通信用蓄電池常見故障分析-講課稿(網(wǎng)運部)

1、通信用蓄電池常見故障分析 1通信用蓄電池常見故障分析 摘要：通信用2V閥控密封式鉛酸蓄電池（以下簡稱通信用蓄電池）是通信電源系統(tǒng)中非常重要的組成部分，是交流市電停電時維系通信設備正常工作的能源保障，是關系通信系統(tǒng)安全、確保各種用電設備持續(xù)不間斷工作的最后保障，一旦發(fā)生故障將直接影響被供電設備的正常運行，因此，通信用蓄電池是通信電源維護人員非常關注的電源設備之一，是維護工作的重中之重。2 通信電源系統(tǒng)是通信行業(yè)的最基礎設施，是各類通信負載的能源心臟，是通信安全的根本保障之一。通信用蓄電池是通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，它的質量狀況、性能指標、維護是否到位，直接關系著通信電源系統(tǒng)的安全，作為通信電源

2、系統(tǒng)的維護人員必須給予高度重視，實時監(jiān)控通信用蓄電池的各項性能指標，把握蓄電池質量發(fā)展趨勢，及時采取措施整治質量下降的、威脅通信電源系統(tǒng)安全的蓄電池（組）,以確保通信設備的能源不間斷供應。 3一、通信用蓄電池常見故障現(xiàn)象通過對全網(wǎng)現(xiàn)有通信電源系統(tǒng)蓄電池配置情況、使用情況的調查，通信用蓄電池存在以下常見故障：全組蓄電池浮充狀態(tài)下電壓差大于行業(yè)標準。一些蓄電池存在爬酸及極柱受腐蝕現(xiàn)象。一些蓄電池存在漏液現(xiàn)象。4一些蓄電池存在殼體膨脹鼓肚現(xiàn)象。一些蓄電池發(fā)生熱失控故障。一些蓄電池使用4年左右容量就小于額定容量的80%。一些蓄電池在大電流放電時（小于1小時放電率的情況下），電池組各槽間連接條壓降超標。

3、5二、通信用蓄電池常見故障問題分析及解決措施1、全組蓄電池浮充狀態(tài)下蓄電池端電壓差大于行業(yè)標準 通信用蓄電池一般用品牌相同、出廠時間相同、容量相同的48只蓄電池組成兩組，每組24只與整流模塊輸出端、通信負載并聯(lián)在一起使用。6浮充狀態(tài)下通信電源系統(tǒng)電壓依據(jù)蓄電池制造廠給出的浮充電壓（2.23V/只2.27V/只）范圍進行設定，一般設定在54V（2.25V/只），結合整流系統(tǒng)對電池電壓的溫度調節(jié)系數(shù)，決定不同溫度下通信電源浮充狀態(tài)下蓄電池組端電壓的具體值。在蓄電池剛投入使用的幾年內，全組蓄電池中浮充的端電壓差基本小于行業(yè)標準（50mv），蓄電池使用幾年后就出現(xiàn)了超標現(xiàn)象，并且使用的時間越長這種現(xiàn)象

4、越明顯。 7（1）建設局站時就埋下了隱患在建設通信局站時，由于工程時間緊、任務重，有時一次購買的蓄電池不能夠滿足許多局站的使用，就造成某些局站的電源系統(tǒng)使用兩個批次生產出來的蓄電池，或電源系統(tǒng)的兩組蓄電池由兩個品牌的產品組成。由于不同品牌蓄電池制造工藝不同、極板配方不同、自身內阻不同等因素，隨著使用時間的延長就會產生浮充狀態(tài)下蓄電池電壓差超標的問題。由于這種原因造成的超標很難通過后天的維護來消除。8因此，建設新的通信局站時，蓄電池組的組成一定要使用同品牌、同批次生產的、同容量的蓄電池，即使是同品牌、同容量也要避免使用不同批次生產的出來的蓄電池進行配組，更不能使用不同品牌或新舊蓄電池進行配組。對

