通信基站蓄電池的選用與保養

1 蓄電池的選擇

1.1 通信設備對蓄電池電源的基本要求

蓄電池是保障通信設備不間斷供電的核心設備，通信設備對供電質(zhì)量的要求決定了對蓄電池設備的要求：

（1）使用壽命長(cháng)

從投資經(jīng)濟性考慮，蓄電池的使用壽命必須與通信設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(guò)程會(huì )產(chǎn)生氣體，增加蓄電池內部壓力，壓力超過(guò)一定限度時(shí)會(huì )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有安全閥和防酸片，自動(dòng)調節蓄電池內壓，防酸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、低內阻等特性。

1.2 蓄電池容量的選擇依據

蓄電池容量的選擇要根據市電供電情況、負荷量的大小及負荷變化的情況等因素來(lái)決定。一般蓄電池容量的確定主要依據如下：

市電供電類(lèi)別；

蓄電池的運行方式；

忙時(shí)全局平均放電電流。

在以上主要依據中，市電供電類(lèi)別分為四類(lèi)，對于不同的供電類(lèi)別，蓄電池的運行方式和容量的選擇是不同的。例如，一類(lèi)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(shí)放電率來(lái)選擇；二類(lèi)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(shí)放電率來(lái)選擇；三類(lèi)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8～10小時(shí)放電率來(lái)選擇。放電率與電池容量的關(guān)系可見(jiàn)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

此外，忙時(shí)全局平均放電電流也是決定所裝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(shí)）；

I平均──忙時(shí)全局平均放電電流；

Kn──容量轉變系數，即n小時(shí)放電率下，蓄電池容量與10小時(shí)放電率的蓄電池容量之比。

t──實(shí)際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設備時(shí)，可按15℃考慮；無(wú)采暖設備時(shí)，則按所在地區最低室內溫度計算，但不應低于0℃。

25──蓄電池額定容量時(shí)的電解液溫度；

0.006──容量溫度系數（即電解液以25℃為標準時(shí)，每上升或下降1℃時(shí)所增加或減少的容量比值）。

為了便于計算，可將上述公式簡(jiǎn)化為：

Q＝K·I平均

式中，K──電池容量計算系數。

2 通信基站蓄電池的安裝

2.1 蓄電池安裝的地點(diǎn)選擇

電池工作和存放的地點(diǎn)應該清潔、通風(fēng)、干燥，嚴禁有火花、火焰等引燃物，并配備有滅火器，電池安裝地點(diǎn)應遠離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，避免陽(yáng)光直射，周?chē)鸁o(wú)有機溶劑和腐蝕性氣體。同時(shí)，也應避免空調或通風(fēng)系統的通風(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，以保證電池具有更優(yōu)良的性能及更長(cháng)的服務(wù)周期。

2.3 蓄電池安裝空間的要求

應保證有足夠的空間來(lái)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，因此不能明確規定如何安裝是最恰當的，但要掌握幾個(gè)原則：

（1）便于每個(gè)單體電池電壓的檢測；

（2）便于每個(gè)單體電池的更換；

（3）便于觀(guān)察每個(gè)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(shí)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，嚴格按照國家和廠(chǎng)家所提供的關(guān)于樓面安裝負載能力要求做。

3 移動(dòng)通信基站蓄電池維護

3.1 維護規則

浮充電壓：在環(huán)境溫度25℃情況下的正常的浮充電壓為2.23V～2.25V/單體。溫度補償系數為：-3.5mV/℃。當電池浮充運行時(shí)，蓄電池單體電壓不應低于2.18V，如單體電壓低于2.18V，則需要進(jìn)行均衡充電。

均衡充電（即均充）：均衡充電是一般采用恒壓限流進(jìn)行充電，充電電壓按2.35V/單體（環(huán)境溫度25℃）。溫度補償系數為：-5 mV/℃。均充頻率一般為2月一次。

（5）連接處有無(wú)松動(dòng)（新裝電池半年內需全部緊一次，以后一般一年一次即可）。

實(shí)際案例：在電池維護過(guò)程中發(fā)現一些電池極柱松動(dòng)，但主要是在新裝電池上出現較多，而且都是比較嚴重的虛接，導致電池不能正常使用。

（6）出現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(xiàn)與極柱接觸不良所致，所以新裝電池必須半年內就緊固一次，而經(jīng)過(guò)二次緊固的電池后期一般不會(huì )出現嚴重的松動(dòng)現象。

實(shí)際案例：在做新電池容量測試時(shí)發(fā)現一組電池一放就空（是單極柱連接的電池組），經(jīng)檢查發(fā)現有一只電池極柱的沒(méi)有緊好，螺紋差了四圈。而經(jīng)過(guò)長(cháng)期的經(jīng)驗，一般老電池的極柱在長(cháng)期使用中松緊程度不超過(guò)螺紋的一圈，基本不會(huì )造成電池間的壓差。所以舊電池的緊固時(shí)間可能適當延長(cháng)，節省工作量。

