，由单体蓄电池的型号和数量、系列代号、额定容量数字组成。必要时，附加蓄电池形状、放电倍率的字母代号。

二、阀控式蓄电池的结构及工作原理

（一）阀控式蓄电池结构

阀控式密封铅酸蓄电池与传统蓄电池的区别在于蓄电池基本上是密封的，必须具备无流动的电解液，充电时不产生气体，过充电流小，无水的损耗，但有少量的气体，需要有安全阀做通道，安全阀应具有单向节流性。内部结构如图4.20所示。

图4.20中，各标注部位的名称及材质如下：

① 电池槽、盖——超强阻燃ABS塑料；

② 端极柱——内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化，极柱采用三层特殊密封技术，完全阻止蓄电池漏液可能；

③ 汇流排——防腐蚀抗氧化、耐大电流冲击；

④ 正负极群——板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延、耐腐蚀、析氢过电位高；

⑤ 微细玻璃纤维隔板——粗细纤维合理配比，吸液力强，弹性持久；

⑥ 安全阀——配备导气三通阀，采用防酸雾集气排气专利结构。

图4.20　蓄电池内部结构图

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传统蓄电池的组成

传统蓄电池（固定式防酸隔爆式）主要由正极板、负极板、隔板、电解液、容器和防酸隔爆帽与催化栓组成。

“防酸”是指当电池在充放电过程中，电解液分解出来的氢氧气体经过防酸隔爆帽过滤后，酸雾不易析出电池外部，减少其对电池室及设备的腐蚀，起到防酸作用。

“隔爆”是指充电产生的气体可排放到电池外，电池内部不会因积存过量的氢气而引起爆炸，当然，蓄电池室还必须保持空气流通，防止室内积聚较多的氢气引起爆炸。

消氢帽是利用金属钯将氢气化合成水，合成水回到电解液中，电池工作时无酸雾，无氢气逸出，对环境要求比较简单。

采用防酸隔爆帽即为防酸隔爆电池，用催化栓代替防酸隔爆帽后，称为消氢电池。

1. 板栅

采用铅钙材料，具有集电作用及对活性物质的支撑作用，其结构如图4.21所示。板栅的放射状结构利于大电流放电，栅格结构利于深度放电。

厚度：薄板对于大电流放电性能较好；厚板使浮充使用寿命较长。

2. 活性物质

正极活性物质为PbO₂，负极活性物质为海绵状铅。

图4.21　板栅结构图

练一练

请准确说明板栅的结构与作用。

图4.22　隔板结构图

3. 隔板

隔板（见图4.22）在阀控式铅酸电池中是一个酸液储存器，电解液大部分被吸附在其中，并被均匀地、迅速地分布，且可压缩，在湿态和干态条件下都保持着弹性，以保持导电和适当支撑活性物质的作用。不同隔板材料属性如表4.1所示。

表4.1　不同隔板材料属性

隔板作用如下：

① 保持正负极板绝缘；

② 防止铅枝短路（Dendrite Shorts）；

③ 吸附、保存电解液；

④ 气体通道；

⑤ 压紧活性物质，延缓活物质脱落。

4. 电解液

电解液组成为：H₂SO₄+H₂O。缓冲添加剂为：Na₂SO₄。电解液浓度图如图4.23所示。

图4.23　电解液浓度图

电解液特点如下：

① 电解液既为导电物质又参与化学反应；

② 电解液比重（Specific Gravity，SG）与电池开路电压（Open Circuit Voltage，OCV）关系：OCV=SG+0.84；

③ SG影响充电电压大小、电池“放电性能”；

④ SG影响电解液冰点（SG=1.300，冰点：68.9）；

⑤ SG影响板栅腐蚀速度。

练一练

请配置酸性蓄电池电解液。

5. 安全阀

当电池中有盈余气体而使安全阀到达开启压力时，便打开阀门，及时排出偶尔失误而过充电所产生的大量气体，以减小电池内压。

在正常浮充状态，由安全阀的排气孔逸散微量气体，防止电池内气体聚集。

在气压超过定值时，通过阀门放出气体，减压后阀门自动关闭，不允许空气中的气体进入电池内，以免加速电池自放电，所以安全阀具有单向节流性，调节电池内部气体的压力以及防止外部氧气进入电池内部。

