蓄電池設備の役割と重要性

蓄電池は
電気設備において主に以下の役割で使用されている。
- 操作用電源
開閉器の操作や保護継電器の動作電源として。 - 防災用電源
非常用照明、非常用発電設備の始動用電源として。 - 無停電電源装置 (UPS)
コンピュータ室や病院などで、瞬時の停電も許されない重要負荷への電源供給として。
蓄電池は「停電時」という、非常時に確実な動作が求められる設備となる。
の点検で性能の低下や異常の有無をチェックし、適切な処置を行うことが極めて重要となる。
蓄電池の性能や寿命は、日頃の保守によって大きく左右される。
蓄電池点検の基礎知識

蓄電池の点検には
大きく分けて以下のような項目がある。
| 点検項目 | 主な内容 |
| (1) 外観点検 | 電槽の破損、変形、液漏れ、端子の腐食などの有無を確認。 |
| (2) 電解液の点検 | 液面の高さ、汚れ、沈殿物の状況を確認。 |
| (3) 電解液温度の測定 | 温度計を用いて測定。 |
| (4) 電解液の比重測定 | 比重計を用いて測定(鉛蓄電池で特に重要)。 |
| (5) 電圧測定 | 総電圧、各セル電圧を測定。 |
| (6) 容量測定 | 放電試験を行い、容量を確認。 |
| (7) 充電状態の監視 | 充電電圧、充電電流を確認。 |
| (8) 保守用具の点検 | 点検に必要な道具が整っているか。 |
保守用具の準備
点検にあたっては、適切な道具を準備する必要がある。
鉛蓄電池用とアルカリ蓄電池用で、比重計などの用具を共用しないよう
区別できるようにしておくことが重要となる。
※電解液を中和するための処理液も異なる→鉛蓄電池には重曹水、アルカリ蓄電池にはホウ酸水など
- 防錆油
- ロート、駒込ピペット、ブラシ
- レンチ(端子増し締め用)
- 温度計(棒状温度計)
- 吸込式比重計
- 電池電圧計(高精度の直流電圧計)
具体的な点検のポイント

外観点検のチェックポイント
蓄電池の外観点検は、全てのセルに対して行う。
- 電槽の点検
破損、亀裂、変形、汚損、漏液の有無。電槽底部の沈殿物
(極板の劣化や充填物の脱落によるもの)にも注意する。 - 電解液の点検
液面は水の分解、蒸発で低下するため、規定の範囲内にあるか確認する。
不足時は、精製水(蒸留水)などを補給する。 - 電極板の点検
極板間の短絡(ショート)、亀裂、わん曲の有無。
陽極板の腐食、極板群の亀裂やピッチの隆起などを調べる。 - 端子部・導体の点検
腐食、締付部のゆるみ、過熱跡の有無。 - 架台・その他
架台の破損、酸腐食、耐震装置の良否。
外観点検の注意事項

- 換気の徹底
充電中および充電後には水素ガスが発生するため
点検前には十分な換気を行う。 - 感電・短絡防止
ケースや端子部に触れる場合は感電に注意。
絶縁保護された工具を使用する。
※濡れた手で触れるのは厳禁。 - 清掃
汚損している場合は、水やぬるま湯で湿らせた布で拭き取る。
シンナーやアルコールなどは、電槽を傷める可能性があるため使用不可。 - サビ防止
サビが発生したときは、手入れをした後、防錆剤(油)を塗布する。
電解液温度と比重測定のポイント
電解液の温度と比重は、蓄電池の状態を知る重要な指標。
電解液温度の測定
温度計(液温計)を用いて測定する。
特に充電中は、浮動充電中であっても室温よりも高くなる傾向がある。
室温は月間平均で30℃以下が望ましいとされている。
また、全セルの平均値の±3℃以内に各セルがあることを確認する。
比重の測定(鉛蓄電池)
吸込式比重計を用いて
電解液の希硫酸の比重を測定する。
これにより、充電状態や電池の寿命を判定する。
- 測定方法
ゴム球の中の空気を押し出し、電槽の中から電解液を吸い上げる。
比重計の中の浮子(フロート)が静止したときの目盛を
液面と目を水平にして読み取る。気泡がある場合は、消えるまで待ってから測定する。 - 温度換算
電解液の比重は温度によって変化するため
標準温度の20℃における値に換算する必要がある。
計算式(鉛蓄電池)
S20= St + 0.0007(t – 20)
(S20: 20℃に換算した比重、St: t℃において測定した比重、t: 測定時の電解液温度)
- 比重基準値(液温20℃)
クラッド式で1.215 ± 0.010、ペースト式で1.240 ± 0.010程度。
アルカリ蓄電池の比重
アルカリ蓄電池(水酸化カリウム溶液)は
充放電反応に直接関与しないため、比重測定は補液などで比重調整を行った場合や
通常は年1回程度実施する。
アルカリ蓄電池内蔵の液中比重計で直読した比重は、20℃に換算する必要ない。
基準値は一般に1.200~1.230程度。
浮動充電電圧の測定
蓄電池は自己放電を防止するため
常時浮動充電されている。
- 浮動充電状態の総電圧測定
浮動充電方式では、充電器と負荷が並列に接続されているため
蓄電池の総電圧を測定します。高精度の直流電圧計を使用。 - 充電中の各セル電圧の測定
長年使用していると、各セル間で電圧や比重にばらつきが出ることがある。
各セルの単電池電圧を測定し、規定値内にあることを確認する。
基準値の± 0.05Vの範囲内が目安。 - 浮動充電時の電池電圧基準値(V/セル)
- 鉛蓄電池: 2.15V~2.18V(型式による)。
- アルカリ蓄電池: 1.36V~1.45V(型式による)。
本項の比重測定や液面点検は、主にベント式(開放形・液式)蓄電池を対象としており
近年の制御弁式(シール形)鉛蓄電池では、液面点検や比重測定は不要(不可)であり
主に内部抵抗測定や電圧測定で劣化を判定している。
充電装置と周辺機器の点検