5、于已經不同品牌組成的蓄電池組，只能加強巡視，多關注蓄電池的運行狀況，尤其是電壓過高、過低的蓄電池的質量狀況，通過對蓄電池的容量放電來判斷實際容量的大小，從而決定更換時間，避免由于維護人員未能及時發(fā)現(xiàn)蓄電池故障造成通信中斷的事故發(fā)生。9（2）蓄電池極柱與連接條之間的連接出現(xiàn)問題造成全組中蓄電池浮充的端電壓差超標的另一個原因就是蓄電池極柱與連接條之間的連接出現(xiàn)問題而產生。在蓄電池連接成組的過程中，由于蓄電池極柱處涂抹的凡士林（或黃油）可能未處理干凈，使得連接條與蓄電池極柱間接觸不良，導致接觸電阻較大，造成這只蓄電池浮充電壓較高。由于一組蓄電池總電壓是固定的，有電壓較高的蓄電池存在，必然引起有些蓄電

6、池的電壓較低。10電壓高、低的蓄電池長期混合使用，就會產生有的蓄電池充電不足、有的蓄電池過充電的現(xiàn)象，進而表現(xiàn)出電壓差超標。這就需要維護人員在每月進行蓄電池端電壓測量時，及時發(fā)現(xiàn)電壓高、低的蓄電池，在確保安全的前提下，擦干蓄電池極柱處涂抹的凡士林（或黃油），擰緊固定連接條的螺絲，消除接觸不良的故障，然后通過對全組蓄電池小容量放電、充電的幾個循環(huán)處理，來改善端電壓差超標的狀況。11（3）由于蓄電池自身質量問題組成通信電源系統(tǒng)的兩組蓄電池，即使是同品牌、同批次、同容量、同時投入使用，也會由于制造的差異使得內阻不一致、氣體復合不能完全相同，隨著使用時間的延長，這些細小的差異會逐漸放大，最后表現(xiàn)出浮充

7、狀態(tài)下蓄電池端電壓差超標。12對于這種情況，除了嚴格按照蓄電池廠家推薦的浮充電壓值對通信電源系統(tǒng)進行設置外，還要注意觀察蓄電池電壓的每月變化情況，盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時對端電池超標的蓄電池進行單只充、放電整治，調整蓄電池溫度補償系數(shù)，精確蓄電池端電壓管理，避免蓄電池過充電、過放電的事件發(fā)生，盡可能延緩這種現(xiàn)象出現(xiàn)的時間，從而延長蓄電池的使用壽命。132、一些蓄電池存在爬酸及極柱受腐蝕現(xiàn)象在由24只蓄電池組成的一組蓄電池中，常常發(fā)現(xiàn)有些蓄電池使用時間并不長，但出現(xiàn)了爬酸現(xiàn)象，有的出現(xiàn)在蓄電池的蓋與殼體的連接處，有的出現(xiàn)在極柱與蓋的連接處，有的出現(xiàn)在蓄電池的閥體與蓋的連接處；一些運行了3年以上蓄電池的

8、極柱受腐蝕現(xiàn)象也時有發(fā)生。對于通信電源的維護人員而言，處理極柱受腐蝕要容易一些，只要徹底清理被腐蝕極柱的表面，擰緊固定連接條的螺絲（但用力不能過大，以免螺絲易溢扣），再涂抹上一些凡士林即可。14對于爬酸問題，如果是蓄電池蓋與殼體、極柱與蓋、閥體與蓋之間的熱封或膠封不嚴、開裂，或是由于極柱與密封膠的粘接處受到腐蝕等原因出現(xiàn)漏液，維護人員很難自行解決，通常是對爬酸電池進行更換。因此，這類故障就要靠維護人員認真執(zhí)行蓄電池維護計表，及早發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。15值得注意的是，有些蓄電池閥體處爬酸，可能是由于蓄電池生產時灌酸過多，開閥后氣體將液體帶出來造成。若是這樣，就應及時將每次帶出來的液體擦干凈，隨著