安全阀的功能：单向调节蓄电池内压，防止空气进入电池内部。

开阀压力：10.49kPa；

闭阀压力：1.15kPa。

6. 壳体

蓄电池壳体结构见图4.24。

图4.24　蓄电池壳体结构

（二）阀控式蓄电池的工作原理

蓄电池充放电总的化学反应为：

　　PbO₂+2H₂SO₄+Pb→2PbSO₄+2H₂O

从反应式可看出，放电过程中，硫酸逐渐消耗，电解液的比重逐渐下降。因此，在实际工作中我们可以根据电解液的比重变化，判断传统蓄电池的放电程度；充电过程中，两极上原来被消耗的活性物质复原了，同时电解液中的硫酸成分增加，水分减少，电解液比重升高。在实际工作中，可根据电解液比重变化，判断传统蓄电池的充电程度。

传统型蓄电池在化学反应的充电过程中，会伴随着副反应：

　　2H₂O→2H₂↑+O₂↑

因为该反应的存在而有氢气的析出和水的消耗。

阀控式蓄电池中，在充电接近至完全充电时电池内有少量水被电解，少量的氧气从正极上析出，扩散到负极变为固相氧化物之后，又化合为液相的水，且由于氧气在负极的复合又对氢气有抑制作用，因而负极上几乎无氢气发生。但在偶尔失误而过充电所产生的大量气体需经安全阀排出电池外以减少电池内压。氧气的复合反应式为：

想一想　　蓄电池充电过程中，会产生大量的气泡，为什么？里面的气体是什么气体？

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阀控式密封蓄电池的优缺点

一、阀控式密封蓄电池的优点

第一，失水少。

第二，采用不含锑的铅钙合金做板栅，同时采用极板为管状，从而减小电池的正负极板自放电和氢气的生成。故存储寿命长，活性物质的有效利用率较高。

第三，以大电流放电，能低温放电。

二、阀控式密封蓄电池的缺点

第一，容量低，内阻大。不宜过放电，否则易短路，还会引起电池过热。

第二，浮充电压不如常规蓄电池均匀，一般需浮充一年以上，才使活性物质趋于一致。

三、蓄电池容量和运行条件的关系

（一）蓄电池容量的概念

蓄电池在一定的放电条件下所能给出的电量称为蓄电池的容量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（A·h）。通常在C的下角处标明放电率，如C₁₀表示10小时率的放电容量；C₃表示3小时率的放电容量。

蓄电池的容量分为额定容量和实际容量。

额定容量是以25℃条件下10小时率的放电容量表示的。

实际容量是指电池在一定的放电条件下所能输出的电量，它等于放电电流和放电时间的乘积。

（二）放电率对蓄电池容量的影响

放电率影响：一般以 10 小时放电率的容量作为蓄电池的额定容量。放电率低于正常放电率时，可得较大容量；反之，容量则变小。实际放电容量可用潘克特公式计算：

C1=(I2/I1)n−1C2=M·C2

式中：

C1，I1——额定放电率的容量及电流；

C2，I2——实际放电率的容量和电流；

M=（I2/I1）n−1——电池容量增大系数；

n——放电常数。对于固定型蓄电池，在I2/I1>2.5时n取1.414；当I2/I1<2.5时，n取1.313。

（三）电解液温度对蓄电池容量的影响

电解液温度影响蓄电池容量以25℃时的电解液为标准，当电解液的温度在10℃～35℃范围内，每升高1℃时，电池容量将增大0.8%；每降低1℃时，电池容量平均降低约0.7%。目前设计资料上，一般都取容量温度系数为0.008。当把电解液温度为t℃时的电池容量C_t，换算成25℃时的标称容量C₂₅时，可按下式进行：

　　C₂₅=C_t /[1+0.008(t°−25°)]

