動力專業培訓教材
通訊電源系統是整個通訊系統的基礎，閥控式鉛酸蓄電池簡稱（vrla）電池,目前已廣泛裝配於通訊局、站。為市電停電後不間斷供電，保證網路通訊暢通發揮著十分重要的作用。但有相當一部分交換局，移動通訊基站所配備的蓄電池未能達到維護規程所規定的，生產廠家所承諾的八年的使用期限，相當一部分僅使用了5－6年，短的甚至使用還不到1－2年，就放不出電量，市電停電半小時基站就斷了。
給移動通訊使用者造成不便，影響了網路的暢通，引起了網路維護部門的領導，全體維護人員的極大關注。因此，研究**如何延長閥控式密封鉛酸蓄電池的使用壽命，分析造成蓄電池不能放出應有容量的原因，以便在日常維護工作中吸取教訓，及時採取應急措施，讓閥控式鉛酸蓄電池在關鍵時刻發揮應有的作用。
閥控式密封蓄電池的使用壽命包括使用期限和迴圈壽命。使用期限是指蓄電池可供使用的時間，包括蓄電池的存放時間。迴圈壽命是指蓄電池在保持輸出一定容量的情況下，可供重複使用的次數。
那麼要想延長電池的使用壽命，首先，要弄清楚vrla蓄電池影響和制約使用壽命的相關因素。
一、 先分析一下vrla蓄電池的工作原理和結構，vrla蓄電池原理與傳統鉛酸蓄電池基本相同，閥控鉛酸蓄電池是勿需加水密封的電池，其結構較原富液式電池有如下改進：
（1） 負極容量相對於正極容量過剩，使其具有吸附氧氣並將其化合成水的功能，以抑制氧氣氣體發生速率。
（2） 固定電解液，採用吸液能力強的材料作隔膜，使較大濃度的電解液全部被其貯存，而電池內無游離酸（即貧液）或者使電解液與矽溶膠組合為觸變膠體。
（3） 改進柵板材料，採用無銻（或低銻）鉛鈣多元合金製作正極板柵，以提高抗腐蝕能力。採用鉛鈣合金製入負極板，以提高析氫過電位。
（4） 電池端蓋上裝設單向節流閥（閥控帽）,如遇電池在異常情況下析出盈餘氣體，或延期執行中殘存有氣體，經過節流閥洩放之後減壓關閉。它的正負板活性物質是二氧化鉛（pb02）負極板活性物質是海綿狀金屬鉛（pb）電解質是稀硫酸（h2s04）當有充/放電反應進行時，正負極活性物質分別通過電解質與其放電態物質硫酸鉛來回轉換，其化學反應方程式為：
pb02+2hs04+pb pbs04 +h20＋pbs04
電池放電過程的化學反應：
⑴ 當外電路接上負載後，
鉛蓄電池在正負極板間電位
差的作用下，電流i從正極流
出，經負載流向負極，也就是
說，負極上的電子經負載進入
正極。如圖所示，同時在蓄電池內部
產生化學反應
（vrla蓄電池放電時的化學反應原理）
⑵ 在負極板上，每個鉛原子（pb）放出二個電子，而成鉛正離子
（pb++）因此負極板出現若干多餘的電子，這些電子在電位差的作用下，將不斷地經外電路進入正極板，而在電解液內部，因硫酸
分子的電離，便有氫正離子（h+）和酸根負離子（so4）存在，這時因電荷（離子）的靜電作用，氫正離子（h+）移向正極板，酸根負離子（so4――）移向負極板，於是就形成了電池內部的離子電流，當酸根負離子（so4――）與負極板上的鉛正離子（pb++）相遇時，便生成硫酸鉛（pbs04）分子附在負極板上。
（3）在正極板上，由於電子自外電路進入，（pbo2）與水作用離解出來的四價的鉛正離子（p++++）在取得二個電子後化合變成二價鉛的正離子硫酸鉛分子（pb++）,再和正極板附近的酸根負離子（so4--）結合在一起，生成硫酸鉛分子（pbso4）附在正極板上。
