影響通信用閥控式蓄電池容量和壽命的因素

1、影響通信用閥控式蓄電池容量和壽命的因素    自20世紀(jì)80年代貧液式閥控式密封鉛酸蓄電池問世以來,作為一種更新?lián)Q代產(chǎn)品,由于較原來富液式開口或防酸隔爆式電池有特殊的優(yōu)點(diǎn),比如說在使用過程中無需添加蒸餾水,減輕了維護(hù)人員的工作量;實(shí)現(xiàn)了電池內(nèi)部的氧循環(huán),正常使用條件下不會產(chǎn)生大量的氫氧氣體并夾帶酸霧逸出;可以和主機(jī)同室布放,適合分散供電方式使用等。 近年來由于通信的迅猛發(fā)展,網(wǎng)通、電信公司的模塊局、接入網(wǎng)點(diǎn);移動、聯(lián)通公司的移動基站均建設(shè)很快,使用了大量的閥控式密封蓄電池組,但普遍存在著電池只使用一年左右,市電停電蓄電池組放電時只能放出設(shè)計容量的30-5

2、0%,出現(xiàn)容量早期損失,電池壽命終結(jié)的嚴(yán)重問題.在實(shí)際使用中有些通信部門的管理和維護(hù)人員由于對蓄電池在通信供電系統(tǒng)中的重要地位,對閥控式蓄電池使用特性及外界因素對蓄電池壽命及容量的影響存在模糊認(rèn)識,加上管理部門對蓄電池維護(hù)、管理及維護(hù)人員水平上的差距,因而導(dǎo)致閥控式蓄電池組使用中容量早期損失、壽命縮短。本文就影響閥控式蓄電池容量及壽命的因素談幾點(diǎn)看法。 客觀因素 1.農(nóng)村電網(wǎng)供電保障系數(shù)差,導(dǎo)致電池組頻繁深放電 當(dāng)前農(nóng)村電網(wǎng)供電質(zhì)量及供電穩(wěn)定性低,停電頻次多,且停電時間長,有的月平均停電次數(shù)在30-60次/月,更嚴(yán)重有的日平均停電在12小時以上,經(jīng)常是白天停電,夜間送電,有的連續(xù)幾天停電,造成

3、通信機(jī)房電池組頻繁深放電。 2.供應(yīng)商的產(chǎn)品不能完全滿足不同通信供電系統(tǒng)要求的不同特性蓄電池組 在通信供電系統(tǒng)中,通信環(huán)境和設(shè)備不同對蓄電池放電性能的要求也不同。比如,UPS供電系統(tǒng)大部分建在縣以上市電條件較好的機(jī)房,負(fù)載電流較大,設(shè)計電池備用時間較短,一般電池支持時間為30分鐘-1小時,從通信部門的負(fù)載需求看,市電停電時UPS系統(tǒng)對電池放電的需求是短時間、大電流放電;再如,接入網(wǎng)系統(tǒng)大部分建在縣以下局(站),電網(wǎng)經(jīng)常停電,一般負(fù)載電流較小,市電停電時接入網(wǎng)系統(tǒng)需要的是較小電流、長時間放電;另如,一些光纜無人站、高山微波站無市電或光照較好高原地帶,經(jīng)常采用“太陽能電池+鉛酸蓄電池”的方式保證負(fù)

4、載用電。該環(huán)境配置的蓄電池組應(yīng)能夠經(jīng)受長時間深度放電、能夠滿足無規(guī)律放電和充電過程,且充放電電流時大時小的特點(diǎn)、能適應(yīng)較高溫度環(huán)境使用并保持較長的使用壽命等。因此,為確保各通信供電系統(tǒng)的供電可靠性,蓄電池生產(chǎn)廠家應(yīng)該針對不同通信設(shè)備對蓄電池放電特性的不同需求設(shè)計、生產(chǎn)不同通信供電系統(tǒng)所需的蓄電池。 隨著近年來通信行業(yè)的迅速發(fā)展,為計算機(jī)系統(tǒng)供電的UPS不間斷電源及縣以下接入網(wǎng)設(shè)備大量使用,相繼建立的干線光纜、微波無人站、移動基站等使用了大量的蓄電池組,多數(shù)電池使用1年或1年半就出現(xiàn)容量不足或壽命終結(jié)的故障。在市電停電的情況下,根本不能滿足對通信設(shè)備的供電,導(dǎo)致大面積接入網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓、干線光纜阻斷

