通信基站蓄電池的選用與保養(yǎng)

1 蓄電池的選擇

1.1 通信設(shè)備對蓄電池電源的基本要求

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

（1）使用壽命長

從投資經(jīng)濟性考慮，蓄電池的使用壽命必須與通信設(shè)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，蓄電池的電化學過程會產(chǎn)生氣體，增加蓄電池內(nèi)部壓力，壓力超過一定限度時會造成蓄電池爆裂，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(shè)有安全閥和防酸片，自動調(diào)節(jié)蓄電池內(nèi)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(nèi)阻等特性。

1.2 蓄電池容量的選擇依據(jù)

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

市電供電類別；

蓄電池的運行方式；

忙時全局平均放電電流。

在以上主要依據(jù)中，市電供電類別分為四類，對于不同的供電類別，蓄電池的運行方式和容量的選擇是不同的。例如，一類市電供電的單位，可采用全浮充方式供電，其蓄電池容量可按1小時放電率來選擇；二類市電供電的單位，可采用全浮充或半浮充方式供電，其蓄電池容量可按3小時放電率來選擇；三類市電供電的單位，可采用充放電方式供電，其蓄電池容量可按8～10小時放電率來選擇。放電率與電池容量的關(guān)系可見表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）；

I平均──忙時全局平均放電電流；

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

t──實際電解液的最低溫度。蓄電池室有采暖設(shè)備時，可按15℃考慮；無采暖設(shè)備時，則按所在地區(qū)最低室內(nèi)溫度計算，但不應(yīng)低于0℃。

25──蓄電池額定容量時的電解液溫度；

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

為了便于計算，可將上述公式簡化為：

Q＝K·I平均

式中，K──電池容量計算系數(shù)。

2 通信基站蓄電池的安裝

2.1 蓄電池安裝的地點選擇

電池工作和存放的地點應(yīng)該清潔、通風、干燥，嚴禁有火花、火焰等引燃物，并配備有滅火器，電池安裝地點應(yīng)遠離熱源和易產(chǎn)生火花的地方，避免陽光直射，周圍無有機溶劑和腐蝕性氣體。同時，也應(yīng)避免空調(diào)或通風系統(tǒng)的通風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(tǒng)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(diào)，以保證電池具有更優(yōu)良的性能及更長的服務(wù)周期。

2.3 蓄電池安裝空間的要求

應(yīng)保證有足夠的空間來安裝電池。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(guī)定如何安裝是最恰當?shù)?，但要掌握幾個原則：

（1）便于每個單體電池電壓的檢測；

（2）便于每個單體電池的更換；

（3）便于觀察每個單體電池外表情況（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，嚴格按照國家和廠家所提供的關(guān)于樓面安裝負載能力要求做。

3 移動通信基站蓄電池維護

3.1 維護規(guī)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(shù)為：-3.5mV/℃。當電池浮充運行時，蓄電池單體電壓不應(yīng)低于2.18V，如單體電壓低于2.18V，則需要進行均衡充電。

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

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

實際案例：在電池維護過程中發(fā)現(xiàn)一些電池極柱松動，但主要是在新裝電池上出現(xiàn)較多，而且都是比較嚴重的虛接，導(dǎo)致電池不能正常使用。

（6）出現(xiàn)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，就是連線與極柱接觸不良所致，所以新裝電池必須半年內(nèi)就緊固一次，而經(jīng)過二次緊固的電池后期一般不會出現(xiàn)嚴重的松動現(xiàn)象。

實際案例：在做新電池容量測試時發(fā)現(xiàn)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(xiàn)有一只電池極柱的沒有緊好，螺紋差了四圈。而經(jīng)過長期的經(jīng)驗，一般老電池的極柱在長期使用中松緊程度不超過螺紋的一圈，基本不會造成電池間的壓差。所以舊電池的緊固時間可能適當延長，節(jié)省工作量。

