通信設(shè)備用閥控式密封鉛酸蓄電池的維護和管理

李 林

（中國鐵通集團有限公司鄭州分公司，鄭州 450000）

隨著通信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸擴大，高頻開關(guān)電源、不間斷電源（UPS）等電源設(shè)備的數(shù)量也隨之急劇增加，從而使得蓄電池得到廣泛的應(yīng)用。閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）因其體積小、防爆安全、電壓穩(wěn)定、無污染、維護量小等優(yōu)點，而成為通信電源系統(tǒng)的首選電池。但在實際使用中，因為“免維護”的片面宣傳，使設(shè)備維護人員放松了對VRLA電池的管理，維護上的不到位造成了電池殼變形、極柱漏液、電解液干涸、容量不足等劣化現(xiàn)象，嚴(yán)重縮短了電池壽命，從而給通信設(shè)備的正常工作帶來了極大的安全隱患，同時造成了極大的經(jīng)濟損失。因此，如何充分發(fā)揮VRLA電池的優(yōu)勢、延長其使用壽命，成為維護人員需要深入探討的課題。

1 影響電池壽命原因分析

目前，閥控密封鉛酸蓄電池使用較多的是2 V和12 V系列。這兩種電池的壽命差別較大，一般2 V系列的設(shè)計壽命是8～10年，12 V系列的設(shè)計壽命是3～6年。考慮到價格因素，目前在通信系統(tǒng)中對UPS一般配置12 V系列的電池，對高頻開關(guān)電源一般配置2 V系列的電池。一般蓄電池制造商提供的蓄電池設(shè)計壽命為特定環(huán)境下的理論值，實際使用壽命與電池室的環(huán)境溫度、整流器的參數(shù)設(shè)置、日常維護以及運行狀況有很大關(guān)系。

（1）環(huán)境溫度變化大（0～45℃）。環(huán)境溫度的升高，將加速電池板柵的腐蝕和增加電池中的水分損失，使電池的壽命大大縮短。溫度每升高10℃，電池使用壽命減少一半。蓄電池的最佳使用環(huán)境溫度為20～25℃。

（2）過放電。電池的過放電主要發(fā)生在交流電源停電后，蓄電池長時間為負載供電。電池放電終止電壓設(shè)置不準(zhǔn)或設(shè)置困難，以及沒有低壓切換裝置，造成蓄電池組的深放電，體積增大、變形、甚至破裂。一次深度的過放電可能會使電池的使用壽命減少1～2年，甚至造成電池的報廢。

（3）蓄電池放電后沒有及時充電，造成電池極板硫化、活性物質(zhì)不能還原，電池容量嚴(yán)重下降。

（4）蓄電池質(zhì)量良莠不齊，質(zhì)量甄別困難。價格差異大，選用電池單憑價格，質(zhì)量難以保證。

（5）沒有充電限流。充電初期，電池接受電荷能力強，充電電流過大，電池正極板上的活性物質(zhì)PbSO4還原成PbO2時體積變化過于激烈，收縮太快且不均，導(dǎo)致正極板彎曲、膨脹、變形損壞。

（6）浮充、均充點設(shè)置不合理，造成電池欠充或過充。長期充電不足或過充都會使電池容量降低。同時，過充還會引起水損耗加劇，使蓄電池有干涸的危險，從而影響電池壽命。

