威海直流屏电源高智能化：

n 监控模块采用大屏幕液晶汉字显示，声光告警。

n 可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。模块具有平滑调节输出电压和电流的功能，具备电池充电温度补偿功能。

n 具有多个扩展通讯口，可以接入多种外部智能设备（如电池测试仪、绝缘监测装置等）。

n 现代电力电子与计算机网络技术相结合，提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”的支持，实现无人值守。

n 蓄电池自动管理及保护，实时自动检测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能能控制，设有电池过欠压和充电过流声光告警。

n 系统采用监控装置内置绝缘监察、电池检测、接地选线、电池活化、硅链调压、中央信号等功能单元，大大方便用户使用；

系统采用独有的“一线通”接线技术，大大方便大容量直流系统的屏内接线，方便用户维护。

铅酸蓄电池工作原理

铅酸蓄电池的充、放电是由正极板上的活性物质二氧化铅（PbO2）和负极板上的活性物质海绵状的纯铅（Pb）与电解液中的硫酸（H2SO4）发生化学反应来完成的。

(一)电动势的建立 当正、负极板浸入电解液后，在单格蓄电池的正负极柱间产生电动势。在正极板处，少量PbO2溶入电解液，与水（H2O）生成Pb（OH）4，再分解成四价铅离子（Pb4+）和氢氧根离子（OH－）。即：

PbO2＋2H2O→Pb（OH）4 Pb（OH）4 ?Pb4+＋4OH－

Pb4+沉附于极板的表面，OH－留在电解液中，使正极板相对于电解液具有正电位。当达到平衡时，约为＋2.0V。

在负极板处金属铅受到两方面的作用，一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅进入溶解，生成二价铅离子（Pb），在极板上留下两个电子（2e），使极板带负电；另一

2＋

方面，由于正、负电荷的吸引，Pb有沉附于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便

停止，负极板相对于电解液具有负电位，约为－0.1V。

因此，在外电路未接通，反应达到相对平衡状态时，蓄电池的电动势为：

2.0－（－0.1）＝2.1V

这是单格蓄电池正负极间的电动势，对于6个单格串联而成的一块蓄电池，则其电动势为2.1×6＝12.6V。

(二)放电过程

将蓄电池的化学能转换为电能的过程称为放电过程，如图4-2a所示。

2＋

图4-2 蓄电池充放电过程

(a)放电过程 (b)放电终了 (c)充电过程

蓄电池接上负载，在电动势的作用下，电流从正极经过负载流向负极（即电子从负极流向正极），使正极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡。

电解液中H2SO4的电离过程为：H2SO4?2H＋＋SO4－

在正极板处，Pb4+与电子结合变成Pb2＋，Pb2＋与电解液中的硫酸根离子（SO4－）结合生

2

2

－

成PbSO4沉附于极板上，即：Pb4+ ＋2e→Pb2＋；Pb2＋＋SO2→PbSO4。 4

－

在负极板处，Pb2＋与电解液中的SO2结合也生成PbSO4沉附于负极板上，而极板上的金4

－

属铅继续溶解，生成Pb2＋和电子，即：Pb－2e→Pb2＋；Pb2＋＋SO2→PbSO4。 4

在电解液中，H－和OH－结合生成水，即：4H－＋4OH－→2H2O。

如果电路不中断，上述的化学反应继续进行，使正极板上的PbO2和负极板上的Pb都逐渐转变为PbSO4，电解液中的H2SO4含量逐渐减少而水含量增多，故电解液的相对密度下降。同时因PbSO4的导电性比PbO2和Pb差，随其含量的逐渐增加其内阻增大，使供电能力下降。

 威海直流屏电源在放电过程中总的化学反应方程式为：PbO2＋2H2SO4＋Pb＝2PbSO4＋2H2O (三)充电过程

将电能转换成蓄电池的化学能的过程称为充电过程，如图4-2c所示。充电时，蓄电池应接直流电源，蓄电池的正极接电源正极，蓄电池负极接到电源负极。

当电源电压高于蓄电池的电动势时，在电场力作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出（即驱使电子从正极经外电路流入负极）。这时在正负极发生的化学反应正好与放电过程相反。

在电场力的作用下，正、负极板上的硫酸铅和电解液中的水均发生电离。即：

PbSO4?Pb＋SO2；H2O?H＋OH 4

－

－

－

2＋

在正极板处，Pb2＋失去两个电子2e变成Pb4＋，与电解液中的OH－结合生成Pb（OH）4。它又分解为PbO2和H2O，PbO2附着在正极板上，即：

Pb2＋－2e→Pb4+；Pb4+＋4OH－→Pb（OH）4；Pb（OH）4?PbO2＋H2O。

在负极板处，Pb2＋在电场力的作用下获得两个电子2e变成金属铅，并附着在负极板上。即：Pb2＋＋2e→Pb。

－－

在电解液中，H－和SO2结合生成PbSO4，即：2H－＋SO2→H2SO4。 44

可见，在充电过程中，正、负极板上的PbSO4将逐渐恢复为PbO2和Pb，电解液中的硫酸含量逐渐增多，水含量逐渐减少。当PbSO4已基本还原成PbO2和Pb时，充电电流主要用来电解水，即2H2O→2H2↑＋O2↑，使正极冒出氧气（O2），负极冒出氢气（H2）。充电电流越大，则冒气越多，极易使极板上的活性物质脱落。故在充电末期，充电电流以小为宜。