1.鉛酸蓄電池的固有特性與防爆安全技術(shù)的評(píng)價(jià)原則.
鉛酸蓄電池是一種電化學(xué)電源;它是由正極板、負(fù)極板和電解液組成的。
在鉛酸蓄電池中,極板是用活性物質(zhì)鉛(Pb)和鉛的二氧化物(PbO:)制作的;電解液是鉛酸的水溶液,是很好的導(dǎo)電質(zhì)。鉛酸蓄電池在充、放電時(shí)將發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。理論上,鉛酸蓄電池在充電的電化學(xué)反應(yīng)中會(huì)釋放出氫氣,在放電的電化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)釋放出氫氣。但是,在實(shí)際使用過程中,由于各種實(shí)際因素的影響,放電反應(yīng)也會(huì)釋放出少量的氫氣。
鉛酸蓄電池的這些特性,使我們按照傳統(tǒng)的防爆型式來制造防爆型蓄電池時(shí)將會(huì)遇到麻煩和困難。
然而,根據(jù)燃燒與爆炸的充分必要條件,只要限制了任何一個(gè)條件就可以避免發(fā)生燃燒與爆炸。對(duì)于鉛酸蓄電池來說,只要保證它不產(chǎn)生放電火花,不出現(xiàn)危險(xiǎn)溫度,就可以保證它不能成為可燃性氣體的點(diǎn)燃源。
事實(shí)上,在正常運(yùn)行狀態(tài)下,鉛酸蓄電池不可能發(fā)生漏電,也不可能出現(xiàn)放電火花或者危險(xiǎn)程度。但是,在非正常運(yùn)行狀態(tài)和其他的異常情況下,例如,因蓄電池槽破裂導(dǎo)致電解液滲漏,從而發(fā)生漏電;連接導(dǎo)線斷裂引起放電火花;極柱連接接觸電阻增加引起溫度升高,等等。
因而,人們?cè)谠O(shè)計(jì)鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)時(shí)采取一些特殊的加強(qiáng)措施,就可以消除它發(fā)生嚴(yán)重漏
電、出現(xiàn)斷裂放電火花或產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度的可能性。
這就是提出把鉛酸蓄電池制成“特殊型”防爆型式的原則依據(jù)。
在安全水平上,所有采取的安全措施和安全要求都是二重化的。概率論告訴我們,“二重化”可以把故障概率由“單一化”的10“降低到10?!?。因而,按照這種安全水平界定的特殊型防爆型式,設(shè)備保護(hù)級(jí)別確定為b級(jí),即Gb級(jí)或Mb級(jí),允許運(yùn)行在爆炸性危險(xiǎn)場所中的1區(qū)和2區(qū)。
2.安全措施和安全要求
為了防止鉛酸蓄電池點(diǎn)燃可燃性氣體一空氣混合物,根據(jù)鉛酸蓄電池的固有特性并按照上述鉛酸蓄電池可能的點(diǎn)燃途徑和安全技術(shù)原則,我們將鉛酸蓄電池組裝成組,稱為電源裝置,并對(duì)制成電源裝置的各部分:單體蓄電池、蓄電池箱、連接導(dǎo)體、接線盒和整體組裝結(jié)構(gòu),提出一些安全措施和安全要求。
(1)單體蓄電池
1)防止電解液泄漏
在電源裝置中,蓄電池電解液的泄漏會(huì)導(dǎo)致極柱之間發(fā)生漏電;嚴(yán)重時(shí),可能會(huì)造成蓄電池阻內(nèi)部正、負(fù)極間短路。這是十分嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)。
為此,人們應(yīng)該:
①增強(qiáng)蓄電池槽的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,提高它的抗沖擊能力,不能因可能的外力作用而出現(xiàn)破裂,漏電解液。
?、诤芎玫孛芊庑铍姵氐姆?21,不能因封口不嚴(yán)而使電解液外遺。
?、蹖⑿铍姵厣w上極柱的絕緣凸臺(tái)增高一些,例如,高度大于10ram,以防止不同極性的極之間爬電。試驗(yàn)證明,極柱絕緣凸臺(tái)的高度大于10mm,對(duì)阻斷漏電通路十分有效。
2)防止極柱連接斷裂
在電源裝置中,蓄電池之間的電氣連接是非常重要的,如果這種連接出現(xiàn)斷裂,就會(huì)產(chǎn)生氣放電火花。
人們?cè)谠O(shè)計(jì)這種蓄電池時(shí),應(yīng)該施行二重化的連接措施,即每個(gè)蓄電池都應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)正柱和兩個(gè)負(fù)極柱,在組成蓄電池組時(shí)進(jìn)行“雙線”連接,而且,每一個(gè)“單線”連接都能夠獨(dú)地承受電路中的電流。
3)防止內(nèi)部短路
在蓄電池內(nèi)部,正極板應(yīng)該采用耐酸絕緣材料封底,如果采用鉛封底,則封底必須加套用酸絕緣材料制成的護(hù)套。
大家應(yīng)該知道,當(dāng)鉛酸蓄電池運(yùn)行一段時(shí)間后,就會(huì)有一些活性物質(zhì)從極板上脫落,堆積蓄電池槽底部。這有可能造成正、負(fù)極板發(fā)生短路。采用耐酸絕緣材料封底就可以防止這短路。
4)限制氫氣析出量
在鉛酸蓄電池運(yùn)行過程中,由于制作材料和使用狀態(tài)的原因,蓄電池常常會(huì)析出少量的氫氣。
氫氣的危險(xiǎn)性是不言而喻的,因此,在蓄電池設(shè)計(jì)時(shí),人們必須限制這種狀態(tài)下氫氣的出量。
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