試論通信基站蓄電池組的維護

一、基本情況介紹

吉林省聯(lián)通公司共建有G網(wǎng)、C網(wǎng)共1986個(gè)物理站址，見(jiàn)下表：

基站內蓄電池共3972組，每組電池24只，共9.5萬(wàn)只。根據掌握的蓄電池運行的基本情況，當前蓄電池運行出現較為嚴重的問(wèn)題是：蓄電池組運行超過(guò)廠(chǎng)家的質(zhì)保期后，蓄電池組出現嚴重的劣化現象，遠遠不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的要求，甚至部分基站的蓄電池的保有容量?jì)H僅達到標稱(chēng)容量的10%。個(gè)別蓄電池的劣化失效，帶來(lái)整組電池的快速失效等等。

所有基站內設備的維護隸屬于運維等部門(mén)負責，全省共在九個(gè)市州、40個(gè)縣市設立了49個(gè)分公司。各個(gè)分公司專(zhuān)業(yè)運維人員一般4～5人，這樣人數較少的維護人員，要進(jìn)行近萬(wàn)臺設備的蓄電池維護工作比較困難，無(wú)法安排專(zhuān)人負責蓄電池組的維護。

分析通信基站蓄電池組的運行狀況，主要是在蓄電池組的維護上投入不足造成的，首先是人員的投入、設備的投入，其次這近十年時(shí)間，聯(lián)通公司一直致力于基礎設施的建設，對于建設后的設施維護工作投入不夠，一直處于滯后狀態(tài)。目前基礎設施建設基本完成，聯(lián)通公司必將對設施的維護提到議事日程上來(lái)，加大維護的投入，減少設備運行成本，提高設備運行的可靠率，由前期的建設期轉型進(jìn)入正常的運行模式。

如何摸索探討一套運行模式下設施的維護方式，特別是基站蓄電池組的維護模式，對于其他運營(yíng)公司也同樣具有借鑒意義。

二、目前基站中蓄電池設備運行中常見(jiàn)的問(wèn)題

目前在電源設備、通訊交換設備、空調等出現問(wèn)題的幾率，已經(jīng)大大下降，這是由于這些產(chǎn)品的本身穩定性已經(jīng)隨著(zhù)技術(shù)水平的發(fā)展得到品質(zhì)的提升。而由于蓄電池自身技術(shù)的發(fā)展、再由于蓄電池維護手段的不完善，應該是保障基站安全運行的重點(diǎn)。具體分析如下：

1） 蓄電池壽命無(wú)法達到設計要求

在實(shí)際應用中，蓄電池往往在使用一年后就開(kāi)始出現劣化，使用超過(guò)5年的蓄電池劣化程度非常嚴重，不能夠達到標稱(chēng)容量。這其中存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：其一，蓄電池廠(chǎng)家對于蓄電池的使用年限是在較為理想的狀態(tài)下預測的，而我省農網(wǎng)改造頻繁，基站經(jīng)常掉電，造成蓄電池使用年限明顯低于理論值；其二，在對蓄電池的使用中在蓄電池組劣化前期沒(méi)有及時(shí)發(fā)現落后蓄電池，致使蓄電池組劣化積累、加劇，導致蓄電池過(guò)早報廢。

2） 對于蓄電池的運行情況不明

由于人員以及技術(shù)條件的限制，同時(shí)缺乏良好的技術(shù)手段以及有效管理，蓄電池的使用者對于蓄電池的運行情況缺乏足夠的了解，特別是對于蓄電池歷史數據的整理以及分析。而這些數據的整理與分析需要較強的專(zhuān)業(yè)知識。

3） 目前充放電機制急需改進(jìn)

當前基站蓄電池組的充電機制一致采用高頻開(kāi)關(guān)電源完成，但從蓄電池組自身的運行特點(diǎn)而言，目前通信電源對于蓄電池的充放電機制，顯然是不完善的，這也是目前蓄電池組提前失效的一個(gè)重要原因。如通過(guò)脈沖等方式的充電機制，將大大降低蓄電池組過(guò)早失效的比例。

