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浅析轨道交通车辆用蓄电池全生命周期维护管理与分析

谢春香 闫召猛
  
文理媒体号
2024年17期
青岛地铁运营有限公司 山东青岛 266100

摘要:针对当前轨道交通产业中的电池故障现状,确实存在一些维修和运行中的困难和潜在问题。其中最主要的问题是电池的性能衰减和故障频发,这直接影响了轨道交通的安全和稳定运行。本文叙述了城市轨道交通动力电池的维护管理模式、存在的问题和全生命周期维护管理的关键环节,包括接入监测和混合管理,以期实现最佳的使用效果。

关键词:轨道交通车辆;蓄电池;生命周期维护管理

在我国蓄电池作为一种被广泛应用于城市轨道交通的蓄电池,是保障其安全可靠运行的关键部件。针对城市轨道交通中蓄电池的长期运行状况,若不加以维护与管理,将导致其使用寿命极短,难以达到设计寿命,这将对轨道交通的安全运行产生较大的影响,并带来相当可观的经济损失[1]。在此背景下,对蓄电池的维护与管理具有十分重要的意义。在此背景下,以生命周期为核心的养护管理模式,将会发挥其优越性。

1分析现状

随着我国社会经济的快速发展以及城市化进程的加快,我国的城市轨道交通正处于快速发展的阶段。在城市轨道交通系统中,广泛应用于变电站、信号、通讯、车辆电源等领域。通常,蓄电池是一种“浮充”后备,但在电网停电或其它电源失效时,作为储能单元的储能单元,一旦出现故障,将使整个电网陷入瘫痪,并造成大范围的设备停运等重大事故。储能器是城轨车辆的主要能源,也是供电的“最后一道防线”,其重要性不言而喻。但近年来,因电池故障引发的轨道交通事故频繁发生。

2蓄电池全生命周期维护管理

2.1入网检测

在轨道交通中,对蓄电池的整个寿命周期进行维修管理至关重要。从蓄电池进入网络开始,我们必须确保所有入网的蓄电池都能在一个良好的环境中运行。在蓄电池入网测试之前,铁路工程的技术人员需要请生产企业进行抽样检查,以确保购买的蓄电池具有优良性能。这一步是确保蓄电池质量的关键环节,必须严格把关。当蓄电池到货后,技术人员需要对其进行全面的检测和分析。除了检查蓄电池的型号和数量外,还需重点检测其电气性能,以确保没有电气性能严重损坏的蓄电池混入其中[2]。在蓄电池入网使用的过程中,技术人员必须遵循相关技术标准,进行精确的检查和维护。这样可以确保蓄电池的使用效果良好,避免对整个电池组产生不良影响。维修管理工作不仅要关注新蓄电池的质量,还需对现有蓄电池进行定期检测和分析。这样可以更好地发挥蓄电池的使用效率,避免市场中出现过多的不一致和冲突,从而保护蓄电池免受不良影响和危害。

2.2混用管理

为了确保蓄电池的良好维修管理效果,技术人员应当特别关注电池的混用问题。在混合管理蓄电池时,技术人员需要全面评估新电池与原电池组的兼容性,解决潜在的冲突和偏差,以保障整体电池系统的工作效率。若废旧蓄电池数量较少且混入新电池可能引发电压和电力不稳定的问题,应避免混合使用,并优先考虑使用全新的蓄电池。在决定混用蓄电池后,技术人员需进行必要的测试工作,包括理论分析和现场测试。对于混合过程中出现的异常情况,必须及时解决,确保不存在安全隐患。混合使用蓄电池后,技术人员还需进行实时监控,一旦发现问题应立即采取措施,防止因混用旧电池而造成更大的经济损失。技术人员在维修管理蓄电池时,应重视电池的混用问题,确保新旧电池的兼容性,进行必要的测试和实时监控,以保障电池系统的稳定运行。

2.3运行维护

在轨道交通蓄电池的维修管理中,全寿命周期模型的运用对于确保电池的安全运行至关重要。为了实现这一目标,维修管理人员需要实时监控电池的状态,并在发生故障时迅速采取正确的处理措施,以防止重大故障的发生。在选择监控方法时,应注重合理性和有效性[3]。特别是对蓄电池的几个关键电气性能指标进行实时监控,如电压等,以确保对其运行状况有准确的了解。通过电压巡检仪等设备,可以及时发现电压问题,为电池的优化、改造和调整提供有力支持。建立在线监控设备也是实现实时动态监控的关键。将所有蓄电池纳入监控系统中,可以方便地获取相关技术指标,并对数据进行汇总分析。这有助于更好地了解电池的运行状况,及时发现问题并采取相应措施。对于易发生故障的部位,应加强检测和维护工作。

