摘  要： 針對挖掘機中存在的由于臨時停車忘記斷開電源或熄火、停用時忘記拉下機械搭鐵開關，使得電瓶自放電甚至虧電，導致電瓶損壞的現象，首先對非正常工作情況下造成電瓶放電、虧電的原因進行分析，然后針對該問題提出一種改進的方法，從而達到減少電瓶自放電，防止電瓶虧電的目的。研究表明，該方法不僅在理論上易于實現，而且在工程實際中也是可行的。
關鍵詞： 挖掘機；電瓶；自放電；定時器

    隨著電力電子技術的發展，電瓶被廣泛地應用于發電廠、變電站、通信系統、工程機械、航空航天等各個部門。電瓶主要有普通鉛酸電瓶、堿性鎘鎳電瓶以及閥控式密封鉛酸電瓶3類[1]。電瓶是工程機械的輔助電源，也是最重要的部件之一，其性能好壞直接影響機械設備的正常工作。電瓶在電路接通狀態下向負載供電，起動時提供起動電流，發動機起動后，再由發電機向用電設備供電，并向電瓶充電。
    為了減少電瓶的無關消耗，防止電瓶虧電，工程機械在出廠時會裝有手動切斷電源的開關，俗稱機械搭鐵開關[2]，但是在使用的過程中發現，很多操作者對電瓶的使用維護不了解或不重視，在停工之后經常忘記拉下這個開關，或者在日常使用時由于一些原因停車后未拔出啟動鑰匙，致使電路處于接通狀態，導致電瓶放電，長時間這樣，電瓶就會容易虧電，進而造成電瓶早期損壞，甚至損壞其他電氣設備[3]。挖掘工作進行時，由于電瓶電量不足或損壞，使機械設備無法正常工作，影響工程進度。本文主要針對挖掘機電控系統研究的過程中，時常出現的電瓶問題進行研究，尋找在實際工作過程中導致電瓶放電、虧電的原因，提出解決方案。
1 自放電現象
    電瓶的自放電指電瓶在長久不用或機械設備不工作時容量自然損耗的現象[4]。自放電耗電程度視電瓶溫度、構造比重、不純物、使用而有所不同，一般在一天內會放掉0.5%～1%，電瓶在使用前的保存期間就會自我放電，消耗蓄電量。 當電瓶處于長期持續放電狀態時，一旦形成白色硫酸鉛，即使再充電，也無法恢復其容量。
2 原因分析
    經過調查研究發現非工作狀態下導致電瓶放電甚至虧電的原因主要有以下兩點：
    (1)機械搭鐵開關的不足[5]
    機械式搭鐵控制開關雖然簡單實用，但是熄火停用時，操作人員有可能忘記將其斷開，使得電瓶放電、虧電，長此以往就有可能致使電瓶損壞。因而，在機械設備重新啟動工作時，由于電瓶電量不足或損壞，機械設備無法正常工作。
    (2)挖掘機不工作時電路仍處于接通狀態
    挖掘機正常工作中途停車，或工作結束時未將點火開關斷開，而使電路仍處于接通狀態，致使電瓶放電，甚至虧電，這樣會影響挖掘工作的進行，久之也會對電瓶造成損壞，影響電瓶的壽命。
3 解決方案
    針對上述兩個問題，首先將機械搭鐵開關改為由繼電器或接觸器控制的搭鐵開關。傳統的機械搭鐵開關在機械停車時需要手動斷開，但是在實際工作過程中，操作人員經常忘記這個操作；而使用接觸器控制的自動搭鐵開關后，當機械停止工作時，接觸器的線圈斷電，從而使電瓶負極線路上的觸點斷開，從根本上防止了由于忘記拉開機械搭鐵開關而導致的放電和虧電。整改前后部分電路圖如圖1、圖2所示。

4 實際工程驗證
    上述整改措施已應用在企業的多組挖掘機上，通過對挖掘機電瓶實際近半個月的工作狀況進行測試，從得到的數據可以看出，該項整改措施確實提高了電控及系統的自動化程度，并且在一定程度上保持了電瓶的電量，減少電瓶在非工作狀態下的放電，防止了電瓶的虧電。圖7是改進前后12天內數據平均值的走勢圖，可以看出，改進后電瓶的容量保持率明顯提高。

    經過改進后的電路克服了機械式搭鐵開關的不足，提供了一種自動化程度高、無需人工操作、可操作性強、并且停機時能自動切斷電源的系統[6]。本系統可防止電瓶在非工作狀態下的自放電、虧電，減少了機械設備電瓶的損壞和報廢，節省了資源，減少了不必要的更換和工時損失，可延長電瓶的使用壽命。
參考文獻
[1] 楊忠敏，肖永清.車用蓄電池的使用維護與檢修[J].客車技術與研究，2004，26(2)：78-81.
[2] 張成國.新型多功能電子搭鐵控制開關[P].中國，2003-20106600.3.2005-03-30.
[3] 趙仁杰.工程機械電氣設備[M].北京：人民交通出版社，2002.
[4] 謝小運，劉躍進.汽車蓄電池常見故障排除與日常維護[J]. 電源世界，2011，37(8)：31-36.
[5] 張鐵，王慧君，朱明才.工程建設機械電器及電控系統(第1版)[M].東營：石油大學出版社，2003.
[6] 王力群，王昕，燕學智.電器、電子控制與安全系統[M].北京：化學工業出版社，2005.