5、。特別是,UPS供電系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)、計費(fèi)、網(wǎng)管等部門的供電,UPS系統(tǒng)癱瘓導(dǎo)致的數(shù)據(jù)通信阻斷直接影響銀行等大客戶的信息通信,給社會和通信企業(yè)造成不良的影響。追究其原因主要是蓄電池生產(chǎn)廠家參差不齊,看到蓄電池行業(yè)市場需求量大、利潤高,就一擁而上,不能嚴(yán)格按照通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,提供真正符合并滿足不同需要的蓄電池。近年來供應(yīng)商為我省農(nóng)村接入網(wǎng)系統(tǒng)(需要較小電流、長時間放電電池)提供的12V單體電池,卻是適合UPS系統(tǒng)的大電流、短時間放電電池。 3.原材料漲價,運(yùn)營商壓價,生產(chǎn)廠商采取相應(yīng)措施維持利潤,導(dǎo)致質(zhì)量下降。 近年來市場上鉛等制造蓄電池的金屬逐年漲價,導(dǎo)致蓄電池原材料成本提高,各通信運(yùn)營商為降

6、低通信建設(shè)成本,要求供應(yīng)商下調(diào)蓄電池的供應(yīng)價格,在市場競爭激烈的環(huán)境下,運(yùn)營商選型招標(biāo)時,各供應(yīng)商為占有市場,只有一條路降低價格、減少利潤。在上述成本提高、銷售價格下降的情況下,為保住企業(yè)利潤,生產(chǎn)廠商制定不同價格不同產(chǎn)品的原則,設(shè)以下陷阱:一是制造電池時摻入一定百分比再加工后的回收鉛以降低成本;二是對極板厚度進(jìn)行偷工減料。 4.網(wǎng)上使用的部分開關(guān)電源對蓄電池組的管理及保護(hù)功能不完善,不能對蓄電池組進(jìn)行科學(xué)管理。 目前各通信運(yùn)營部門網(wǎng)上使用的早期開關(guān)電源產(chǎn)品,特別是接入網(wǎng)配套一體化的電源模塊功能較差,不具備低電壓保護(hù)及溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?不能按蓄電池放電容量進(jìn)行均、浮充選擇,導(dǎo)致蓄電池組運(yùn)行時充電

7、不足,造成長期虧電,容量下降。 5.蓄電池生產(chǎn)廠向用戶提供的放電率及對應(yīng)的終了電壓值范圍不全。 蓄電池供應(yīng)商一般提供1-10小時率放電曲線和電壓值。目前多數(shù)接入網(wǎng)點(diǎn)或模塊局放電電流均小于10小時率,有的邊遠(yuǎn)山區(qū)電池容量配備較大,放電電流甚至小于20小時率,大多數(shù)蓄電池廠商沒有提供小電流放電時所對應(yīng)的放電終止電壓值。為避免蓄電池過放電,各運(yùn)營維護(hù)部門都在開關(guān)電源上設(shè)置了低電壓保護(hù)告警點(diǎn),但多數(shù)為10小時率低電壓告警電壓點(diǎn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,缺乏科學(xué)性,小電流使用時導(dǎo)致部分蓄電池過放電。 主觀因素 1.部分基層維護(hù)和管理人員對閥控式蓄電池應(yīng)加強(qiáng)管理和維護(hù)存在模糊認(rèn)識,導(dǎo)致電池使用壽命縮短。 自閥控式密封鉛

8、酸蓄電池問世以來,與原富液式開口或防酸隔爆式電池相比大大減輕了維護(hù)人員的工作量,其優(yōu)越性已被人們所理解,初期人們曾稱為“免維護(hù)電池”。電源界有些有影響的人士在某些場合就閥控電池的優(yōu)點(diǎn)曾談起閥控式電池?zé)o需維護(hù)的特性,使一些用戶對電池的維護(hù)產(chǎn)生了誤解。 在實(shí)際使用中,如由于市電經(jīng)常頻繁停電,造成電池深放電且充電不足,導(dǎo)致容量早期損失;環(huán)境溫度變化對電池壽命及容量的影響;開關(guān)電源電池管理功能的優(yōu)劣對電池容量和壽命的影響等諸多因素證實(shí),對閥控式蓄電池的維護(hù)與富液式電池相比“少維護(hù),強(qiáng)管理”的概念較為實(shí)際。 2.部分管理部門沒有制定或維護(hù)人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行閥控式蓄電池的充電制度,導(dǎo)致容量早期失效。 談起閥