若对于任意放电率任意电解液温度时的电池，容量C可用下式换算成25℃时的容量：

　　C=M·C_t/[1+0.008(t°−25°)]

放电容量和温度的关系，见图4.25。

图4.25　放电容量和温度的关系

（四）终止电压对蓄电池容量的影响

表4.2列出放电率与放电电流、容量、终止电压之间的关系。

表4.2　放电率与放电电流、容量、终止电压关系表

终止电压影响：在不影响蓄电池使用浮充寿命条件下，终止电压取值越小，放电量越大；反之，放电量减小。

大电流放电时有较低终止电压，反之，小电流放电时规定较高的终止电压。

练一练

某产品说明书上蓄电池的容量是195A· h，该如何理解？充电过程该怎样设定电流？

四、蓄电池的充放电特性

（一）蓄电池的放电特性

铅酸蓄电池投入运行，是对实际负荷的放电，其放电速率随负荷的需要而定。为了分析长期使用之后蓄电池的损坏程度，或为了估算主电网停电期间电池放电的持续时间，需要测试其容量，往往选用人工负荷，让电池按照放电小时率来进行放电。

推断蓄电池容量的放电方法，应从如下几个方面思考：

① 放电量，即全部放电还是部分放电；

② 放电速率，即以10小时率还是以高放电率或低放电率放电；

③ 放电电池，即是所有电池，还是任意抽样选一个电池或最小容量电池。

各种放电小时率下的放电方法如下。

1. 标称小时率下的放电特性

在10小时率放电中，放电初始1h内的端压降低缓慢。放电至2h之后端压降低速率明显增大，之后端压陡降，如图4.26所示。

图4.26　蓄电池的放电特性曲线

维护经验认为：一般以放出80%左右额定容量为宜，目的是使正极活性物质中保留较多的PbO₂粒子，便于恢复充电过程中作为生长新粒子的结晶中心，以提高充电电流效率。

2. 高放电率下的放电特性

高放电率下，放电初始端压和中后期端压变化速率，都比10小时率放电端压变化大。其原因是电池极化作用随电流增大而变大，因为高放电率下的放电电流很大。

3. 核对性放电

在通信电源维护制度中，规定了由蓄电池组向实际通信设备进行单独供电，以考察蓄电池是否满足忙时最大平均负荷的需要，这种放电制度，称为核对性放电。

具体做法是：选择在最忙时负荷情况，中断整流器的工作，使蓄电池单独向通信设备供电，让实际负荷需要的电量全部由蓄电池组承担，到终了时核算其输出容量。

在主电网供电较好的局（站）内，蓄电池组输出容量满足实际负荷0.5～1h 供电即可，因此蓄电池是以高的放率进行放电。在主电网供电不可靠的局（站）内，电池组容量都选择比较大，所以其放电都是以较小的速率进行的。需要注意的是，电池组对小负荷的供电，其放电过程中极化作用很小，因此放电过程端压变化甚微，所以不能用端压的变化表征电池容量，只能通过监测电量了解一般情况。

（二）蓄电池的充电特性

1. 防酸隔爆电池的初充电

工厂出厂时蓄电池极板活性物质的形成可能不够完全，再加上长期储存，极板表面可能被氧化，所以要进行初充电，使极板活性物质充分变为二氧化铅和绒状铅。初充电延续时间、充电电流大小及电解液比重的高低要按照出厂说明书上规定的要求去做。

2. 蓄电池的正常充电

蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲，如果是100A·h的蓄电池：C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。

理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式：

① 第一阶段充电电流调整在1/10额定容量值上进行充电，按第一阶段充电电流充电10h左右，单个电池电压上升至2.4V左右时（蓄电池可能会发出气泡），应转入第二阶段充电；

