為什么要對蓄電池進行管理和監(jiān)測

為什么要對蓄電池進行管理和監(jiān)測

一,、蓄電池組在通訊系統(tǒng)的作用

目前通信電源所使用的蓄電池大多是先進的閥控式密封鉛酸蓄電池,，這種電池的每節(jié)單
體電壓一般為 2V,，以串聯(lián)的方式組成 48V 或 24V 系統(tǒng),，它起著保護通信設備設施及保障網(wǎng)
絡順利運行兩大功能,。在保障通信電源設備設施上，蓄電池與 UPS,、開關電源系統(tǒng)一起發(fā)揮
了防止市電電網(wǎng)電壓涌,、浪,、尖峰(跌落)及瞬變、欠壓(過壓)的作用,，有效保護了通信設備,、
防止宕站事故。在保障網(wǎng)絡順利運行上,，蓄電池與 UPS,、開關電源系統(tǒng)共同起到市電電源中
斷時維持系統(tǒng)正常運行的功能，同時還發(fā)揮濾出噪聲電壓,，保持通信質量的功能,。
這些電池一旦在通信基站安裝投入運行后，幾年內(nèi)不會涉及到更換,，因而加強對蓄電池
的維護,，改善其使用狀況，從而有效地延長一電蓄電池的使用壽命,，具有重要的意義,。而蓄電池
在線檢測目前無人值守的在通信電源維護中發(fā)揮著不可忽缺的作用
二、通訊系統(tǒng)蓄電池的技術現(xiàn)狀
蓄電池組是基站實現(xiàn)直流不間斷供電的一個重要組成部份,，其投資額和開關電源設備基
本相當,。目前移動基站采用的大都是二十世紀末發(fā)展起來的閥控式密封鉛酸蓄電池（簡稱
VRLA 電池）。由于采用了閥控式密封結構,，不需要加酸,、加水維護，無酸液,、酸霧泄出,，可
與設備同機房安裝。由于體積小,、重量輕,、自放電小、少維護,、壽命長,、使用方便、安全可
靠等特點,，深受用戶歡迎,。但是我們卻必須看到，一方面這種電池的基本電化學原理仍然未
變,，因而其固有的電特性要求不僅沒變,，反而要求更嚴；另一方面這種電池在推廣初期，廠
家的說明書有時或多或少地將這種電池稱之為"免維護"電池,，導致部份維護人員認為這種
電池不需要維護,，使得蓄電池維護與檢測得不到應有的重視，這一誤導至今還有深刻的影響,。
基站蓄電池從目前使用情況來看,，普遍存在一電蓄電池容量下降過快，使用壽命短,，掉站的
事故頻頻發(fā)生,。從目前國內(nèi)幾家大型閥控式密封電池廠家生產(chǎn)電池的質量來講，應都能滿足
各運營商要求,，雖然各廠家生產(chǎn)蓄電池質量,、性能上有所差別。蓄電池的質量因素應不是影
響目前各運營商基站蓄電池容量下降過快,、使用壽命縮短的主要原因,。從閥控式密封電池產(chǎn)
品結構、產(chǎn)品性能,、基站蓄電池使用過程現(xiàn)場勘察情況等綜合因素來看,，結合交換局站使用
情況，閥控式密封電池在正常情況下使用 1～4 年后,，其容量下降應不會這么快,，造成基站
蓄電池容量下降過快、使用壽命縮短的主要原因應在于其基站使用環(huán)境以及維護有關,。
造成基站蓄電池容量下降過快,、使用壽命縮短的主要原因是：
第一、基站頻繁停電,、停電時間長,、

