通信基站蓄電池的選用與保養(yǎng)

1、通信基站蓄電池的選用與保養(yǎng)摘要：蓄電池是通信基站供電系統(tǒng)的主要蓄電手段，本文以蓄電池在通信基站供電系統(tǒng)中的工程應(yīng)用為主旨，著力介紹了通信基站供電系統(tǒng)中蓄電池電源的選擇、安裝與維護，對于蓄電池電源在通信基站供電系統(tǒng)中的工程應(yīng)用有著重要的實踐意義。關(guān)鍵詞：通信基站；蓄電池；工程運用引言隨著現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展，通信基站的建設(shè)越來越廣泛，蓄電池作為通信基站供電系統(tǒng)的重要組成部分，在通信基站電源系統(tǒng)建設(shè)中具有舉足輕重的地位，選擇合適的蓄電池電源，并對其實施合理的安裝和科學(xué)的維護是蓄電池電源發(fā)揮作用的基石，蓄電池電源的工程運用在通信基站的建設(shè)與維護過程中將發(fā)揮越來越重要的作用。1 蓄電池的選擇1.1

2、通信設(shè)備對蓄電池電源的基本要求蓄電池是保障通信設(shè)備不間斷供電的核心設(shè)備，通信設(shè)備對供電質(zhì)量的要求決定了對蓄電池設(shè)備的要求：（1）使用壽命長從投資經(jīng)濟性考慮，蓄電池的使用壽命必須與通信設(shè)備的更新周期相匹配，即10年左右。蓄電池的使用壽命與蓄電池工作環(huán)境以及循環(huán)充放電的頻次有關(guān)，充放電頻率越高，蓄電池使用壽命越短。（2）安全性高蓄電池電解質(zhì)為硫酸溶液，具有強腐蝕性。此外，對于密封蓄電池，蓄電池的電化學(xué)過程會產(chǎn)生氣體，增加蓄電池內(nèi)部壓力，壓力超過一定限度時會造成蓄電池爆裂，釋放出有毒、腐蝕性氣體、液體，因此蓄電池必須具備優(yōu)秀的安全防爆性能。一般密閉蓄電池都設(shè)有安全閥和防酸片，自動調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)壓，防酸

3、片具有阻液和防爆功能。另外，蓄電池還必須具備安裝方便、免維護、低內(nèi)阻等特性。1.2 蓄電池容量的選擇依據(jù)蓄電池容量的選擇要根據(jù)市電供電情況、負荷量的大小及負荷變化的情況等因素來決定。一般蓄電池容量的確定主要依據(jù)如下：市電供電類別；蓄電池的運行方式；忙時全局平均放電電流。在以上主要依據(jù)中，市電供電類別分為四類，對于不同的供電類別，蓄電池的運行方式和容量的選擇是不同的。例如，一類市電供電的單位，可采用全浮充方式供電，其蓄電池容量可按1小時放電率來選擇；二類市電供電的單位，可采用全浮充或半浮充方式供電，其蓄電池容量可按3小時放電率來選擇；三類市電供電的單位，可采用充放電方式供電，其蓄電池容量可按81

4、0小時放電率來選擇。放電率與電池容量的關(guān)系可見表1。表1 不同放電率的放電電流和電池容量Table 1 Discharge currents and battery capacities under different discharge rates放電小時數(shù)電池容量（額定容量的%）放電電流（額定容量的%）10小時放電率100108小時放電率96125小時放電率85173小時放電率75252小時放電率6532.51小時放電率5050此外，忙時全局平均放電電流也是決定所蓄電池容量的重要因素。選擇蓄電池的容量可按下述公式計算：式中，Q蓄電池容量（安培小時）；I平均忙時全局平均放電電流；Kn容量轉(zhuǎn)變

5、系數(shù)，即n小時放電率下，蓄電池容量與10小時放電率的蓄電池容量之比。t實際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設(shè)備時，可按15考慮；無采暖設(shè)備時，則按所在地區(qū)最低室內(nèi)溫度計算，但不應(yīng)低于0。25蓄電池額定容量時的電解液溫度；0.006容量溫度系數(shù)（即電解液以25為標(biāo)準(zhǔn)時，每上升或下降1時所增加或減少的容量比值）。為了便于計算，可將上述公式簡化為：QK·I平均式中，K電池容量計算系數(shù)。2 通信基站蓄電池的安裝2.1 蓄電池安裝的地點選擇電池工作和存放的地點應(yīng)該清潔、通風(fēng)、干燥，嚴(yán)禁有火花、火焰等引燃物，并配備有滅火器，電池安裝地點應(yīng)遠離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，避免陽光直射，周圍無有機溶劑和