此外，也要注意定期對開關(guān)電源的電池管理參數(shù)進行檢查，保證電池參數(shù)符合要求。

3.3 蓄電池容量測試

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

A、利用一些智能開關(guān)電源控制器自帶測試軟件，可對電池進行核對性放電。它是設(shè)定一個比較低的浮充電壓，電池電壓比整流器高，負載轉(zhuǎn)為電池供電，電源內(nèi)部有電池容量計算公式，可以計算實際放出容量。如果電池電壓下降較快，放出容量倒不多，則說明電池容量不足。另外一些開關(guān)電源不帶這些功能的，可以手動降低浮充電壓，相當于上面的放電方式的手動操作。

B、還有一種方法是干脆把整流器關(guān)掉。但是這樣操作風險較大，如果電池很差，電壓急速下降會影響用電設(shè)備。而前面介紹的方法是不會出現(xiàn)這種情況，因為它沒有關(guān)閉整流器的輸出，當電池電壓急速下降到設(shè)定的電壓時，會轉(zhuǎn)為由整流器供電。

C、在日常的工作中還有一個取巧的地方就建立在第三種方式上的。通常，一些無人基站每年都有各種原因的停電，有些停電時間長的需要去發(fā)電搶修，可以讓發(fā)電搶修人員帶好萬用表和記錄表格，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。這是花時間最少、最節(jié)約人力物力的方法，同時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小時率）。

根據(jù)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小時率），6年以后每年做一次（蓄電池容量滿足額定容量的80%表示電池合格，可以正常使用）?，F(xiàn)在一般用智能負載測量，自動記錄貯存放電數(shù)據(jù)，自動結(jié)束放電，后期通過軟件對數(shù)據(jù)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。理論測試時間是每次8小時（10小時率）。這里有一個利用智能負載放電的實際操作方法：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；測試時間也有原8個小時改為7個小時。這樣做有幾個原因，放電的效率提高了很多，基站來回的次數(shù)少了一次，節(jié)約了成本，電池雖少放一個小時，但不要擔心，通過長期的測試比較，一般電池放7個小時，回去做數(shù)據(jù)分析后安全可以得出是否滿足額定容量80%的結(jié)論。另外一個重要的原因就是電池放電深度越深，電池容量越不易恢復(fù)，所以少放一個小時對蓄電池本身也比較有利。

3.4 預(yù)防性維護

局開關(guān)電源蓄電池容量下降的早期發(fā)現(xiàn)對保證系統(tǒng)的安全運行相當重要，最好能對蓄電池的容量進行預(yù)測，進行預(yù)防性維護。

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

3.5 在開關(guān)電源中對電池的運行參數(shù)進行設(shè)置

（1）均充電壓設(shè)置

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

實際案例：在蓄電池均充時，由于內(nèi)阻不均，個別單體電池電壓上升到2.4V以上時，氣閥里有氣體噴出，而此時的電池充電電流卻不大，其它充電電壓在2.35V以內(nèi)的就沒有氣體溢出，所以過高電壓時對電池充電是不可取的。

（2）浮充電壓設(shè)置

正常的浮充電壓設(shè)置，浮充電壓的選擇單體2.23V～2.25V之間，除了廠家另有具體要求外，新電池的選擇單體2.23V充電電壓就可以了，而舊電池側(cè)可選用2.25V，原因是新電池內(nèi)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(nèi)阻相對較大，連接端子接觸面電阻也由于長時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(shè)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)于負載下電控制問題，大容量負載二次下電，下電電壓通常設(shè)置為45V，比一般的通信系統(tǒng)規(guī)范要求44.5V高了0.5V，這樣設(shè)定的原因是從長期的電池容量測試數(shù)據(jù)中得出不管電池實際容量為多少，一旦電池放電到45V，電池實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非?？?，留下的容量分給小負載的傳輸設(shè)備就大大減少了，為保證傳輸?shù)戎匾O(shè)備長時間的不掉電，所以適當調(diào)高。

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

參考資料

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