② 第二阶段充电电流应调整在1/20额定容量值上进行充电，按第二阶段充电电流充电3～5h，调整电解液的比重，使其达到1.285左右；

③ 再按第二阶段充电电流充电1h，至此即完成了整个充电过程。

练一练

新买来的普通蓄电池，该如何充电？请说明并操作。

阀控式蓄电池不需初充电即可投入运行。电池在供电系统中放电之后的充电称为正常充电。由于整流器具有限流恒压性能，所以蓄电池可以在不脱离负载情况下充电。正常充电有三种方法。

第一，浮充充电。当整流器在浮充过程中断工作后，蓄电池单独向负荷供电。当整流器恢复工作后以限流稳压方式对电池充电，即充电前期整流器以恒流方式输出，充电电流被限制在0.15C10A左右，当整流器输出电压升高至浮充电压设定值后，继续浮充，使蓄电池内部电流按指数规律衰减至浮充电流值时为充好。

第二，限流恒压充电。与浮充充电不同的是，将限流点提高为0.25C10A，恒压值也提高为2.3～2.35V/只，充电结束后整流器自动将输出电压降为浮充电压，从而继续保持全浮充。

第三，递增电压充电法。充电方法与限流恒压充电方法基本一致，只是在充电快结束时将电压递增，目的是使蓄电池在充电末期获得足够的充电电流。

3. 蓄电池的均衡充电

蓄电池在使用过程中，有时会发生容量、端压不一致的情况，为防止发展为故障电池，所以要定期进行均衡充电。此外，凡遇下列情况也需进行均衡充电：

① 单独向通信负荷供电15min以上；

② 电池深放电后容量不足。

均衡充电方法视具体情况而定：希望通过均衡充电来改善电池特性参数，这种情况可采用定期全充电方法。在维护中设定周期充电时间，当电池浮充运行至设定时间时，整流器自动提升电池端压，待充电至数小时后转为浮充即可。

希望通过均衡充电恢复电池单放电之后的容量，常用方法有两种：

① 按完全充电方法进行；

② 先浮充再升压，即采用递增电压法。

五、蓄电池的容量计算和选型

蓄电池容量可用下式计算：

Q₂₅=(I_max×t)K[1+0.008(T−25)]

式中：

I_max——全局忙时最大负荷电流，A；

t——电池的放电时间；

K——电池在不同放电率时的容量系数；

0.008——电池容量的温度系数；

T——电池所处环境温度，℃。

用上式计算出的电池容量，不可能与电池各级标称容量正好相等，这要根据计算结果按照蓄电池额定容量选择的原则进行选择。选择原则是：当电池放电率t<3小时时，选择电池型号的容量不应小于计算的结果；若放电率t>3小时，则计算结果同取定容量之差与相邻两电池型号标称容量之差的比值不超过10%，往上一级（小容量）选定，若超过10%，往下一级（大容量）选定。

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铅酸蓄电池的生产和订购注意事项

生产厂在生产出口蓄电池时，必须按照《商检法》及国家检验检疫局和有关部门颁发的有关规定严格掌握。订货时，必须明确告知供方：规格、型号、尺寸、额定容量、干荷电性能等。