6、腐蝕性氣體。同時，也應(yīng)避免空調(diào)或通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)口直接影響電池單體溫度，造成電池電壓不均勻。2.2 蓄電池安裝的溫度要求電池系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度一般要求在攝氏15至30之間。由于電池在攝氏25的溫度下運行性能最佳，因此需安裝空調(diào)，以保證電池具有更優(yōu)良的性能及更長的服務(wù)周期。2.3 蓄電池安裝空間的要求應(yīng)保證有足夠的空間來安裝電池。由于電池安裝方式有很多種，單體有豎放和橫放兩種方式，整組由單層安裝有雙層及多層，因此不能明確規(guī)定如何安裝是最恰當(dāng)?shù)模莆諑讉€原則：（1）便于每個單體電池電壓的檢測；（2）便于每個單體電池的更換；（3）便于觀察每個單體電池外表情況（是否可以看到表面的溢酸，極柱和連接條的

7、腐蝕）；（4）單體電池之間要留有一定的空隙，便于電池的散熱。2.4 蓄電池安裝樓面的承載能力由于閥控密封式鉛酸蓄電池的主要原料是鉛，大家都知道鉛的比重在常用金屬里是最大的，蓄電池是體積小、重量大，安裝時要綜合考慮空間大小、地面和樓面的承載能力，一般在樓面建議采用單層平鋪，增大接觸面積，減少單位面積的壓力，嚴(yán)格按照國家和廠家所提供的關(guān)于樓面安裝負載能力要求做。3 移動通信基站蓄電池維護3.1 維護規(guī)則浮充電壓：在環(huán)境溫度25情況下的正常的浮充電壓為2.23V2.25V/單體。溫度補償系數(shù)為：-3.5mV/。當(dāng)電池浮充運行時，蓄電池單體電壓不應(yīng)低于2.18V，如單體電壓低于2.18V，則需要進行均

8、衡充電。均衡充電（即均充）：均衡充電是一般采用恒壓限流進行充電，充電電壓按2.35V/單體（環(huán)境溫度25）。溫度補償系數(shù)為：-5 mV/。均充頻率一般為2月一次。閥控密封式鉛酸蓄電池遇有下列情況時需按均充制度進行均衡充電：（1）單體電池浮充電壓低于2.18V；（2）電池放出5%以上的額定容量；（3）擱置不用超過3個月以上；（4）全浮充運行2個月以上。注意：閥控電池被擱置10個月以上，內(nèi)部將嚴(yán)重硫酸鉛化，會影響電池容量及壽命，甚至不能正常使用。實際案例：在兩組新電池投入使用不久，因為外電原因，18個月沒有浮充，結(jié)果后期充滿電后，容量無法恢復(fù)。用智能負載測試后發(fā)現(xiàn)，個別電池實際容量只有額定容量的1

9、0%，其它電池不足額定容量的30%。3.2 日常維護閥控密封式鉛酸蓄電池不用加酸加水維護，并不是不需要管理，為了保證電池使用良好，需要做一些必要的維護工作，需要檢查的項目如下：（1）單體和電池組的浮充電壓測量（一次/月），單體低于2.18V需均充，總電壓低要檢查各環(huán)節(jié)的接觸電阻是否過大。（2）電池外殼和極柱溫度（主要是在電池放電時測量），一般溫度升高很快說明該電池內(nèi)部電阻過高。實際案例：在12V的UPS后備電池容量測試中，有個別電池的電池外殼溫度比其它的電池高10倍，極柱的溫度則更高，判斷為內(nèi)阻過高，后用內(nèi)阻儀測試果然如此，同時容量也是嚴(yán)重不足。（3）極柱、安全閥周圍是否有滲液和酸霧溢出，一般