9、控電池的充電制度,應(yīng)首先明確什么是充電制度,一般講閥控式蓄電池組運(yùn)行充電方式有兩種,一是浮充充電方式:主要是浮充電壓一般為2.23V/只-2.25V/只,浮充充電功能主要是滿足電池組的自放電及氧循環(huán),絕不是用于對電池組放電后的補(bǔ)充電;二是均衡充電方式,即均充電壓限制為2.35V/只,充電電流在0.10-0.15C10A,最大不超過0.2 C10A,這樣一種恒壓限流充電方式,均衡充電功能主要是用于電池組放電后的快速充電,可使深放電后的電池及時得到補(bǔ)充電,利于電池的維護(hù)和使用,提高了電池的充電速度和效率。 為延長閥控式蓄電池的使用壽命,生產(chǎn)廠商要求對電池組使用中有以下情況的需進(jìn)行均衡充電,即:電池

10、系統(tǒng)安裝完畢,應(yīng)采用均充方式對電池組進(jìn)行補(bǔ)充電;電池擱置停用3個月的需進(jìn)行均充;全浮充運(yùn)行3個月的電池組需進(jìn)行均充;電池組深放電放出20%以上額定容量時需進(jìn)行均充。就電池組深放電需用均充方式對電池組進(jìn)行補(bǔ)充電而言,河北乃至全國縣及縣以下通信局站市電狀況有大部分確實(shí)很差,有的每月平均停電10-30次,有的每天停電2-3次,且停電時長達(dá)6-12個小時以上,電池組放電深度超過30%,上述狀況運(yùn)行的電池組當(dāng)市電來電后必須采用均衡充電方式,對深放電后的電池組進(jìn)行補(bǔ)充電。 從維護(hù)單位實(shí)際執(zhí)行情況看有以下三種現(xiàn)象導(dǎo)致電池組運(yùn)行長期虧電、充電不足、容量早期損失。一是正常運(yùn)行的電池組浮充電壓設(shè)置低,不能正確設(shè)置

11、浮充電壓值,導(dǎo)致電池組浮充充電不足,電池組放電時放不出額定容量,電壓很快就低于終止電壓,閥控電池運(yùn)行時,正常浮充電壓應(yīng)嚴(yán)格按廠家說明書規(guī)定設(shè)置,過低導(dǎo)致電池組虧電,不能滿足自放電和氧循環(huán)的需要,過高會使電解液損失,縮短電池壽命。檢查中發(fā)現(xiàn),有的維護(hù)單位浮充電壓設(shè)置有的低于2.2V/只,有的高于2.25V/只,長期下去電池容量和壽命將受到影響。二是有的維護(hù)單位和人員根本就沒有均衡充電制度,或不懂得什么叫均衡充電,不管是正常運(yùn)行或市電長時間及頻繁停電后電池組深放電,均采用浮充充電方式對電池組進(jìn)行補(bǔ)充電,由于浮充電流小不能完成和滿足電池組放電后的補(bǔ)充電,因而造成電池組充電不足;三是有均衡充電制度但沒有嚴(yán)格執(zhí)行,有的單位開關(guān)電源沒有對蓄電池均、浮充充電的管理功能、有的功能不完善、有的對均充電壓設(shè)置不正確、有的不采用均充方式,任何情況均采用浮充方式等。在市電停電頻繁的地方,市電停電長造成電池組深放電超過30%,采用浮充方式浮充電流小,不能將電池組電量充足,市電第二次停電,電池組又需放電,停電時間愈長電池放電深度愈深,市電來電后需要充電時間會更長,電池容量尚未充足市電又第三次停電,造成電池組更深度放電,形成惡性循環(huán),電池組虧電情況愈來愈嚴(yán)重,采用浮充充電方式所需的充電時間就愈長,市電頻