停電時間無規(guī)律，使蓄電池頻繁充放電,，
根據(jù)目前蓄電池制造廠家對基站報廢蓄電池解剖情況來看,，導致蓄電池壽命終止的原因在于
蓄電池負極板的硫酸鹽化，這是一電蓄電池早期容量衰竭（PCL）的一種典型現(xiàn)象,。
造成蓄電池負極板產(chǎn)生硫酸鹽化的原因如下：基站停電頻次過高,，一天內(nèi)停電數(shù)次，甚
至連續(xù)停電數(shù)天,，使基站蓄電池在放電后尚未充足電的情況下又放電,，蓄電池出現(xiàn)欠充現(xiàn)象。
如連續(xù)多次發(fā)生欠充,，將造成蓄電池容量累積性虧損,，則該基站的蓄電池容量將在較短時間
內(nèi)下降,，其使用壽命將較快終止。一般來說,，蓄電池容量下降的速度與該基站蓄電池連續(xù)欠
充的次數(shù)成一定的正比關系。造成蓄電池容量下降的內(nèi)在原因在于,，電池放電后在未充足電
的情況下又放電,，正、負極在放電后生成的硫酸鉛未能分別wanquan恢復成二氧化鉛和金屬鉛的
情況下,，正,、負極板又放電，使蓄電池產(chǎn)生欠充,，連續(xù)多次欠充,，使負極板逐步硫酸鹽化，
產(chǎn)生不可逆轉的結晶硫酸鉛,，特別是蓄電池處于深度過放電的情況下,，蓄電池負極板的硫酸
鹽化將更嚴重，硫酸鹽化的速度將更快,，造成負極板表面被屏蔽,，其功能逐步下降直至失效，
導致蓄電池使用壽命下降直至終止,。
第二,、開關電源設置參數(shù)不合理，基站蓄電池欠壓保護設置電壓過低,，復位電壓設置過低,，
使蓄電池出現(xiàn)過放電甚至深度過放電現(xiàn)象，從另一方面加劇蓄電池負極板硫酸鹽化,。
目前基站組合開關電源均設置低電壓隔離保護功能或二次下電功能,。當蓄電池放電至某
一設定電壓值時，開關電源系統(tǒng)將自動切斷對部分重負載供電或全部負載的供電,，以保護蓄
電池不過放電,，確保蓄電池使用壽命。
如電池zui低欠壓保護值設置過低,，一電蓄電池將出現(xiàn)過放電,，多次的過放電和過放電后未能
及時補充電或充電不足都將嚴重影響電池使用壽命; 另外如開關電源復位電壓設置過低，將
使電池在放電過程中出現(xiàn)重復多次放電; 具體電池zui低欠壓保護值設置應根據(jù)負載電流大
小而設置,，而目前基站一電蓄電池zui低欠壓保護值一般設置在單體電池電壓每只 1.8V 左右,，有
的甚至設定為每只 1.75V。根據(jù)閥控式密封電池的放電性能結合基站實際負載電流(目前基
站實際負載電流絕大部分均小于 0.1C10A）,，基站電池zui低欠壓保護值應設置在電池單體電
壓每只 1.8V 以上,。
因此,，目前基站蓄電池欠壓保護設置參考電壓過低，如基站長時間停電,，會使電池出現(xiàn)
過放電,，甚至是小電流深度過放電，而過放電的電池要wan全充足電,，恢復容量所需充電時間
較長,，深度過放電的電池在基站現(xiàn)有唯1恒壓充電條件下，一般是很難wan全恢復其額定容量
的,。所以開關電源參數(shù)設置不合理,，從另一方面加劇電池負極板硫酸鹽化，從而造成電池容
量下降,，使用壽命縮短,。
第三，基站使用環(huán)境較惡劣,?；就ｋ姾螅捎跓o空調(diào),，使基站環(huán)境溫度逐步上升,。或者由
于空調(diào)故障,，使基站室內(nèi)溫度偏高,，從而降低了蓄電池使用壽命。
室內(nèi)基站均配置空調(diào),，配置的空調(diào)為一般柜機或分體式空調(diào),，長時間不間斷使用使部分
基站空調(diào)出現(xiàn)故障而停機，空調(diào)損壞后有時得不到及時維修,，而室內(nèi)基站為封閉機房,，空調(diào)
停機后使基站室內(nèi)溫度大幅上升，彩鋼板機房其室內(nèi)溫度甚至可達到 70℃以上,。
一方面,，即使空調(diào)正常，而基站由于停電后,，