9、蓄電池使用時間的延長，開閥后帶出來的液體越來越少，最后這種現(xiàn)象就會消失，所以，這只是一種假爬酸現(xiàn)象。163、一些蓄電池存在漏液現(xiàn)象為了與蓄電池的爬酸有所區(qū)別，我們將蓄電池蓋以下的殼體四周漏液以及殼體底部漏液定義為蓄電池漏液。這種現(xiàn)象雖然不常見，但也有所發(fā)生。目前蓄電池外殼一般采用ABS和PP兩種材料，雖然ABS材料的強度較好，但也會因為材料本身的原因、電池搬運磕碰的原因、安裝時基座堅硬物體損傷蓄電池底部等原因造成漏液。發(fā)現(xiàn)漏液蓄電池必須及早采取措施，如果殼體四周有輕微漏液可以采取與殼體材料相同的材料進行粘補，然后將此電池四周緊箍起來，如果殼體四周漏液較多或殼體底部漏液，必須及早更換，否則漏液蓄

10、電池有效極板面積就會下降，容量也隨之下降、內阻也會增加，進而影響整組中其他蓄電池的質量，整組蓄電池的容量也要降低。17發(fā)現(xiàn)漏液蓄電池必須及早采取措施，如果殼體四周有輕微漏液可以采取與殼體材料相同的材料進行粘補，然后將此電池四周緊箍起來，如果殼體四周漏液較多或殼體底部漏液，必須及早更換，否則漏液蓄電池有效極板面積就會下降，容量也隨之下降、內阻也會增加，進而影響整組中其他蓄電池的質量，整組蓄電池的容量也要降低。184、一些蓄電池存在殼體膨脹鼓肚現(xiàn)象。通信用蓄電池的殼體膨脹鼓肚是比較常見的現(xiàn)象。在整組蓄電池中，如果存在端電壓正常的輕微膨脹蓄電池，只要多觀察、多測量，關注其端電壓的每月變化情況、殼體膨

11、脹程度的變化情況，只要沒有較多的變化，就是正?，F(xiàn)象。 19但如果蓄電池殼體膨脹有明顯鼓肚現(xiàn)象，必須查明原因。因為蓄電池安全閥開閥壓力在1049kpa之間，當蓄電池內壓力高于開閥壓力時，閥門自動打開排氣，泄放蓄電池殼內壓力至開閥壓力以下（如15kpa）后自動關閉，這樣使蓄電池內保持一定的壓力，有利于氧氣在負極的復合，也防止蓄電池內水分的較多損失。20如果有些蓄電池的開閥壓力過高，就不能及時泄放殼內壓力必然造成蓄電池的鼓肚。如果蓄電池生產企業(yè)選用的殼體厚度太薄，即使開閥壓力在行業(yè)標準規(guī)定的范圍內，也會出現(xiàn)蓄電池鼓肚現(xiàn)象；發(fā)生熱失控的蓄電池也會出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象。21對于鼓肚的蓄電池，必須進行全面的質量鑒

12、定，測量其端電壓、進行小容量的放電后采用浮充電壓進行恒壓補充電，觀察鼓肚的變化情況，如果沒有減輕，就應立即對鼓肚的蓄電池進行更換。當然由于熱失控造成鼓肚的蓄電池，是無法修復的，只能進行更換。225、一些蓄電池發(fā)生熱失控故障通信用蓄電池的熱失控問題也必須引起警惕，因為蓄電池一旦出現(xiàn)熱失控，就意味著全組報廢，不但造成經濟損失，更容易引發(fā)通信中斷的事故發(fā)生，所以，必須加強對蓄電池的維護，避免熱失控故障的發(fā)生。23蓄電池熱失控一般是因為安裝得過于緊密，蓄電池殼體之間沒有散熱間隙，當充電電流較大時，蓄電池內部的熱量不能夠及時通過殼體散發(fā)出來，隨著熱量的不斷積累，殼內溫度越來越高，充電電流也會逐漸加大，形

13、成熱量不斷升高的正反饋現(xiàn)象，最終使得蓄電池殼體變形、有的殼體與極柱連接處部分熔化，整組蓄電池全部報廢。24熱失控經常發(fā)生在夏季環(huán)境溫度較高時，因此，在蓄電池安裝時必須嚴格按照生產企業(yè)規(guī)定的安裝方式，保持適當?shù)男铍姵亻g距，預留充足的散熱空間，同時杜絕過充電、過放電的現(xiàn)象發(fā)生，對于蓄電池運行的環(huán)境溫度采取必要的控制措施，使蓄電池始終運行在1530之間。256、一些蓄電池使用4年左右容量就小于額定容量的80%26第1個原因是極板的不可逆硫酸鹽化。造成電池硫化的基本原因是長期處于充電不足。通信部門使用的蓄電池，由于充電回路和用電回路并聯(lián)，處于浮充狀態(tài)，電池在用電回路放電失去的容量可在充電回路及時得到補