10、是在充電時觀察，從化學(xué)反應(yīng)式來看，電池在充電時會產(chǎn)生氧氣和氫氣。如果充電電流過大時，反應(yīng)比較劇烈，產(chǎn)生的氧氣和氫氣來不及復(fù)合，達到一定的壓力就會從氣閥中沖出來，同時可能帶出部分酸液。由于水和酸液的損失，影響了電池的容量，需要后期的容量測試跟進，一般容量肯定減少，只是程度不同而已。實際案例：有一個基站電池運作了2年左右，多次出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，后經(jīng)過容量測試后，發(fā)現(xiàn)有10%的電池容量不足額定容量的80%。（4）電池蓋有無變形和滲液（一次/月），這種現(xiàn)象發(fā)生在充電電流過大時，反應(yīng)比較劇烈，產(chǎn)生的氣體來不及復(fù)合，達到一定的壓力，由于氣閥沒有及時打開，電池殼變形，甚至把電池殼沖破。實際案例：有一個基站的兩組

11、電池，有三個電池由于氣閥氣壓過大，頂殼被沖破。另外殼體變形的原因是極板的生長，極板在長時間使用后硫酸鉛化，極板增大，使外殼鼓起來，也可以說明該電池容量已經(jīng)不足。實際案例：在12V的UPS后備電池容量測試中發(fā)現(xiàn)那些極板鼓起的電池都有不同程度的容量不足。（5）連接處有無松動（新裝電池半年內(nèi)需全部緊一次，以后一般一年一次即可）。實際案例：在電池維護過程中發(fā)現(xiàn)一些電池極柱松動，但主要是在新裝電池上出現(xiàn)較多，而且都是比較嚴(yán)重的虛接，導(dǎo)致電池不能正常使用。（6）出現(xiàn)兩組同樣的電池組充放電電流不同，單體壓差大，除了電池本身的原因外，就是連線與極柱接觸不良所致，所以新裝電池必須半年內(nèi)就緊固一次，而經(jīng)過二次緊固

12、的電池后期一般不會出現(xiàn)嚴(yán)重的松動現(xiàn)象。實際案例：在做新電池容量測試時發(fā)現(xiàn)一組電池一放就空（是單極柱連接的電池組），經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有一只電池極柱的沒有緊好，螺紋差了四圈。而經(jīng)過長期的經(jīng)驗，一般老電池的極柱在長期使用中松緊程度不超過螺紋的一圈，基本不會造成電池間的壓差。所以舊電池的緊固時間可能適當(dāng)延長，節(jié)省工作量。此外，也要注意定期對開關(guān)電源的電池管理參數(shù)進行檢查，保證電池參數(shù)符合要求。3.3 蓄電池容量測試（1）蓄電池每年可以以實際負荷做一次核對性放電，放出額定容量的30%40%（10小時率）。因該方法是最簡捷、最節(jié)約人力物力的測試方案。有幾個可操作的方法：A、利用一些智能開關(guān)電源控制器自帶測試軟件

13、，可對電池進行核對性放電。它是設(shè)定一個比較低的浮充電壓，電池電壓比整流器高，負載轉(zhuǎn)為電池供電，電源內(nèi)部有電池容量計算公式，可以計算實際放出容量。如果電池電壓下降較快，放出容量倒不多，則說明電池容量不足。另外一些開關(guān)電源不帶這些功能的，可以手動降低浮充電壓，相當(dāng)于上面的放電方式的手動操作。B、還有一種方法是干脆把整流器關(guān)掉。但是這樣操作風(fēng)險較大，如果電池很差，電壓急速下降會影響用電設(shè)備。而前面介紹的方法是不會出現(xiàn)這種情況，因為它沒有關(guān)閉整流器的輸出，當(dāng)電池電壓急速下降到設(shè)定的電壓時，會轉(zhuǎn)為由整流器供電。C、在日常的工作中還有一個取巧的地方就建立在第三種方式上的。通常，一些無人基站每年都有各種原因