铅酸蓄电池是实施出口质量许可制度的产品，生产企业须按规定取得由国家出入境检验检疫局颁发的出口质量许可证，方可生产出口产品。

六、蓄电池组的日常操作及故障处理

1. 船用蓄电池的特殊要求

由于船舶工况的特殊性，船用蓄电池必须符合相应的船用环境技术要求。具体条件包括以下几点：

① 适应振动和冲击。振动可使电气设备的固定或连接部件松脱，使部件结构损坏或失灵，所以要有防松脱措施、减振或隔振措施，具有坚固的耐振动和抗冲击的机械结构。

② 适应倾斜和摇摆。持续的倾斜和摇摆破坏了正常静止位置时力的平衡，对运动部件产生附加力，导致设备故障或损坏。

③ 适应环境温度。环境温度对电气设备的性能和使用寿命有重要影响，环境温度包括空气温度和海水温度。

④ 适应潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境。环境空气的潮湿、盐雾、油雾和霉菌使电气设备绝缘材料的绝缘性能下降，使金属部件产生锈蚀和腐蚀。潮湿的盐雾在绝缘材料表面形成潮湿的漏电薄膜，在湿热条件下霉菌分泌有机酸，加剧了表面的潮湿性。油雾和灰尘粘附于表面增加了表面的漏电，而且阻碍散热使温度升高。潮湿的水分子渗入绝缘材料的裂缝和毛细孔中，使漏电流增大，从而导致绝缘电阻下降。许多电气设备的损坏往往是由绝缘材料的热击穿而引起的。由于温度超过一定极限，将加速绝缘材料的老化，失去绝缘性能。因此船用电缆、电线、绕组等要用较高耐热等级的耐潮湿、抗盐雾、防霉菌的绝缘材料，要用阻燃性好、机械强度好和耐腐蚀的材料。

⑤ 适应船舶电网电压和频率的变化。船舶电力系统是一个独立的有限电网。电压和频率均受负载变化的影响，因此规定了电压和频率的变化范围，蓄电池要能在此范围内有效工作。

⑥ 防护要求。为了避免电气设备受到外部固体和液体异物的侵入而发生故障或损坏，从而引发火灾隐患，一般电气设备应有防护壳罩。

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蓄电池组的安装、排列方式

在安装和使用蓄电池之前，应仔细阅读产品说明书，按要求安装和使用。

第一，安装方案应考虑地点条件，如地面荷重、通风环境、阳光照射、腐蚀和有机溶剂、机房布局、维修方便，还要考虑系统电压和容量要求等。

第二，安装时新旧蓄电池在没有处理之前一般不能混用，不同类型或不同容量的蓄电池绝不可混合使用。

第三，蓄电池均为100%荷电出厂，必须小心操作，忌短路。

第四，蓄电池在安装使用前，在0℃～35℃的环境下存放，储存期限为3个月，若超过3个月，就要以2.35V～2.4V/只的电压对蓄电池进行补充电。

第五，按规定的串并联线路，连接列间、层间、面板端子的电池连线。在安装末端连接件和整个电源系统导通前，应检查正负极性及测量系统电压。并注意：在符合设计截面积的前提下，引出线应尽可能短，以减少大电流放电时的压降；两组以上电池并联时，每组电池至负载的电缆线最好等长，以利于电池充放电时各组电池电流均衡。

第六，电池连接时，螺丝必须紧固，但也要防止拧紧力过大而使极柱嵌铜件损坏。

2. 船用蓄电池的维护

① 日常维护包括灰尘清扫、端子除锈、涂防锈膏、连接条更换、紧固松动的螺栓、充电总电压微调等。

② 月度维护包括：保持电池房内的清洁卫生，测量和记录电池房内环境温度、逐个检查电池的清洁度、端子的损伤及发热痕迹、外壳及盖的损坏或过热痕迹，测量和记录电池系统的总电压、浮充电流。

③ 季度维护包括：重复各项月度检查；测量和记录各在线电池的浮充电压。若经温度校正后有两只以上电池电压低于2.18V，需对电池组进行均充，如问题仍然存在，继续进行电池年检乃至三年维护中的项目检查。

④ 年度维护包括：重复季度维护所有保养、检查；检查电池连接部分是否有松动；对电池组进行一次核对性放电试验，放出额定容量的30%～40%。

⑤ 每三年进行一次容量试验，使用六年后每年做一次。

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船舶蓄电池维护的注意事项

① 蓄电池的清扫应采取避免产生静电的措施；

② 用湿布清扫蓄电池；

③ 禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有机溶剂接触蓄电池。

3. 船用蓄电池常见故障及处理方法

1）常用故障

在实际使用中，电池会出现提前失效的现象。造成阀控式铅酸电池失效的原因主要有板栅的腐蚀与变形、电解液干涸、负极硫酸化、热失控等。

（1）板栅的腐蚀与变形

正极板栅本身就存在被腐蚀的趋势，特别在过充电状态下，正极板栅腐蚀加剧，如果使用不当，长期处于过充电状态，那么很快这些电池的板栅变薄，容量降低，最后失效。正极板栅在遭受腐蚀的同时产生变形，使板栅尺寸线性增大，甚至个别筋条断裂，最终导致整个电池的损坏。