14、充，所以電池始終處于較高保有容量狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，電池是不會發(fā)生硫化損傷的。27但是現(xiàn)在通信部門大量的電池卻受到硫化損傷。其內在原因是：1.1浮充電壓低。有許多地方，浮充電壓設定在52.7V，平均2.20V個。 500AH電池充電圖如下:2829從上圖電池的充電曲線可以看出，500AH電池放電后在2.23V的浮充電壓下，容量可快速恢復到66。在2.29V的浮充條件下，對應值是75。有個基站，電池安裝后第1次交流停電后獨立供電時間是8小時，第2次是6小時，第3次是4小時。用戶提出是電池的質量不好造成的。恰恰相反，這個實例正好說明是電池充電不足就會造成保有容量下降，電池的結構容量不可能在3次充放

15、電循環(huán)就下降50。301.1.1電壓表顯示偏高。 控制柜上電壓表顯示偏高是經常發(fā)生的，維護者根據(jù)控制柜的表顯示值調節(jié)浮充電壓，如果顯示偏高K，電池組得到的實際浮充電電壓就偏低K?？刂乒裆系臄?shù)顯電壓表，屬于計量器件，應按計量工具的管理定期校準。這里所說的是“實際電壓和顯示電壓的校準”，不是現(xiàn)在可遠程操作的“浮充電壓高低的調節(jié)”。31這項工作現(xiàn)在都沒有做。許多技術人員甚至不知道這兩個概念有完全不同的技術內含?？刂乒裆系碾妷猴@示，是把電池總電壓先通過模擬電路衰減轉換為5V以下信號，才能被計算機識別。模擬電路衰減轉換的過程會產生偏差，這部分偏差是需要校準和消除的。所以我們使用的萬用表需要定期校準，現(xiàn)在

16、維護技術標準中沒有這方面的維護要求。321.2落后電池的反電勢高在串聯(lián)的蓄電池中，如果有一個落后電池，這個電池的反電勢就會升高，在平均電壓2.23V的蓄電池組中，有時可檢測到2.60V的單節(jié)電壓。在這種狀態(tài)下，控制柜中計算機就會檢測到充電電壓已經升高，在蓄電池尚沒有充到預定容量時，卻被誤判斷為“已經充到預定值”，就把充電電流降下來，導致充電不足，實際運行狀態(tài)的電池組，這種情況是經常發(fā)生的。在并聯(lián)使用條件下，充電電流分配的不均衡性就發(fā)生了，這種損壞是以加速度的方式發(fā)展的。331.3失水后反電勢隨電解液密度濃縮而升高使用中電池是逐步失去水分的，但其中的硫酸并不減少，電解液的密度就上升，電池的反電勢

17、Uf就上升，電池反電勢和密度值d的依賴關系是：Uf0.85d反電勢的升高直接導致實際充電電壓的下降。最終造成充電不足。在浮充條件下，電池的實際反電勢應是空載電壓和電流極化電壓的和。極化電壓與電流強度直接相關。34電池的失水是必然的，溫度越高，失水速度越快。在對洛陽的30個基站電池的補水中，統(tǒng)計平均每個500AH的電池補水800mL，才達到出廠的水平。計算表明：補水前電解液密度由1.30濃縮到1.37g/3，反電勢會上升到2.22V。實際沒有測量到這樣高的電動勢，是由于部分硫酸已經被轉換成硫酸鉛消耗了。在2.20V的充電電壓下，這樣的電池無法得到能量補充。充電狀態(tài)的電流沒有有效顯示，維護人員不易