三、基站蓄電池失效原因的分析

根據蓄電池實(shí)際運行狀況以及當前蓄電池性能的抽樣測試數據，分析蓄電池的失效模式大體為以下幾種：

1）、電池失水

鉛酸蓄電池失水會(huì )導致電解液比重增高、導致電池正極柵板的腐蝕，使電池的活性物質(zhì)減少，從而使電池的容量降低而失效。鉛酸蓄電池密封的難點(diǎn)就是充電時(shí)水的電解。當充電達到一定電壓時(shí)（一般在2.30V／單體以上）在蓄電池的正極上放出氧氣，負極上放出氫氣，產(chǎn)生電解液水分的流失。因此必須嚴格控制充電電壓，不能過(guò)充電，造成蓄電池失水。

根據實(shí)際測試情況，出現蓄電池故障基站中大部分電池都存在電池失水問(wèn)題，分析原因是由于蓄電池廠(chǎng)家對于安全閥的控制也存在一定問(wèn)題。目前國家規定的安全閥開(kāi)啟壓力是15Kpa以上，而實(shí)際運行中由于同一品牌普遍出現蓄電池失水，所以對蓄電池安全閥的控制壓力，不得不進(jìn)行認真研究。建議同廠(chǎng)家積極聯(lián)絡(luò )，并對目前安全閥開(kāi)啟壓力進(jìn)行測試，以甄別失水原因。

2）、正極板腐蝕

由于電池失水，造成電解液比重增高，過(guò)強的電解液酸性加劇正極板腐蝕，防止極板腐蝕必須注意防止電池失水現象發(fā)生。

根據運維單位的反映，蓄電池容量普遍嚴重下降，甚至僅僅能夠達到標稱(chēng)容量的10％左右。極板腐蝕造成活性物質(zhì)的脫落，也同樣值得關(guān)注。因為如此同批量、同一廠(chǎng)家的蓄電池出現容量快速衰減，且衰減如此嚴重，應該在極板活性物質(zhì)的保有量進(jìn)行測量。通過(guò)活性物質(zhì)的實(shí)際保有量，可以更加準確分析問(wèn)題。

3）、熱失控

熱失控是指蓄電池在恒壓充電時(shí)，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強作用，并逐步損壞蓄電池。從目前國內蓄電池使用的狀況調查來(lái)看，熱失控是蓄電池失效的主要原因之一。熱失控的直接后果是蓄電池的極板變形，活性物質(zhì)脫落，最后造成蓄電池容量的嚴重下降，直至失效。

四、 蓄電池使用現狀：

1、問(wèn)題電池組按照放電時(shí)間統計：

2、問(wèn)題電池組按照使用年限統計：

五、 解決方案

綜上所述，目前全省的基站內蓄電池按性能可分為3類(lèi)：1.新投運蓄電池組。運行情況良好，可暫時(shí)不做處理。2.放電時(shí)間高于半小時(shí)低于兩小時(shí)以及投運時(shí)間超過(guò)兩年的蓄電池組。需要及時(shí)檢測和活化，把具有劣化傾向的單只蓄電池選出，進(jìn)行重新配組。3.放電時(shí)間不足20分鐘的蓄電池組。有80組蓄電池已經(jīng)不能達到使用條件需要更換。

就目前的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員以及技術(shù)手段，已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足9.5萬(wàn)只蓄電池的維護工作。如何提高蓄電池維護的管理水平，如何提高蓄電池運行的質(zhì)量，如何減少蓄電池運行成本，無(wú)疑是當前必要和急迫的。在實(shí)際操作中可以采用多種模式：自行維護和維護外包兩種方式。

方案一：增加維護的專(zhuān)業(yè)設備，組織培訓一支具有專(zhuān)業(yè)水平的維護隊伍

解決當前蓄電池問(wèn)題的方案之一，就是加大對蓄電池維護的投入，通過(guò)專(zhuān)業(yè)維護人員以及專(zhuān)業(yè)設備的投入加大，提高蓄電池設備的管理水平，提高蓄電池維護水平，通過(guò)蓄電池活化等專(zhuān)業(yè)設備以及技術(shù)手段的完善，延長(cháng)蓄電池使用壽命。通過(guò)增加一些專(zhuān)業(yè)的檢測設備，提高維護人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，建立詳細的設備管理檔案，將以往被動(dòng)的“頭痛醫頭”模式，改變?yōu)榉e極的主動(dòng)管理。

方案二：維護外包，專(zhuān)業(yè)公司完成

另一個(gè)解決方案是，將維護外包，由專(zhuān)業(yè)公司完成，由以往的設備管理的直接參與者，轉變?yōu)樵O備管理的真正管理者，將蓄電池的檢測與維護工作轉包于專(zhuān)業(yè)維護公司，將責任轉包，這樣在不增加原有投入的前提下，可以快速提高設備的管理水平，從而保證蓄電池組的運行情況不會(huì )成為聯(lián)通快速發(fā)展的障礙。