2 蓄電池的充電方式、特點及要求

為了延長閥控電池的使用壽命，必須了解不同充電方式的特點和要求，嚴(yán)格按照要求對蓄電池進行充電。通信用蓄電池的充電方式主要是浮充電和均衡充電兩種。

2.1 蓄電池的浮充充電

在浮充狀態(tài)下，浮充電流不僅維持電池自放電，而且維持電池的氧循環(huán)，其數(shù)值主要由運行時的浮充電壓決定。因此，為了使閥控鉛酸蓄電池有較長的使用壽命，在電池使用過程中，要充分結(jié)合電池制造的原材料及結(jié)構(gòu)特點和環(huán)境溫度等幾方面情況，設(shè)定浮充電壓。根據(jù)通信用閥控密封鉛酸蓄電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T799-2002的規(guī)定，在環(huán)境溫度25℃時，VRLA電池的浮充電壓應(yīng)設(shè)置在2.25 V，浮充電壓允許變化范圍為2.20～2.27 V。浮充電壓設(shè)置過低，電池長期處于欠充電狀態(tài)，不僅會在電池極板內(nèi)部形成不可逆的硫酸鹽化，而且還會在活性物質(zhì)和板柵之間形成高電阻阻擋層，使電池的內(nèi)阻增加、容量下降。浮充電壓設(shè)置過高，電池長期處于過充電狀態(tài)，使電池負極析出的H2和正極析出的O2難以全部再化合成H2O，造成電池失水，板柵腐蝕加速，使用壽命提前終止。因此，在蓄電池的使用和維護管理過程中，應(yīng)根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整浮充電壓，環(huán)境溫度自25℃每上升或下降1℃，每只電池的浮充電壓應(yīng)降低或提高0.003 V。

2.2 蓄電池的均衡充電

在日常維護中，閥控鉛酸蓄電池遇到下列情況之一時，應(yīng)進行均衡充電：（1）2只以上單體電池的浮充電壓低于2.18 V；（2）放電深度超過20％；（3）閑置不用的時間超過3個月；（4）過量放電或強放電；（5）小電流深度放電超過48 h；（6）經(jīng)常充電不足、極板處于不良狀態(tài)。

3 VRLA電池在使用和維護過程中的注意事項

3.1 使用環(huán)境

蓄電池應(yīng)安裝在遠離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，最好在清潔的環(huán)境中使用，電池室應(yīng)安裝空調(diào)、通風(fēng)良好，無太陽照射，溫度保持在20～25℃。安裝多層電池時，不要安裝在電池柜內(nèi)，以免影響散熱。

3.2 電源參數(shù)設(shè)置原則

一些參數(shù)如浮充電壓、均充電流、均充頻率和時間、轉(zhuǎn)均充判據(jù)、溫度補償系數(shù)、直流過壓告警、欠壓告警、充電限流值等要跟蓄電池廠家溝通確定。

3.3 容量配置

一些電源所配置電池的容量偏小，致使交流停電時電池大電流放電，影響電池使用壽命。通常電池配置容量應(yīng)在8～10小時率。

3.4 定期檢查

為保證電池的良好狀態(tài)，作好運行記錄是相當(dāng)重要的。每月應(yīng)檢查的項目包括：檢查單體電池是否破損、泄露；連接條是否位移、松動，有無打火或連接壓降超標(biāo)；電池浮充電壓、充電電流、電池溫度、電池內(nèi)阻的定期測量。

3.5 放電試驗

對于開關(guān)電源所配置的2 V電池，建議每年做一次，放出額定容量的30％～40％；對于UPS所配置的12 V電池，建議每季度或半年做一次，放出額定容量的30％～40％；記錄電池單體電壓和電池組總電壓，及時更換故障電池。

3.6 容量測試

對于2 V電池，每3年應(yīng)進行一次容量測試放電，放出額定容量的80％；對于12 V電池應(yīng)每年進行一次容量測試放電，放出額定容量的80％。詳細記錄放電過程中各單體電壓和電池組總電壓，進行分析，及時更換容量較差的單體電池。

3.7 整流器的選擇

此外，整流器與蓄電池關(guān)系非常緊密，如果管理不完善、技術(shù)指標(biāo)差，就無法保證蓄電池的使用壽命，因此選購整流器時應(yīng)綜合考慮整流器的溫度補償功能、自動均浮充管理功能、充電限流功能、電池過放電保護功能等因素。

總之，為了充分發(fā)揮VRLA電池的優(yōu)勢，盡可能延長其使用壽命，在日常維護工作中一定要做到“三防、一及時”，即防高溫、防過充、防過放、放電完畢后及時充電，加強對蓄電池的日常測試，確保通信網(wǎng)絡(luò)安全暢通。

[1]王平，李光宇.通信電源維護規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2002.

[2]全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會.通信與廣電工程管理與實務(wù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.