（中核核电运行管理有限公司维修四处）
一、问题说明
秦山核电厂LLS柴油发电机组的启动方式为蓄电池启动，在电厂的年度大修执行柴油发电机组启动试验过程中，通过蓄电池连续启动3次，均无法启动柴油机。对启动蓄电池进行检查，发现蓄电池电压下降明显，额定电压24V的电池在启动之后只有16V左右。试验时，该柴油机的蓄电池使用时间不满3年。
二、过程检查
由于柴油机停机时候活塞在气缸中所处位置随机，蓄电池带载启动电机的最大启动电流波动很大，大概为250A~530A之间的正态分布，在检修后的首次启动中，往往位于启动电流偏大的一侧，该情况非常考验蓄电池的带载能力，新蓄电池或许可以满足，但旧蓄电池则难以保证。
从现场的启动情况来看，启动过程中，蓄电池电压下降过低，最低时候只有10V左右，后期我们对已更换下来的蓄电池进行充放电试验，按照0.1C10进行24小时充电之后，对蓄电池按照0.1C10进行放电，放电1小时之后，即低于24V的额定电压，2小时之后更是低至4.6V，电池已经无法维持容量，说明原蓄电池已经损坏。可以判断蓄电池容量已经严重下降，难以满足启动要求。
三、原因分析
至于蓄电池失效的原因，分析可能因素有：
1、长时间断电导致蓄电池长时间处于馈电状态，发生不可逆转损坏。在大修期间，柴油发电机组由于隔离导致其蓄电池断电长达1周以上，加上现场的低温环境，使蓄电池发生严重损坏。
2、安装初期蓄电池损伤。在电厂调试期间，由于工艺处室的要求，在柴油发电机系统调试完毕之后，直到半年之后柴油机系统才再次上电。长达半年的断电，经历一个冬天的低温，不仅使蓄电池馈电而发生损坏，并且对蓄电池自身容量也产生了很大影响，使电池不能完全激活，导致一定容量的损失。对于新的蓄电池，长时间断电之后，电池也许能维持一定的容量，但是对于使用几年之后的电池，再次长时间断电之后，电池则难以维持所需的容量。
3、使用年限接近3年，电池的自然损坏。当电池容量下降到90%以下时，电池便进入衰退期；当电池容量下降到原来容量80%以下时，便进入急剧的衰退期；当电池容量下降到60%以下时，电池已达报废状态。根据该类蓄电池实际使用经验，普遍使用寿命为3-5年，在电池寿期，电池容量急剧下降。
4、电池自身质量的问题，电池的工艺、结构、装配等相比国内外一线品牌产品存在差距。
5、蓄电池的设计裕量小，且电池由6个单体电池组成，其中任何一个发生问题，整组电池则失效。
6、充电器的问题，充电器没有均充功能，导致蓄电池长期处于亏电状态。充电器投入时，蓄电池电压虚高，但是只要充电器退出，蓄电池电压很快下降。
各种失效的模式下相互影响，产生恶性循环，使电池加速损坏，最终导致启动电池失效。
四、处理方案
针对蓄电池，进行如下整改：
1、尽量确保柴油发电机组自身处于良好的工况，机油、水温等均处于最佳的工作状态，这样可以适度降低柴油发电机组的启动电流，减轻蓄电池的启动负载；
2、在对柴油机进行解体工作时，尽可能的缩短工作时间；
3、加强对蓄电池组的维护保养工作：蓄电池的寿命需要根据用户的使用情况而定，如果使用不得当，如环境温度过高、长时间对蓄电池使用大电流进行充电、柴油发电机组启动频繁等，则会降低寿命。
（1）每周巡检时检查并记录蓄电池电压情况；
（2）进行柴油机月度试验时，记录蓄电池相关启动参数，对照历史记录及时发现异常，必要时更换；
（3）在年检中，增加对蓄电池进行年度全容量充放电试验，一旦出现容量降低的情况充放电试验不合格，及时进行更换。
在年检中，按照0.1C10的恒定电流对蓄电池进行充电，其中判断蓄电池充满的依据为：
单格电压应在2.1-2.2V；
电解液的密度为1.28g/cm3（25度）；
6个单格均匀冒泡。
（4）兼顾了经济型和可靠性两方面的要求后，对蓄电池进行定期更换。
4、尽可能的选用性能更加可靠的一线蓄电池品牌，如目前使用的保定风帆6-QA-180DF。
针对充电器，参考其他机组，对现有的充电器进行了换型改造。新选用的充电器，除了浮充之外，还兼备了均充功能，确保蓄电池处于满容量状态。
新选用的充电器可按照蓄电池充电特性，采用二阶段充电法对其充电。充电模式是“恒变流型”，即在蓄电池的端电压低于预设值前，充电为恒流充电；在蓄电池的端电压高于预设值后，充电电流随蓄电池的端电压升高而逐渐减小，直至达到预设电流值后，充电转为浮充模式，这时充电电流逐渐减小，电池端电压也逐渐升高达到预设恒压值，当充电电流小于0.3A时电池已基本充满，此后充电电流仅抵消蓄电池的自放电，且长时间充电亦对电池无害，即充电器既可维持蓄电池的充满状态，又能确保蓄电池的使用寿命。
根据现场的实际测量，蓄电池由于启动而产生馈电之后，前期充电器可对蓄电池进行大电流充电，当电压恢复之后，充电器自动转为小电流充电并保持浮充状态，浮充电压大约为27.8V。
在对蓄电池以及充电器进行上述整改之后，在之后的几年运行中，蓄电池一致处于良好状态，柴油机未再出现由于蓄电池故障而无法启动的问题。
五、后续行动
铅酸蓄电池的维护管理一直是柴油发电机组使用中比较关键的一环，不同电池生产厂家，不同电池使用用户，对蓄电池的维护保养均存在不尽一致的看法。很多的结论也仅仅是基于生产、使用中的经验数据，缺乏定量的统计分析。在同厂家人员交流蓄电池的维护保养时，厂家人员还直接给不用参考使用说明书的说法等。例如针对蓄电池组的容量测试，就无法建立起“端电压、比重、温度等”同蓄电池容量的对应关系，同时，在不少文献提出通过监测单体电池的内阻来检查电池的失效，但是该数值同样为经验数值，且单体电池的内阻同其容量也并非线形关系，内阻的测量也无法准确的表征电池的容量等。
而通过最直接有效的容量试验，即满容量的放电试验。通过这种方法可以检查出各单体电池和电池外部电路的任何故障，被公认为比较可靠的方法。但是同样存在下列问题：
（1）费时费力，存在一定的危险性，且在整个周期内无法正常使用；
（2）放电深度越深，电池的寿命越短，全容量的放电试验会加速蓄电池的老化。
针对蓄电池的维护，需要根据现场的实际情况进行综合分析，不断积累经验，找到一条适合电厂的切实可行的维护保养途径。
作者简介：李佳（1987-02），男，本科学历，工程师，现就职于中核核电运行管理有限公司维修四处电气科，从事电气设备检修工作。