以蓄電池檢測活化技術(shù)開(kāi)發(fā)為主，熟知電源、蓄電池技術(shù)的專(zhuān)業(yè)公司，在基站蓄電池維護方面已經(jīng)積累了多年的實(shí)踐經(jīng)驗，在基站維護方面可提供以下的服務(wù)項目：
1） 保證電源的正常工作
2） 保證蓄電池安全運行
3） 基站衛生處理
4） 新購以及運行中蓄電池的性能檢測
5） 蓄電池活化
6） 蓄電池重新配組

六、 具體效益分析報告如下：

方案一：采購維護的專(zhuān)業(yè)設備，組織培訓一支具有專(zhuān)業(yè)水平的維護隊伍

加大專(zhuān)業(yè)設備的投入，增加專(zhuān)業(yè)化的維護設備，組織培訓一支專(zhuān)業(yè)化水平的隊伍，建立積極、主動(dòng)的設備維護與管理模式－－建立設備維護與管理檔案通過(guò)增加一些專(zhuān)業(yè)的檢測設備，提高維護人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，建立詳細的設備管理檔案，將以往被動(dòng)的“頭痛醫頭”模式，改變?yōu)榉e極的主動(dòng)管理。

但對于專(zhuān)業(yè)設備的投入以及人員的投入，無(wú)疑需要大量的資金，同時(shí)人員的技術(shù)培訓與日常的管理較為瑣碎，這是不利的地方。

每年需要專(zhuān)業(yè)維護人員30人（以及維護的車(chē)船費用）按照每人每月工資2000元，每車(chē)年費用2萬(wàn)（9臺車(chē)輛），購車(chē)以及車(chē)輛保險費用大概每年折合3萬(wàn)每年計算，則人員工資72萬(wàn)以及車(chē)船費用18萬(wàn)以及購車(chē)費用27萬(wàn)，每年共計費用：72+18+27=117萬(wàn)。計其他費用（餐旅，橋費等）每年的維護開(kāi)銷(xiāo)不會(huì )低于120萬(wàn)。

由于一次性投入較大，以及人員培訓、專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求、日常管理等問(wèn)題的存在，該方案有其諸多不足之處。

方案二：維護外包，專(zhuān)業(yè)公司完成

維護外包于專(zhuān)業(yè)公司，由設備維護的參與者轉變?yōu)樵O備維護的管理者，同時(shí)責任轉包，可以實(shí)現風(fēng)險轉嫁，對于快速提高設備管理水平也非常有益；專(zhuān)業(yè)公司根據運行狀況、采購年限、位置分布，制定詳細的維護方案，由聯(lián)通考核方案及實(shí)施效果。

將蓄電池的維護外包，聯(lián)通公司不再進(jìn)行設備與人員的投入，并將責任轉包，即將蓄電池診斷與活化等大量費時(shí)、費力的維護工作轉包給專(zhuān)業(yè)維護公司，所需的維護與活化設備，由專(zhuān)業(yè)公司自行采購。

代維公司根據聯(lián)通各個(gè)基站內蓄電池的運行狀況、采購年限、位置分布，制定詳細的維護方案，對1986個(gè)基站蓄電池，進(jìn)行定期的在線(xiàn)診斷，對出現落后、劣化的蓄電池，進(jìn)行及時(shí)的活化維護，由于蓄電池的劣化得到及時(shí)處理，將大大提高蓄電池的維護效果，提高蓄電池使用壽命三年。

同時(shí)由于蓄電池失效，不是全部劣化所致，因此可以將業(yè)已報廢的蓄電池組，通過(guò)代維公司進(jìn)行篩選，將可以品質(zhì)好的A級蓄電池，進(jìn)行重新配組，替換徹底報廢的蓄電池組。對于品質(zhì)一般的B級蓄電池，由專(zhuān)業(yè)公司進(jìn)行修復活化后進(jìn)行重組。而品質(zhì)較差的C級電池則可以直接報廢。通過(guò)這樣的專(zhuān)業(yè)工作，經(jīng)過(guò)三年的一個(gè)周期，吉林聯(lián)通的蓄電池運行狀況將大大提高，蓄電池運行成本也將大幅減少。形成一個(gè)專(zhuān)業(yè)的、積極的設備管理與運行。