- 表示灯・スイッチ
表示灯の点灯および各スイッチの位置が定位置にあることを確認。 - 過熱・破損の有無
充電装置内の配線などの過熱や破損、緩みを調べる。臭気(焦げ臭など)にも注意する。 - 充電状態の確認
盤面の計器(電圧計、電流計)により
浮動充電電圧(および電流)が適正範囲にあることを確認。 - 均等充電の実施
必要に応じて、メーカーの仕様書に基づいて「均等充電」が適正範囲で行われているか確認する。
触媒栓が付いている場合は、機能や有効期限(一般に5年程度)も合わせて確認する。
簡易な保守用測定器

図:バッテリーテスター
現場の保守・点検用として、簡易な測定器も活用されている。
- ディジタル比重計
電解液の温度と比重が液晶表示器にデジタル表示され、測定が容易。 - バッテリークーラントテスタ
光の屈折現象を利用し、蓄電池の比重や不凍液濃度を測定可能。 - バッテリーテスタ
抵抗器を内蔵し、蓄電池の使用状態に近い電圧(負荷電圧)を測定して指針でバッテリー容量の判定ができる。
蓄電池の故障と主な原因(トラブルシューティング)
点検結果に基づいて、異常が発見された場合は速やかに処置をする必要がある。
| 故障の状況 | 主な原因 | 備考 |
| (1) 電解液の減少が激しい | 電槽の割れ。浮動充電電圧が高すぎる(過充電)。 | 電解液不足は 極板の露出、温度上昇を招く。 |
| (2) 電槽、ふた上面に液のにじみ上がり | 液栓ゴムパッキンのゆるみ。過剰液面。 | 漏液は腐食の原因となる。 |
| (3) 充電または放電中に接続部が熱くなる | 接続部の汚れ、締め付けのゆるみで接触抵抗が大きい。 | 接続部の異常発熱は 火災の危険性あり。 |
| (4) 電圧異常セルが混入している。 比重の上昇がはなはだしく遅れる | 内部短絡している。電池上面がぬれてリークしている。 | (鉛蓄電池のみ) |
| (5) 陽・陰極板のサルフェーション | 放電状態で長期間放置した場合。 | (鉛蓄電池のみ) 容量低下の原因。 |
| (6) セル間の電圧・比重(鉛蓄電池)のばらつきが多い | 停電後の充電不足。補液後の均等充電をしていない。 浮動充電だけで長期間均等充電をしなかった。 | 定期的な均等充電が必要。 |
耐用年数を経過した部品や蓄電池は、新品と交換し、予防保全に努めること。
参考資料
●JIS C 8704(据置鉛蓄電池) / JIS C 8706(据置アルカリ蓄電池)
●一般社団法人 電池工業会(BAJ) 蓄電池設備に関する技術資料
●主要バッテリーメーカー(GSユアサ等) 産業用蓄電池 取扱説明書
●絵とき電気設備の保守と試験(改訂2版)より一部引用

コメント