3蓄电池维护方法

3.1配置备用空调,控制环境温度,开启温度补偿功能

蓄电池的工作温度应在20-30℃之间,而最适宜的工作温度为25℃。在设备故障、检修或非空调季节等情况下,除了站内设置的中央空调外,还应在主要设备机房(如控制中心、信号机房等)增设备用分离空调。这样做可以精确控制机房内的温度,有效延长蓄电池的使用寿命,同时确保整个系统的安全性和可靠性。此外这个装置可以降低外界温度波动对蓄电池的影响,其补偿因子为-3mA/℃/节,工作温度范围为-20-30℃。

3.2合理设置浮电压值

在正常工作状态下,单体电池(2 V)的浮充电压应维持在2.23 V至2.25 V之间。关于充电时间,新蓄电池通常需要10至12小时,而旧蓄电池则可能需要5至6小时。在充电过程中,新电池应尽可能使用较低的充电电压,而旧电池则可能需要较高的充电电压,通常在2.3 V至2.35 V之间。此外,平均充电电流为0.1C10。

3.3设置过放电保护

过放保护是一种电池管理策略,用于在蓄电池放电过程中保护电池免受过度放电的损害。当电池组的端部电压降低到一定的下限时,过放保护机制会自动断开负荷,以防止电池继续放电并可能导致的损坏。在运行过程中,如果出现长时间的断电情况,应根据现场负荷的需要采取人工下电模式。

3.4蓄电池维护方法和步骤

作为发电机充电机构的日常检查工作,需要特别关注调整器的工作状态,并立即处理发现的问题。确保蓄电池在正常运行后,始终保持悬浮充电状态是非常重要的。此外,保持蓄电池的清洁也是至关重要的,需要确保机柱四周没有腐蚀性物质,并且蓄电池通气孔畅通无阻,以避免蓄电池沟槽渗液对蓄电池引线的腐蚀破坏,从而防止点火和爆炸的发生。如果发现电池出现严重的缺电现象,应及时对电池进行充电,但需要注意的是,充电时应避免过度充电,以降低煤气析出量。在充电过程中,需要特别注意安全,禁止在充电间使用明火,并保持通风良好。此外,接线端应牢固可靠,以防止因松动而引发火花。

3.5蓄电池贮存、回收、报废的相关全寿命周期

长时间贮存新蓄电池需要特别注意,因为阳极电极中的多孔金属铅可能会发生氧化反应,形成氧化铅。为了减少这种情况的发生,建议尽量少贮存新电池,并且在贮存期间保持极板的干燥,以降低负极的氧化程度。当新电池加入电解质后,虽然30分钟后即可使用,但由于此时内部电阻较大,充电电流主要作用于板栅,导致端电压较高。随着时间的推移,端电压会逐渐下降。因此,在使用新电池之前,建议先进行充电。建议使用小电流进行初步充电,待电压稳定后再转入正常电流值进行充电。这样可以避免由于电流过大导致温升过高,从而保护极板免受损伤。

为确保收集和运输过程中人员的安全和健康,必须为工作人员配备适当的个人防护装备。这包括耐酸工作服、专用眼镜和耐酸手套等,以有效防止酸性物质对皮肤的直接接触和吸入。所有工作人员在开始工作前必须接受相关的安全培训,了解如何正确使用这些装备以及在紧急情况下的应对措施。在安排装车时,务必持有有效的提货手续,并确保所有报废铅酸蓄电池以正确的方式摆放。蓄电池应站立摆放,电源端全部向上,以防止剩余电量造成打火和潜在的火灾风险。此外,运输过程中还应采取其他安全措施,如使用防火材料覆盖蓄电池、定期检查车辆的安全状况等,以确保整个过程的安全性。在装车过程中,报废蓄电池必须轻拿轻放,确保其完整无损。绝对禁止在现场拆解蓄电池,以避免造成环境污染。对于破损的报废蓄电池,必须放置在密闭的铁筒内,以防止酸液泄漏造成污染。同时,含铅废物也必须进行包装密闭工作,以防止扬散。在运输含铅废物时,运输车辆不得装载其他货物,以确保安全和环保。这些措施都是为了保护环境,减少污染,确保废物得到妥善处理。

4结语

为了优化轨道交通工程中蓄电池的使用效率,推广全寿命周期维修管理至关重要。这种管理方式不仅有助于解决当前使用中存在的各种不正常问题,还能确保蓄电池为轨道交通工程提供更可靠、更高效的服务。

参考文献:

[1]林昊.城市轨道交通车辆蓄电池亏电故障解析及改善方法[J].新型工业化,2020,10(05):13-14.

[2]沈建欢.城市轨道交通车辆蓄电池亏电故障原因分析与维护策略[J].运输经理世界,2020(02):98-99.

[3]马如凤.城市轨道交通车辆回送车蓄电池火灾分析与防范措施[J].城市轨道交通研究,2020,23(04):128-129+139.

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