14、的停電，有些停電時間長的需要去發(fā)電搶修，可以讓發(fā)電搶修人員帶好萬用表和記錄表格，在電池電壓不是很低的情況下快速測量單體電池電壓和總電壓，負載電流，查看停電記錄，可以得到一份電池的容量測試記錄。這是花時間最少、最節(jié)約人力物力的方法，同時也能得到電池最新的容量情況。（2）每3年做一次容量試驗，放出額定容量的80%（10小時率）。根據(jù)國家有關(guān)要求，蓄電池每3年做一次容量試驗，放出額定容量的80%（10小時率），6年以后每年做一次（蓄電池容量滿足額定容量的80%表示電池合格，可以正常使用）?，F(xiàn)在一般用智能負載測量，自動記錄貯存放電數(shù)據(jù)，自動結(jié)束放電，后期通過軟件對數(shù)據(jù)分析。一般基站最安全的測試方式是第

15、一天測量一組電池，第二天測量第二組電池。理論測試時間是每次8小時（10小時率）。這里有一個利用智能負載放電的實際操作方法：一天兩組（因為一般基站只配備了兩組蓄電），白天放一組，晚上放一組；測試時間也有原8個小時改為7個小時。這樣做有幾個原因，放電的效率提高了很多，基站來回的次數(shù)少了一次，節(jié)約了成本，電池雖少放一個小時，但不要擔(dān)心，通過長期的測試比較，一般電池放7個小時，回去做數(shù)據(jù)分析后安全可以得出是否滿足額定容量80%的結(jié)論。另外一個重要的原因就是電池放電深度越深，電池容量越不易恢復(fù)，所以少放一個小時對蓄電池本身也比較有利。3.4 預(yù)防性維護局開關(guān)電源蓄電池容量下降的早期發(fā)現(xiàn)對保證系統(tǒng)的安全運

16、行相當(dāng)重要，最好能對蓄電池的容量進行預(yù)測，進行預(yù)防性維護。主要方法還是對電池進行核對性放電試驗比較好，如果只靠平時的浮充電壓檢測基本發(fā)現(xiàn)不了容量不足的電池。只有在電池充放電時，測量電池單體電壓才能發(fā)現(xiàn)容量下降的問題，同時也可檢測出電池接線的壓降問題，從而進行預(yù)防性維護。3.5 在開關(guān)電源中對電池的運行參數(shù)進行設(shè)置（1）均充電壓設(shè)置正常的均充電壓設(shè)置，均充電壓的選擇一般單體2.35V就夠了，如果再高會有氣體產(chǎn)生，造成電池的失水。實際案例：在蓄電池均充時，由于內(nèi)阻不均，個別單體電池電壓上升到2.4V以上時，氣閥里有氣體噴出，而此時的電池充電電流卻不大，其它充電電壓在2.35V以內(nèi)的就沒有氣體溢出，

17、所以過高電壓時對電池充電是不可取的。（2）浮充電壓設(shè)置正常的浮充電壓設(shè)置，浮充電壓的選擇單體2.23V2.25V之間，除了廠家另有具體要求外，新電池的選擇單體2.23V充電電壓就可以了，而舊電池側(cè)可選用2.25V，原因是新電池內(nèi)阻較小，連接端子接觸面電阻較小，各電池單體電壓也較均衡，所以一般電池單體電壓都可到達2.225V以上。而舊電池內(nèi)阻相對較大，連接端子接觸面電阻也由于長時間的氧化腐蝕相對較大，有部分壓降，各電池單體電壓也不是很均衡，所以可以選用2.25V，這樣設(shè)置后一般電池單體電壓都可到達2.23V以上。（3）負載下電控制關(guān)于負載下電控制問題，大容量負載二次下電，下電電壓通常設(shè)置為45V，比一般的通信系統(tǒng)規(guī)范要求44.5V高了0.5V，這樣設(shè)定的原因是從長期的電池容量測試數(shù)據(jù)中得出不管電池實際容量為多少，一旦電池放電到45V，電池實際剩余不足額定容量的10%，如果只有由少量電池不足100%，電池組放電后期的電壓下降就會非常快，留下的容量分給小負載的傳輸設(shè)備就大大減少了，為保證傳輸?shù)戎匾O(shè)備長時間的不掉電，所以適當(dāng)調(diào)高。實際案例：某基站電池容量配備相對較小，負載較大，由于設(shè)置在44.5V的下電電壓，到電池電壓下降到43.2V 電池保護電壓才維持了9分鐘。所以小幅提高電壓。至于電池保護電壓設(shè)置在4