隨著蓄電池放電，硫酸逐漸消耗，電解質的質量發生變化，正負極板均變成了硫酸鉛（pbso4）此時應及時進行對蓄電池進行充電，使其還原成正極板（pbso2）負極板（pb）為下次放電做準備。若vrla蓄電池放完電後，延遲充電的時間越長，對電池的使用壽命影響就越大，一般不宜超過24小時，從化學反應方程式可以看出，電解質中的酸根負離子與正負極板上的pbo2和pb結合生成硫酸鉛，時間久了pbso4 就會發生變化，失去活性，變為很不容易還原的硫酸鉛結晶，造成極板硫酸鹽化，從而降低電池容量並縮短電池使用壽命。這方面的教訓是非常深刻的，記得我區華北電池廠基站建成投入執行一年後所租機房場地新舊業主之間發生了糾紛，（即金明房產與華北電池廠）各自雙方都說自己擁有產權，意見鬧的不可開交，採用斷電、停水、斷路、封樓等極端措施，至使我公司所在該單位基站裝置正常執行受損，交流停電後，由vrla蓄電池供電，電池放電完後，市電無法恢復供電，自備發電機無法進入該單位發電，vrla電池深放電後正負極板形成的硫酸鉛不能及時氧化還原，有效物質失去活性，出現極板硫酸化特徵，僅一周的時間，電池容量全部丟失，用數字萬用表測整組各只電池電壓有半數為0v。
由此可見，vrla蓄電池充放電化學反應方程式其原理的可逆性是有條件的，充足電後可以不及時放電，但放完電後切記定要及時充電，以便保證正負極板上的有效物質的活性，失去活性，就意為著失去容量，失去壽命。防止深放電後不及時充電,或充電不足造成正負極板硫酸化是擺在每個維護人員面前的一項重要任務。
我省部分縣區今年供電形勢嚴峻，出現拉閘限電時間長、次數多、範圍廣，這對於我們移動基站所配備的vrla蓄電池的使用壽命是乙個挑戰，如何在現有的條件下，使深放電後的電池盡快還原，恢復活性，防止硫化，各地有不少好的經驗可以借鑑。比如：有的縣分公司維護人員利用數量有限的發電機輪流對停電基站的蓄電池及時補充充電，即延長了vrla蓄電池供電時間，又使經過放電的電池盡快還原恢復，這樣維護人員雖然增加了工作量，不斷轉移發電地點，但對延長vrla蓄電池的使用壽命十分有利。
有的市縣區維護人員充分利用現有的發電裝置（含自備、租賃等），遇有交流停電，不等不靠，及時積極組織力量展開發電，儘量減少vrla蓄電池深放電的次數，延長蓄電池的使用壽命。
石家莊分公司各縣區維護人員根據縣區基站分布距離遠，停電後前往發電路程時間長等問題，採用在基站所在地村莊就近租賃發電機發電，按省、市公司指導租賃標準結算費用，為停電及時發電贏得了時間，與此同時積極與當地供電部門建立聯絡，遇有大面積停電時間較長，vrla蓄電池快頂不住時，通過積極協調，加強攻關，送紀念品等做法，促使變電所合閘送電若干小時，以增加電池還原恢復的機會，為延長蓄電池的使用壽命，保障網路暢通進行了卓有成效的工作。
二．盡量避免vrla蓄電池小電流長時間深放電
人們衡量vrla電池放電終了的方法往往習慣以終止電壓為參考當量，而小電流長時間深放電恰恰端電壓下降很慢，容易造成放出電量超出了額定容量，端電壓還不低於1.8v，所以小電流長時間深放電應以放出的實際電量來計算容量，端電壓僅做為輔助引數。另外從前邊vrla電池放電反映原理圖可知小電流長時間深放電，電解質中的硫酸（so4）根離子容易滲透到正負極板的縱深部位，在極板深處形成不容易還原的硫酸鉛，這對電池的容量及使用壽命影響是嚴重的，維護人員遇有小電流長時間深放電應及時用小電流常時間補足充電，以使其極板深部有效物質充分還原，若充電不及時，或擱置時間過長，正負極板恢復活性的難度就更大。
三.及時檢查校對開關電源的各項引數設定
vrla蓄電池的執行狀況，受控於與之聯接配套的直流配電，模組整流，，智慧型管理於一體化的高頻開關電源，高頻開關電源根據如何有利於延長vrla蓄電池使用壽命的特性設計了智慧型化的科學管理模式。比如：1.
電池深放電後交流來電時防止大電流對正負極板的衝擊而設定了充電限流值。蓄電池在平時長時間使用為補充電池本身的自放電，延長使用壽命而設定了浮充電壓值。3.