（2）失水

一般来说，失水是影响阀控式铅酸蓄电池寿命的主要因素。失水的途径有安全阀失效或频繁开启、向外排气导致失水、电池泄露和外壳材料选择不当导致水的渗漏、正极板栅的腐蚀而导致水的转移、充电电压过高，以下情况发生时均会造成明显失水现象。

想一想　　船用蓄电池正常使用过程中，其电解液经常会减少。这该怎么办呢？

（3）负极硫酸盐化

铅蓄电池在正常工作中，负极板PbSO₄颗粒小，充电时很容易恢复为绒状铅，但有的电池生成了难以还原的大颗粒硫酸铅，称为硫酸盐化。

负极板硫酸盐化原因很多，主要原因为：

① 铅酸蓄电池长期处于放电状态或放电后不及时充电长期搁置；

② 长期充电不足；

③ 经常进行深度放电；

④ 在较高温度下储存铅蓄电池；

⑤ 以不完全充电状态，反复进行充电；

⑥ 热失控。热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。

2）处理方法

阀控式铅酸蓄电池出现失效时，从电池外部的维护和观察中可以进行初步判断，并进行一定程度的补救或更换电池，判断方法、原因分析以及处理方法如下。

① 目测法。检查蓄电池的外观，有无漏液、酸雾、变形、鼓肚、裂纹、外壳破裂、污迹、极板腐蚀及螺母松动等现象。如有轻微漏液和腐蚀现象，应用凡士林涂抹漏液处、紧固螺母。检查外部环境是否温度过高、蓄电池是否被阳光直射等，并作出相应的处理。

② 测量单只电池浮充电压，或做核对性放电实验，发现落后电池，通过均充补充充电无法恢复的，应及时更换。

③ 通过测量观察整组电池的均一性，并通过均充对电池组进行补充充电，改善电池组的一致性。

思考与训练

一、填空题

1. 电工仪表是（　　）与保证各类电气设备及电力线路实现安全经济运行的重要（　　）装置。

2. 电工仪表按（　　）原理可分为磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、静电式、电子式等。