無交流電源,，空調(diào)也無法制冷，特別在夏
天,，將使基站室內(nèi)溫度大幅上升,，從而影響蓄電池正常工作。這使閥控式密封電池內(nèi)部失水
量加劇,，電解液飽和度下降(玻璃纖維棉隔膜內(nèi)電解液減少)使電池容量降低和電池使用壽命
縮短,。
另一方面由于室內(nèi)溫度過高,，將使蓄電池熱失控效應加劇，從而造成蓄電池正極板腐蝕
速率加劇,、極板變形膨脹,、電池外殼鼓脹甚至開裂等，最后導致電池容量快速下降,，電池壽
命縮短,。根據(jù)加速壽命試驗表明，環(huán)境溫度升高 10 度,，且不對充電電壓進行調(diào)整，其電池
使用壽命將縮短一半,。
第四,，基站停電后，蓄電池放電至終止電壓,，未及時進行補充電,，也將導致電池容量下降和
使用壽命縮短。
由于部分基站地處郊區(qū)或偏遠山村等地,，市電供應狀況較差,，市電停電的次數(shù)多且停電
時間較長，往往一旦市電停電后,，蓄電池放電至終止電壓,，市電還未恢復，這樣一方面可能
造成蓄電池過放電,，另一方面電池放電后又不能得到及時補充電,，根據(jù)相關資料表明，電池
放電后如不能及時進行補充電,，將使蓄電池容量逐步下降,，經(jīng)過幾次循環(huán)后，蓄電池使用壽
命將明顯縮短,。
另外一些基站的開關電源輸出浮充電壓值比設置值和顯示值小了 1V 多,，造成蓄電池長
期處于欠充狀態(tài)。
盡管,，通訊站用蓄電池存在的這些問題,，但是我們目前主要通訊運營商的維護制度和維
護人員的配備，無法保證及時地發(fā)現(xiàn)蓄電池出現(xiàn)的問題,，及時地對其維護,，及時地將落后電
池更換下來，避免掉站事故的發(fā)生,。蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)正是在這樣的環(huán)境下應運而生的,。
三,、蓄電池監(jiān)測的必要性
從上面的分析，通信電源是通信網(wǎng)絡的基礎,，備用蓄電池又是整個通信電源的最后一道
屏障,，蓄電池，特別是通信機房的蓄電池引發(fā)的事故一旦發(fā)生,，就會引起巨大損失,！因此，
各通信運營商為確保通信網(wǎng)絡的順暢運行,，紛紛加強了對通信機房蓄電池的維護和測試,，同
時引進 IEEE1189-2005 嚴格的維護規(guī)程。目前的維護規(guī)程主要是靠定期,、強制性的核對性放
電來監(jiān)測蓄電池的健康狀態(tài)和充電狀態(tài),。但由于維護技術人員的編制限制，維護地點偏僻,，
分散,，檢測作業(yè)的時間過長的因素影響，整個通訊行業(yè)的蓄電池維護工作完成率很低?，F(xiàn)在
唯1可行的,，沒有測試盲區(qū)的維護技術手段就是采用蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)。蓄電池監(jiān)測于傳統(tǒng)的
定期監(jiān)測相比有一下優(yōu)勢,；
 減少到現(xiàn)場手動測量和檢查電瓶所需的人工時間,。
 通過監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)有計劃性地了解電池健康狀態(tài)，而無須按日歷到現(xiàn)場檢查,
從而節(jié)約費用,。
 通過在線連續(xù)電池系統(tǒng)監(jiān)測,，提高了供電的可靠性，可以減少系統(tǒng)停機時間,。
 在即將失效的電池影響同組其它蓄電池之前便進行替換, 避免了相互影響,，從而延
長整體電池系統(tǒng)壽命。
 掌握哪些電池已到更換時間,，從而在電池采購上具有更大主動權,，同時減少成批替
換的電池的情況出現(xiàn)。
 通過減少電源斷電幾率增加顧客滿意度和正常運行時間,。
 避免因斷電而造成的年收入損失,。
 監(jiān)測系統(tǒng)鑒別有損壞跡象的電池的能力增強了系統(tǒng)可靠性, 進而增加生產(chǎn)能力。
 利用我們的磚利阻抗測量技術,，在電池開始出現(xiàn)失效狀況之初,，可靠的趨勢數(shù)據(jù)就
將正確顯示電池問題。
 不用依賴靠測量電壓來確定電池狀態(tài), 電壓測量值無法確切顯示電池的好壞及可用
性,。
 電池監(jiān)測管理系統(tǒng)具有遠程監(jiān)測, 數(shù)據(jù)采集和趨勢分析功能, 可遠程監(jiān)測多套電池
系統(tǒng),，提高了管理的效率,。
 可以預知何時、何地將因電力公司斷電時, 電池系統(tǒng)無法提供直流電源供應,。
在電源斷電期間準確追蹤記錄電池的實時性能,。
精確監(jiān)測所有對電池性能有直接影響的項目：
盡管安裝蓄電池在線系統(tǒng)會一次性的而加大運維費用的開支，但充提高蓄電池有壽命
30%,，減少維護工作量 75%,，降低維護成本的 80%,減少掉站事故發(fā)生，提高通訊客戶的滿
意度的回報來看,，是wan全值得的