此外，也要注意定期對開(kāi)關(guān)電源的電池管理參數進(jìn)行檢查，保證電池參數符合要求。

3.3 蓄電池容量測試

（1）蓄電池每年可以以實(shí)際負荷做一次核對性放電，放出額定容量的30%～40%（10小時(shí)率）。因該方法是最簡(jiǎn)捷、最節約人力物力的測試方案。有幾個(gè)可操作的方法：

A、利用一些智能開(kāi)關(guān)電源控制器自帶測試軟件，可對電池進(jìn)行核對性放電。它是設定一個(gè)比較低的浮充電壓，電池電壓比整流器高，負載轉為電池供電，電源內部有電池容量計算公式，可以計算實(shí)際放出容量。如果電池電壓下降較快，放出容量倒不多，則說(shuō)明電池容量不足。另外一些開(kāi)關(guān)電源不帶這些功能的，可以手動(dòng)降低浮充電壓，相當于上面的放電方式的手動(dòng)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(huì )影響用電設備。而前面介紹的方法是不會(huì )出現這種情況，因為它沒(méi)有關(guān)閉整流器的輸出，當電池電壓急速下降到設定的電壓時(shí)，會(huì )轉為由整流器供電。

C、在日常的工作中還有一個(gè)取巧的地方就建立在第三種方式上的。通常，一些無(wú)人基站每年都有各種原因的停電，有些停電時(shí)間長(cháng)的需要去發(fā)電搶修，可以讓發(fā)電搶修人員帶好萬(wàn)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(shí)間最少、最節約人力物力的方法，同時(shí)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(shí)率）。

根據國家有關(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(shí)率），6年以后每年做一次（蓄電池容量滿(mǎn)足額定容量的80%表示電池合格，可以正常使用）?，F在一般用智能負載測量，自動(dòng)記錄貯存放電數據，自動(dòng)結束放電，后期通過(guò)軟件對數據分析。一般基站最安全的測試方式是第一天測量一組電池，第二天測量第二組電池。理論測試時(shí)間是每次8小時(shí)（10小時(shí)率）。這里有一個(gè)利用智能負載放電的實(shí)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(shí)間也有原8個(gè)小時(shí)改為7個(gè)小時(shí)。這樣做有幾個(gè)原因，放電的效率提高了很多，基站來(lái)回的次數少了一次，節約了成本，電池雖少放一個(gè)小時(shí)，但不要擔心，通過(guò)長(cháng)期的測試比較，一般電池放7個(gè)小時(shí)，回去做數據分析后安全可以得出是否滿(mǎn)足額定容量80%的結論。另外一個(gè)重要的原因就是電池放電深度越深，電池容量越不易恢復，所以少放一個(gè)小時(shí)對蓄電池本身也比較有利。

3.4 預防性維護

局開(kāi)關(guān)電源蓄電池容量下降的早期發(fā)現對保證系統的安全運行相當重要，最好能對蓄電池的容量進(jìn)行預測，進(jìn)行預防性維護。

主要方法還是對電池進(jìn)行核對性放電試驗比較好，如果只靠平時(shí)的浮充電壓檢測基本發(fā)現不了容量不足的電池。只有在電池充放電時(shí)，測量電池單體電壓才能發(fā)現容量下降的問(wèn)題，同時(shí)也可檢測出電池接線(xiàn)的壓降問(wèn)題，從而進(jìn)行預防性維護。

3.5 在開(kāi)關(guān)電源中對電池的運行參數進(jìn)行設置

（1）均充電壓設置

正常的均充電壓設置，均充電壓的選擇一般單體2.35V就夠了，如果再高會(huì )有氣體產(chǎn)生，造成電池的失水。

實(shí)際案例：在蓄電池均充時(shí)，由于內阻不均，個(gè)別單體電池電壓上升到2.4V以上時(shí)，氣閥里有氣體噴出，而此時(shí)的電池充電電流卻不大，其它充電電壓在2.35V以?xún)鹊木蜎](méi)有氣體溢出，所以過(guò)高電壓時(shí)對電池充電是不可取的。

（2）浮充電壓設置

正常的浮充電壓設置，浮充電壓的選擇單體2.23V～2.25V之間，除了廠(chǎng)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，而舊電池側可選用2.25V，原因是新電池內阻較小，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。而舊電池內阻相對較大，連接端子接觸面電阻也由于長(cháng)時(shí)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(wèn)題，大容量負載二次下電，下電電壓通常設置為45V，比一般的通信系統規范要求44.5V高了0.5V，這樣設定的原因是從長(cháng)期的電池容量測試數據中得出不管電池實(shí)際容量為多少，一旦電池放電到45V，電池實(shí)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(huì )非?？?，留下的容量分給小負載的傳輸設備就大大減少了，為保證傳輸等重要設備長(cháng)時(shí)間的不掉電，所以適當調高。

實(shí)際案例：某基站電池容量配備相對較小，負載較大，由于設置在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置在43.2V 一般來(lái)講已經(jīng)比較合理了，因為如果總電壓下降到這個(gè)范圍，電池已經(jīng)全部放空，如果電壓繼續降低，傳輸設備就不能正常工作了。

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