3. 电工仪表按被测量（　　）性质可分为电流表、电压表、功率表、功率因数表、电能表、频率表、电阻表、绝缘电阻表和多种用途的万用表。

4. 电工仪表按仪表（　　）结构方式可分为指针式、光指示式、振簧式、数字转盘式等。

5. 仪表在正常工作条件下，由于结构、工艺等方面不够完善而产生的误差，称为仪表的（　　）。

6. 由于外界工作条件的改变而造成仪表的额外误差，称作仪表的（　　）。

7. 仪表的准确度等级是指仪表的最大绝对误差与仪表最大量限比值的百分数。最大引用误差愈小，仪表的基本误差就（　　），准确度便（　　）。

8. 磁电式仪表基本结构由（　　）部分和 （　　）部分组成。

9. （　　）电能表一般由驱动元件、转动元件、制动元件、积算器、支架和表壳等组成。

10. 指针式万用表主要由（　　）、（　　）、转换装置三部分组成。

11. 蓄电池分为（　　）和（　　）。

12. 蓄电池是一种化学电源，是由（　　）、（　　）、（　　）、（　　）和（　　）组成的。

二、单项选择题

1. 电磁系电流表扩大量程时通常不采用（　　）的方法。

A.将固定线圈分段使用　　　　B.在固定线圈上并联分流器

C.与电流互感器配合使用　　　D.与电压互感器配合使用

2. 交流电测量和自动保护中，使用电流互感器的目的是（　　）。

A.既可扩大量程，又可降低测量及保护设备的绝缘等级

B.增加测量保护精度

C.为了扩大量程

D.为了安全

3. 测量交流低压50A以上大电流负载的电能，采用（　　）。

A.专门的大电流电能表　　　　　　B.电能表并联分流电阻接入电路

C.电能表经电流互感器接入电路　　D.两只电能表并联后接入电路

4. 当用万用表的R×1 000Ω档检查容量较大的电容器质量时，按R-C充电过程原理，下面论述中正确的是（　　）。

A.指针不动，说明电容器的质量好

B.指针有较大偏转，随后返回，接近于无穷大

C.指针有较大偏转，返回无穷大，说明电容器在测量过程中断路

D.指针有较大偏转，说明电容器的质量好

5. 用绝缘电阻表测量电流互感器一次绕组对二次绕组及对地间的绝缘电阻值时，如（　　），不予检定。

A.＜5MΩ　　　B.≤MΩ　　　C.＞MΩ　　　D.≥MΩ

6. 测量绝缘电阻使用的仪表是（　　）。

A.接地电阻测试仪　　　　B.绝缘电阻表

C.万用表　　　　　　　　D.功率表

7. 用万用表简易测试二极管时，将欧姆档的量程拨到（　　）的位置上，然后用红黑两表笔先后正接和反接测量。

A.R×1　　　B.R×10　　　C.R×100　　　D.R×1 000

8. 若误用500型万用表的直流电压250V档测量220V、50Hz的交流电，则指针指示在（　　）位置。

A：220V　　　B.110V　　　C.0V　　　D.∞

9. 用万用表测量二极管的极性和好坏时，应选用（　　）档测量。

A.欧姆　　　B.直流电流　　　C.直流电压　　　D.交流电压

10. 采用钳形电流表测量电动机负载电流时，若单根相线电流值为IN同时钳入三相导线，其测量的结果是（　　）。

A.3IN　　　B.IN　　　C.0　　　D.2IN

11. 绝缘电阻表是专用仪表，用来测量电气设备供电线路的（　　）。

A.耐压　　　B.接地电阻　　　C.绝缘电阻　　　D.电流

12. 测量工作电压为380V以下的电动机绕组绝缘电阻时应选（　　）。

A.500型万用表　　　　　　　　B.500V绝缘电阻表

C.1 000V绝缘电阻表　　　　　 D.2 500V绝缘电阻表

13. 测量380V以下电气设备的绝缘电阻，应选用（　　）V的绝缘电阻表。

A.380　　　B.500　　　C.1 000　　　D.2 500

14. 磁电系电流表扩大量程的办法是：与测量机构（　　）电阻。

A.串联分流　　　B.并联分流　　　C.串联分压　　　D.并联分压

15. 用钳形电流表测量较小负载电流时，将被测线路绕2圈后夹入钳口，若钳形表读数为6A，则负载实际电流为（　　）。

A.2A　　　　B.3A　　　　C.6A　　　　D.12A

三、多项选择题

1. 万用表可以测量的量有（　　）。

A.电压　　　B.电流　　　　C.电阻　　　D.功率

2. 电流表测量的正确使用方法是（　　）。

A.电流表应与被测电路串联

B.电流表应与被测电路并联

C.测量时，先把量程置于最大档位，再根据被测电流值从大到小转到合适档位

D.测量时，先把量程置于最小档位，再根据被测电流值从小到大转到合适档位

