通信用蓄電池的日常維護研究

文尚平

成都地鐵運營有限公司

通信用蓄電池的日常維護研究

文尚平

成都地鐵運營有限公司

通信系統的電源是整個網絡的核心構成，是能量的保證，通信電源質量的穩(wěn)定與否，對整個通信網絡系統的穩(wěn)定和暢通至關重要，直接影響到通信的安全和通信質量，而蓄電池更是電源系統中不可缺少的設備，是確保通信設備正常運行的最后一道生命線，因此必須做好通信電源各個設備的維護工作，以保障通信電源持續(xù)穩(wěn)定地運行。基于此本文分析了通信用蓄電池的日常維護，以期能夠提供一些借鑒。

通信用蓄電池；日常維護；措施

1 、蓄電池工作原理及工作環(huán)境概況

蓄電池的構成為正負板極柵、絕緣隔板以及塑料外殼、硫酸電解液、安全閥。正負極通常采取Ph-Ca或者Ph-Sb合金，同正極板活性物質相對比，負極板活性物質更多，可以充分的進行氫氧復合反應將析氫過電位提升。同時正負極活性物質同電解質產生電化反應進而形成電流。放電期間，兩極活性物質被消耗，由于負極活性物質將電子放出產生氧化，正極活性物質對外電路流回的電子進行吸收產生還原，在負極電位升高以及正極電位降低的情況下，逐漸降低了兩極電位差。通過電化反應產生新的化合物提升電池內阻，減少蓄電池輸出的電流。在蓄電池兩極間端電壓保持低于限度時就會終止電池的放電行為。在蓄電池放電以后當外接直流電源期間，產生新化學物對原活性物質進行還原。蓄電池充電期間，由于負極在不完全充電狀態(tài)內，推動氧氣的析出在析出氫氣之前。在密封狀態(tài)下，析出氫氣在負極進行擴散，由鉛吸收，進而產生氧化鉛。在硫酸作用下，產生水以及硫酸鉛，充電期間負極還原成鉛。在周而復始狀態(tài)下，電池的充電以及放電過程完成。

維持蓄電池可以正常的運行工作條件主要包括以下幾方面：首先，大氣壓力為80-110kPa范圍內，以及海拔低于等于2000m；其次，周圍空氣溫度在-10℃-40℃之間；再次，濕度掌控在5%-95%范圍內，并且產品內部不可凝露、結冰；最后，分組蓄電池需要在不同的室內進行分布，如果不具備條件，采取一個室內應用防爆墻進行隔開的舉措，并且室內要保持空氣流通。

2 、影響通信用蓄電池的因素

2.1 浮充電壓。如果浮充電壓設置過低，蓄電池長期處于欠充電狀態(tài)，極板上的活性物質沒法參與化學反應，從而會在活性物質與隔板膜間形成高電阻層，蓄電池內阻增大造成電池容量降低；當浮充電壓設置過高時，蓄電池長期處于過充電狀態(tài)，內部產生過量氣體，安全閥長期處于開閥狀態(tài)，造成蓄電池失水嚴重，電解濃度增大，加快蓄電池內部的腐蝕，最終容量失效。

2.2 過量放電。當蓄電池過量放電時，在內部會產生過量硫酸鉛使得極板的物質體積增大，進而極板發(fā)生彎曲、膨脹，嚴重時會發(fā)生脹裂。而且在過量放電過程中，活性物質過度消耗，活性物質孔隙和下次充電所預留的反應面積減少，最終導致容量下降，無法充滿電。

2.3 環(huán)境溫度。環(huán)境越高對蓄電池的損害越大，溫度每升高10℃，蓄電池的使用壽命就會縮短一半。

2.4 長期處于浮充電狀態(tài)不放電。這會導致蓄電池內部活性物質沉淀，造成容電量下降。

2.5 當安全閥沒關嚴實或閥壓過低或發(fā)生損壞時，蓄電池在“貧液”狀態(tài)下工作，電解溶液儲存在電極和多空性隔板中，發(fā)生失水時放電容量下降，極板腐蝕加劇，嚴重時會發(fā)生熱失控。

2.6 蓄電池端電壓偏差值較大。

2.7 電網頻繁停電。經常停電會使蓄電池每次釋放過量電量后充電不足，降低蓄電池的有效容量。

3 、通信用蓄電池的日常維護

3.1 溫度必須設置適當。溫度是影響蓄電池使用壽命的主要原因之一。電池溫度每升高10℃，恒定電壓下的充電電流接受量將增加一倍。電池壽命受過度充電總累積電量增加的影響而縮短，高溫時，浮充電流的增加，加快了過充電量的累積，同時也加快了板柵腐蝕速度和氣體的生成逸出，縮短了電池壽命。低溫使用環(huán)境同樣會對蓄電池產生有害影響。蓄電池負極活性物質為絨狀鉛粒，充放電過程中，鉛的溶解和結晶在電極反應過程中占重要地位，具有化學活性的PbS04是一種直徑為10-5-10-3cm的斜方形晶粒，如在低溫狀態(tài)下放電，極易生成細微的晶粒(粒子大小在10-5cm直徑以下)，這種粒子排列過于緊密，孔隙少，構成細微致密的PbS04層，減小了充電過程電極反應面積，在停電較為頻繁的地區(qū)，蓄電池會產生充電不足現象，長積的累計結果有可能導致負極板的硫酸鹽化，影響蓄電池的使用壽命。因此，維護人員進入后，不能肆意更改空調溫度，必須嚴格按照公司的維護要求設置。