按照聯(lián)通的蓄電池數量9.5萬(wàn)只，專(zhuān)業(yè)公司除蓄電池組的維護活化工作外，并承擔電源維護、設備除塵、基站衛生、蓄電池重新配組等繁重的日常維護。

維護業(yè)務(wù)外包，由專(zhuān)業(yè)公司完成，帶來(lái)的益處如下：

a) 提高設備安全可靠的運行，由于責任明確，并專(zhuān)業(yè)公司負責，將大大提高基站設備的安全可靠性。

b) 維護外包，聯(lián)通公司維護人員始終處于領(lǐng)導指導的地位。

c) 避免巨大的設備投入，由于將維護外包，則檢測與活化等專(zhuān)業(yè)設備的投入，轉嫁于專(zhuān)業(yè)的服務(wù)公司，大大減少設備維護的前期投入。

d) 減少人員開(kāi)支。由于將維護外包，將避免因方案一中自行維護帶來(lái)的人員增加，以及增加人員帶來(lái)的其他直接開(kāi)支。

e) 專(zhuān)業(yè)公司可以借助其技術(shù)的成熟，將蓄電池維護等工作專(zhuān)業(yè)化，提高蓄電池設備管理的水平。

角色轉變，發(fā)揮長(cháng)處。將基站蓄電池維護外包可以為聯(lián)通公司節省大量的人力和物力，進(jìn)而可以把節省的人力和物力投入到其他崗位的工作中，提高聯(lián)通公司整體運行的工作效率。

維護外包另外的好處是：通過(guò)對淘汰蓄電池重新篩選（因為蓄電池組的失效不是全部，而是個(gè)別電池出現問(wèn)題而引起整組電池失效），在對淘汰的蓄電池組的篩選中，對于品質(zhì)較好的電池進(jìn)行重新配組，再使用到基站內。按10%的再用率估計，這又減少了10%的蓄電池使用成本。僅此項，每年蓄電池運行就可以節省資金：988萬(wàn)元*10%=98.8萬(wàn)元。

同時(shí)專(zhuān)業(yè)公司的代維，延長(cháng)蓄電池組2～3年的使用壽命，大大降低基站蓄電池運行成本。

七、實(shí)施情況

我們采用第二套實(shí)時(shí)方案，就是將蓄電池組的代維外包于專(zhuān)業(yè)公司，由專(zhuān)業(yè)公司完成。這樣的益處是通過(guò)試點(diǎn)，摸索一條基站蓄電池設備維護的新路。

選擇性能較差基站電池組進(jìn)行優(yōu)先維護活化的試點(diǎn)方式，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的方案試運行，專(zhuān)業(yè)公司的努力，基站蓄電池都不同程度地得到提高，放電時(shí)間平均提高一倍以上，甚至出現一些電池組，保有容量10％提升到50％的非常滿(mǎn)意的效果。

以下是選定試點(diǎn)的基站蓄電池組活化前后：

通過(guò)試點(diǎn)，當然試點(diǎn)的工作剛剛開(kāi)始運行幾個(gè)月，可能還存在一些不足部分，但通過(guò)目前的運行，其效益已經(jīng)顯現，可以說(shuō)通過(guò)蓄電池組代維外包這種形式，是非常適宜的：一方面解決因維護工作對人員投入的問(wèn)題；第二方面解決維護工作對專(zhuān)業(yè)技術(shù)的要求問(wèn)題；第三方面效益與投入比很高；第四方面設備的管理水平大為提高，原來(lái)面臨淘汰的電池組通過(guò)活化維護，可以再使用，延長(cháng)了蓄電池組的使用壽命。

同時(shí)吉林省聯(lián)通公司以往一直處于建設期，如G網(wǎng)建設基本完成后，又投入C網(wǎng)的建設，為此在建設過(guò)程中投入了大量的人力、物力、財力。對于基站維護投入較少。目前基站的建設已經(jīng)大體基本完成，未來(lái)的階段將會(huì )由建設階段向維護階段轉變，基站的維護工作將會(huì )呈現常態(tài)狀態(tài)。如何很好地完成基站的日常維護，提高設備運行的可靠性，無(wú)疑是迫切面對的問(wèn)題。

我們就是希望通過(guò)認真的論證以及試點(diǎn)，摸索出一套適合通信運營(yíng)公司在建設階段結束后的日常設備維護模式，提高設備運行的可靠性，降低設備運行的費用。