18、發(fā)現(xiàn)這種狀態(tài)。對密封電池的補水，早在2000年在鐵路部門就普遍采納，2004年形成工藝規(guī)程標準。35 及時補水，不但保障了蓄電池運行質量，而且在南方把電池實際使用壽命由原來的2年延長到5年左右。但在通信部門卻依然不允許補水，人為造成許多損失。通信用密封蓄電池大量的損壞基本是沿著這個方式損壞的：失水電解液密度升高電池反電勢升高充電不足極板發(fā)生不可逆硫酸鹽化結構容量降低到安全標準以下。361.5浮充電壓不調整蓄電池的浮充電壓，應根據(jù)電池的保有容量做適當調整。在交流市電經常停電的地區(qū)、對結構容量較低的舊電池都應適度提高浮充電壓，以利于保持較高的保有容量水平。37無密封蓄電池容量維護標準 密封蓄電池需

19、要維護，通信行業(yè)早在1994年108號文件中就有要求。但由于沒有統(tǒng)一有效的技術工藝標準，有的通信部門制定的維護工作的實際內容處于打掃衛(wèi)生、測量浮充電壓。這些工作與保有容量和結構容量無關，實屬無效勞動。周而復始測量出來的數(shù)據(jù)也不能判斷電池是否處于安全限界的臨界狀態(tài)。蓄電池廠由于保護商業(yè)利益的本能，不會向通信部門提供有關延長電池使用壽命的技術，加之通信部門缺乏技術力量分散，不能對維護技術和工藝集中攻關，所以通信行業(yè)一直沒有在線密封蓄電池容量維護工藝規(guī)程和標準。38在通信蓄電池使用中，大量采用電池組并聯(lián)的結構，由于每組電池中沒有電流表，所以用戶不能發(fā)現(xiàn)電池組在充電狀態(tài)的不均衡程度。在一組電池中，一旦

20、有12個落后電池，該組電池的充入電量就會減少，甚至就得不到充電。這種不均衡狀態(tài)是絕對的，而且不均衡程度是加速度發(fā)展的。電池的擴容應采用先并聯(lián)、再串聯(lián)的結構，不能采用現(xiàn)在流行的先串聯(lián)、再并聯(lián)的結構。39這個問題在2006年蓄電池年會上提出后，有的電池廠已經采用這種配組結構，把基站使用的兩組電池并聯(lián)排列，相同電位處并聯(lián)幾條均壓線，大幅度壓縮不均衡性帶來的負面影響。并聯(lián)結構帶來的結構性故障，長期沒有表現(xiàn)出來，是由于通信電源使用的電池，99以上的時間是處于“待用狀態(tài)”，而不是處于充放電循環(huán)的使用狀態(tài)。加之每個支路沒有電流表檢測實際電流，不合理狀態(tài)就被隱藏起來了。402.3不合理并聯(lián)電池組并聯(lián)使用，均衡

21、性難以解決，造成有的電池超負荷，有的電池不工作。有種柴油汽車，采用兩個12V電池串聯(lián)起動，起動后又把兩個電池并聯(lián)，采用12V充電機浮充。這種車，電池經常處于一冷一熱，損壞率遠高于其他車型。鐵路東方紅型內燃機車曾采用2組180Ah的并聯(lián)起動電池組的結構，由于故障多，不能保障行車安全，最后改為用300Ah串聯(lián)結構，可靠性大為增加。412.4各廠家的電池不能互換 不同廠家的相同容量電池，由于外部幾何尺寸的不同，極柱位置和聯(lián)接方式不同，現(xiàn)在不能互換。結構容量相同的電池本來可以互換，有的用戶卻規(guī)定不準互換，這就加大了備品的數(shù)量，給管理和維護增加了許多無效勞動，增加了電池的報廢率。通信電源蓄電池的標準應對這類與電池容量無關的工藝尺寸進行簡統(tǒng)，并強制執(zhí)行，這不但會給用戶帶來許多效益，同時為國家節(jié)約許多資源。422.5放電容量檢測定期用放電方法檢測電池的容量，增大了電池的非使用性耗損?，F(xiàn)在對中心機房的大電池，規(guī)定每年做一次核對性放電。實際上用放出3040的電量也不能定量判斷電池的結構容量。43保持電池在富液狀態(tài)，用負載電壓法就可方便