3.2 定期進行治療性或核對性放電試驗。蓄電池系統長期處于浮充工作時，由于負極活性物質的過量設計及氧復合的存在，致使負極板總有一部分活性物質處于充電不足狀態(tài)，又由于長期浮充電流值較小，而不足以使極板內部的活性物質得到充分的電化學反應，而引起極板內部活性物質硫酸鹽化，因而降低了負極板容量，使電池使用壽命受到影響。為了避免上述現象出現，對于長期處于浮充電工作狀態(tài)的電池系統應視工作狀態(tài)不同而采取每6個月或12個月進行一次治療性放電試驗。當6個月放電一次時，放電深度可淺些，宜采用30%～40%；若12個月進行放電試驗時，可適當加深一些，宜為50%～60%，深度加深后會，容易發(fā)現蓄電池組中出現的故障單體電池。如果通過放電試驗發(fā)現蓄電池組中有落后單體時，則可以通過對蓄電池組充放電或單體活化進行補救，以確保蓄電池組的安全可靠運行。

3.2 蓄電池日常檢查

(1)維護電池要做到運行、日常管理周到、細致和規(guī)范，保證設備保持良好的運行狀況，從而延長使用年限；保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；保證電池運行和人員的安全可靠。

1)各單體電池端電壓、溫度；2)連接處有無松動、腐蝕現象，檢測連接條壓降；3)電池殼體外觀是否完好，有無裂縫、滲漏和變形；4)極柱、安全閥周圍是否有酸霧酸液逸出；5)電池極柱(板)、連接板(條)有無生銹氧化。

(2)直流線路日常檢查。1)直流母線電壓應在規(guī)定范圍內，否則應調整浮充裝置輸出；2)直流母線絕緣良好，無接地現象，各表計及信號燈指示正確，閃光裝置動作正常；3)蓄電池的浮充電流符合規(guī)程規(guī)定；4)浮充裝置運行正常，各部件無過熱、無雜音及強烈振動現象；5)按有關條款規(guī)定檢查母線、開關、刀閘及電纜各部正常。

3.3 維護運營管理。在巡檢中受到持續(xù)供電的通信電源的影響有一定的限制。這樣就會有可能造成形式主義，起不到真正的作用，所以需要更高的巡檢要求，保障效果與作用。首先要編制巡檢具體項目，明確操作規(guī)程。對巡檢的對象與范圍進行明示，對于數量較多時，可以采用周期性分段巡檢的手段與方式。對于重要的階段與事故多發(fā)地需要優(yōu)先巡檢。通常來講，對于安裝以來三個月沒有維修過和設備、維修后三個月沒有巡檢的設備以及容易發(fā)生季節(jié)性水浸設備都需要進行巡檢，另外對于易受雷擊部位、無人值守的偏遠基站需要重點關注。

通信系統運營維護部門的動力設備部可以根據系統的實際情況編制自己的巡檢計劃。設備一般均采用雙48V直流供電，所以在采購時直接采用雙電源可以從很大程度上避免了維護中的時間緊迫問題。對于維護形成管理計劃，并對所有的實際發(fā)生情況都進行工作記錄，從總結中發(fā)現不足，進行改善。

3.4 保證蓄電池使用環(huán)境干燥整潔衛(wèi)生。潮濕的環(huán)境容易使電池接線柱腐蝕，打火。灰塵過多容易堵塞電池排氣孔，致使產生的氣體不能排出，引發(fā)電池爆炸的危險。杜絕易燃、易爆和導電物品等靠近電池組，嚴防老鼠昆蟲進入電池組，及時清理電池周圍異物。

3.5 加強在線監(jiān)測。閥控蓄電池會在多種情況下發(fā)生容量下降，因此就必須要加強對蓄電池的在線監(jiān)測，防止出現這類狀況。在線監(jiān)測是要監(jiān)測電池的溫度，盡量避免接近溫度高的物體，在溫度過高時要采取降溫處理；監(jiān)測蓄電池組的容量、單瓶內阻、主動均衡度等，是否出現充電電流過大或是深度放電，并采取必要的措施解決。

總之，蓄電池作為電源系統的組成部分，起著儲備電能、應付市電異常和特殊工作情況、維持用戶系統正常運轉的關鍵作用，是需要高可靠供電保障領域的最后一道防線，做好通信電源各個設備的維護工作具有非常重要的意義，需要進一步加強對其的研究。

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