축전지 고장진단 요령 (3)
(B) 어떤 셀만의 전압이 극단적으로 낮다
이 경우 역접속, 국부단락의 두가지 원인을 생각할 수 있다. 전자의 경우 장시간 부동 충전한 경우에는 단전지의 전압이 역전된다. 또한 뚜껑 표면에 표시되어 있는 극성기호에 의하여 용이하게 판단된다. 불량전지는 회로에서 분리시킨다.
국부단락이란 축전지 내부에서 양·음극판간에 미소한 단락이 발생하는 것이다. 균등충전을 실시해도 회복되지 않을 때는 메이커에 조사를 의뢰한다.
(C) 수명 말기에 가까워짐에 따라 점차로 전압의 불균등이 커진다
축전지는 사용 연수가 경과됨에 다라 셀간의 자기방전의 차이도 커지기 때문이다. 수명 말기에 가까운 축전지는 1년에 몇번은 각 셀의 전압을 측정하여 그 변화에 주의해야 된다. 균등 충전은 6개월에 한번으로 되어 있는데 측정결과에 따라 균등충전의 회수를 증가시킬 수도 있다.
(2) 불순물의 혼입
a) 초산근(硝酸根:NO )이 혼입되면 자기방전이 증가한다. 유산근(硫酸根:SO)이 혼입되면 극판을 부식시켜 축전지를 손상시킨다. 연 축전지의 전해액인 희류산을 실수로 혼입시킨 경우에는 즉시 전해액 교환등의 처치를 한다.
b) 칼슘, 마그네슘, 주석이 혼입되면 특히 음극판의 용량을 감퇴시킨다. 철은 양극판의 충전효율을 저하시킨다. 규소, 염소도 유해하다.
c) 이같은 불순물이 혼입되면 용량의 감소, 전압의 저하 등의 원인이 된다. 따라서 보급용의 정제수는 알칼리 축전지용으로 지정된 것을 사용한다. 보수용구(保守用具)나 보수용구(補水用具)는 알칼리 축전지용과 연 축전지용을 혼용해서는 안된다. 실수로 불순물이 혼입되었을 때에는 신속히 메이커에 연락하여 조속히 전해액 교체 등의 처치를 해야 된다.
(3) 방전용량의 감퇴
(A) 충전부족
a) 부동 충전전압이 낮은 상태에서 장기간 사용된 경우, b) 충방전 회수가 많은 것으로 회복충전이 충분히 실시되지 않는 경우, c) 균등 충전이 실시되지 않은 경우 등의 보수불량이 있으면 극판의 불활성화가 진행되어 용량이 감퇴한다.
용량이 감퇴되었을 때는 충방전을 반복하여 활성화 충전을 한다. 전해액 교환을 동시에 하면 더욱 효과적이다.
(B)전해액중의 탄산칼리량의 증가
전해액인 하성 칼리는 공기중의 탄산가스나 전지구성부품의 전해산화 등으로 탄산칼리로 변화한다. 전해액중의 탄산칼리량이 증가하면 전해액의 비중이 상승하여 전기저항이 증가하기 때문에 방전시의 전압강하가 커지고 특히 대전류 방전시에 나쁜 영향을 미친다.
탄산칼리가 축적되면 음극 활물질의 주성분인 카드륨이 충방전시에 결정의 조대화(粗大化)를 촉진시켜 외관상의 표면적 저하를 가져오는 외에 수산 이온(OH )의 감소가 방전반응에 브레이크를 걸게 된다. 이것은 고율 방전시에 전압강하나 용량부족을 야기하게 된다.
전해액 교체시기에 대해서는 사용조건, 용도 등에 따라 다르므로 일률적으로 결정하기는 곤란하며 극판에 대한 영향이 나타나기 시작하는 것은 탄산칼리(K CO)로서 전해액 중의 농도가 100g/l부근이다. 비교적 경부하에서는 150g/l까지 증가해도 직접 부하에 큰 영향을 미치지는 않는다.
따라서 전해액 교체시기를 결정하기 위해선느 6∼8년을 하나의 시기로 하여 전해액을 분석하고 메이커와 상담하도록 한다. 전해액 교환조작시, 활성화 조작을 하는 것이 보다 효과적이다.
(4) 극주부에서의 액누설
알칼리 축전지의 전해액인 하성 칼리는 매우 침투성이 강한 것이며 부동 충전으로 사용하고 있으며 특히 음극주 주변에 약간의 탄산칼리가 생성되는 일이 있다.
그러나 5년 이상 사용한 것이며 부동 충전으로 사용하고 있으면 특히 음극주 주변에 다량의 탄산칼리 생성이나 전해액이 넘치는 때는 극주 패킹의 열화로 인한 기밀불량으로 추전된다. 메이커에 연락하여 대책을 강구한다.
(5) 알칼리 축전지의 수명 말기현상
알칼리 고정설치 축전지에 기대할 수 있는 수명은 양호한 부동 충전 사용에서 12∼15년이다.
알칼리 축전지의 수명이 다 되어가면 a) 각셀의 전압의 불균등이 커진다((1)항참조), b) 용량이 감퇴한다,
c) 전압이 저하되는 셀이 증가하는 등의 현상이 나타난다.
교환시기를 결정하는 것은 정확하게는 용량시험에 의존하게 되는데 많은 비용이 소요되기도 하므로 사용 연수와 상황소견에 따라 판단하는 경우가 많다.
6. 맺음말
축전지의 고장은 메인터넌스가 적절하게 실시됨으로써 그 대부분은 방지된다. 고정설치와 함께 구성한 부동충전방식 또는 유지(트리클) 충전방식으로 사용된다. 따라서 충전장치의 성능, 유지관리가 적절해야 된다는 것도 중요한 의미가 있다.
일상적인 보수, 정기점검시에도 이상과 같은 내용을 충분히 활용하면 고장방지에도 유익할 것으로 본다.
(주)대광전기이앤티 기술부