3. 电压表测量的正确使用方法是（　　）。

A.电压表应与被测电路串联

B.电压表应与被测电路并联

C.测量时，应选用量程比被测电压尽可能大的电压表

D.测量时，应选用量程比被测电压稍大些的电压表

4. 钳形电流表由（　　）等部分组成。

A.电流表　　　B.电流互感器　　　C.钳形手柄　　　D.计数器

5. 用接地电阻测试仪测量小于1Ω的接地电阻时，下列说法中正确的是（　　）。

A.测试仪端钮C2、P2之间的接连片打开

B.不必将测试仪端钮C2、P2之间的连接片打开

C.把C2用导线连接到被测接地体上

D.把C2、P2分别用导线连接到被测接地体上

6. 用指针式万用表测量未知电阻时（　　）。

A.不可以带电测量电阻　　　　　　　B.不可以带电切换量程

C.应先放在欧姆档的大量程上　　　　D.应先放在欧姆档的小量程上

7. 在用钳形电流表测量三相三线电能表的电流时，假定三相平衡，若将两根相线同时放入测量的读数为20A，则实际相电流是（　　）

A.40A　　　　B.20A　　　　C.30A　　　　D.10A

8. 测量小电阻时，主要应消除（　　）的影响。

A.连接导线的电阻　　　　　　B.接头的接触电阻

C.短接　　　　　　　　　　　D.泄漏电流引起的电阻

9. 判断绝缘电阻表是否正常，通常要做初步检查，即“开路”、“短路”实验，其具体应是（　　）

A.将“L”端和“E”端开路，摇动手柄，指针应指向“∞”

B.将“L”端和“E”端开路，摇动手柄，指针应指向“0”

C.将“L”端和“E”端短路，摇动手柄，指针应指向“∞”

D.将“L”端和“E”端短路，摇动手柄，指针应指向“0”

10以下是有关“万用表”使用的描述，其正确的包括（　　）。

A.红表笔插入“－”接线柱（或“*”接线柱），黑表笔插入“+”端

B.测量电压时，表笔并接于被测电路两端

C.测量电压时，表笔串接于被测电路中

D.测量电流时，表笔串接于被测电路中

11. 以下是有关钳形电流表使用的描述，其中正确的包括（　　）。

A.钳形电流表可带电测量裸导线、绝缘导线的电流

B.钳形电流表可带电测量绝缘导线的电流，而不能测量裸导线

C.钳形电流表在测量过程中不能带电转换量程

D.钳形电流表铁芯穿入三相对称回路中三相电源线时，其读数为“三相电流数值之和”

四、正误判断题

1. 若要扩大电流表的量程，只要在测量机构上串联一个分流电阻即可。 （　　）

2. 有两只电流表，其内阻分别为：R1=20Ω，R2=500Ω，先后串接在电压E=6V和保护电阻R=1 000Ω的电路上，其中内阻R1=20Ω的电流表读数较正确。 （　　）

3. 测试电压时，一定要把电压表并联在回路中；测试电流时，一定要把电流表串联在电路中。 （　　）

4. 用交流电流表、电压表测量的数值都是指最大值。 （　　）

5. 测量绝缘电阻前，将被测设备对地放电，测量时禁止他人接近设备。 （　　）

6. 用钳形电流表测量三相平衡负载电流时，钳口中放入两相导线时的指示值与放入一相导线时的指示值相同。 （　　）

7. 使用钳形电流表测量电流时，发现量程档位选择不合适，应立即在测量过程中切换量程档，使之满足要求。 （　　）

8. 电气设备工作电压在500V以上时，应使用额定电压500V～1 000V的绝缘电阻表测量其绝缘电阻。 （　　）

9. 一般不能用绝缘电阻表对电气设备进行耐压试验。 （　　）

10. 绝缘电阻表、万用表都能测量绝缘电阻，只是适应范围不同，但其基本原理是一样的。 （　　）

11. 万用表的转换开关是用来选择不同的被测量和不同量限的切换元件。 （　　）

12. 使用万用表欧姆档先调零，是为消除电池电压变化的误差，故连续换档使用时可不必每次调零。 （　　）

五、简答题

1. 如何判断电阻、二极管、三极管的好坏？

2. 测量电压或电流时，如不能估计被测值大小，应怎样操作才能保证安全？

3. 船用蓄电池的维护保养工作有哪些？

4. 用完万用表后，为何把转换开关放在交流电压最大档？可否放在直流电流档？

5. 电流互感器二次侧接线端，是否与测量仪表的电流线圈随意连接？

6. 使用钳形电流表时应注意什么问题？

7. 用万用表的绝缘电阻档测量电阻时为什么要“调零”，怎么调？

8. 用绝缘电阻表测量绝缘电阻时受哪些主要因素影响？

9. 密封铅酸蓄电池每月需要检查哪些项目？

10. 密封铅酸蓄电池的年检查项目有哪些？

11. 如何配置酸性蓄电池电解液？