為防止電池長時間過放電，留有充足的可逆性，而設定了輸出低壓斷路器動作電壓值（分一次下電，二次下電）及溫度補償，高低壓保護等，這些引數在基站剛開通調測時雖然已進行了設定，但隨著裝置運**況的不斷變化，元器件的故障損壞，維護人員的更替等原因有可能發生變化，故維護人員巡檢裝置時應重點檢查校對開關電源的各項引數設定，下面是幾個主要配套電池廠家提供的部分引數設定建議值：
浮充電壓低壓斷路電壓均充電壓高壓告警充電限流
哈爾濱光宇 53.52 43.2v 無需均充 57v 0.1c10a
江蘇雙登 2.25v/單隻 44v 2.35v/單隻 57v 0.1c10a
湖北宇奧 2.25v/單隻 44v 2.30v/單隻 57v 0.1c10a
這些引數如果偏離了整定值，對vrla蓄電池的危害是相當大的，比如浮充電壓設定在54v，則按單只電池最佳狀態要求的2.25v取2.25v×24只＝54v經驗表明此時vrla電池除補足本身自放電外處於即不過充電，也不過放電的最佳狀態，對延長使用壽命十分有利。
若浮充電壓由於某種原因偏離到54.6v，此時單隻電池54.6v÷24只＝2.
28v，長時間浮充於此值易對電池造成過量充電，其危害大致有正負極板有效物質的脫落、變形、增加電解液的損耗、乾涸，過充電嚴重時易造成電池溫度公升高，自放電加速，外殼膨脹鼓包、變形等。若浮充電壓向下偏離，則易造成電池充電不足，難以補充電池本身自放電，時間久了，即易形成極板硫酸化，影響vrla的使用壽命。
在機房環境溫度環境溫度25℃±5℃下，閥控密封鉛酸蓄電池的100％迴圈使用壽命可達300－500次，設計使用年限在8－10年，這主要取決於標準的迴圈充放模式，即總電壓低於43.2v單隻終止電壓低於1.8v時，低壓斷路器動作值要準確，此值在巡檢時務必仔細檢查，部分開關電源為檢修維護方便起見，在斷路器旁邊又併聯了旁路閘刀或保險，只有檢修或斷路器失效時才閉合旁路閘刀或保險，若平時不斷開旁路閘刀或保險，低壓斷路器將失去作用，停電後vrla電池得不到保護，放電將是毀滅性的，過度深放電給電池壽命造成嚴重影響，力戒避免。
四.溫度對vrla蓄電池容量和使用壽命的影響
vrla蓄電池屬於貧液式設計，加上緊裝配結構，電池工作溫度對容量具有重要影響，在環境溫度10－45℃範圍內鉛酸蓄電池容量隨溫度公升高而增加。如vrla蓄電池40℃下放電量比在25℃下放電量大10％左右，但是超過一定溫度範圍，則相反。如在環境溫度45－50℃條件下放電，則電池容量明顯減小低溫（<5℃）時電池容量隨溫度降低而減小，電解液溫度降低時，其粘度增大，離子運動受到很大阻力，擴散能力降低，在低溫下電解液的電阻也增大，電化學的反應阻力增加，結果導致蓄電池容量下降，其次低溫還會導致負極活性物質利用率下降，影響電池容量。
如電池在-10℃環境溫度下放電，負極板容量僅達35％額定容量。
若閥控蓄電池工作環境溫度過高，或充電裝置電壓失控，則電池充電量會增加過快，電池內部溫度隨之增加，密封式電池本身散熱狀況就不佳，從而產生過熱，電池內阻下降，充電電流又進一步公升高；反過來電流的公升高又使電池內部溫度再公升高，內阻進一步降低。如此反覆形成惡性迴圈，直至溫度過高引發電池的熱失控使電池殼體嚴重變形、鼓包，造成整組電池失效損壞。
所以在巡檢維護工作中要十分注意，裝有vrla蓄電池的機房溫度，超過28℃發出告警訊號，盡快組織處理，超過40℃發出嚴重告警訊號，必須爭分奪秒予以搶修，使空調盡快恢復製冷狀態。這方面石家莊地區招待處基站，由於空調故障引發機房高溫，導致vrla電池熱失控的教訓，是非常深刻的，維護人員接到某機房、基站出現高溫的告警資訊後，首先想到的若不及時處理，就有可能出現蓄電池熱失控的嚴重後果。在趕往故障基站的路上，無形中加快了腳步。
出現機房、基站高溫，引發vrla電池熱失控的概率，市區多於縣區，這從基站的裝置配置可以看出，市區近50個站裝有900兆，收發信機3套，1800兆收發信機3套，6套收發信機同裝在乙個房間，內部元器件散發的大量熱源，在門窗全部密封的房間內無處外洩，只有通過基站空調來吸收，所以市區傳輸動力中心的維護人員的責任更重要一些。而縣區相同機房面積的裝機量相對市區要小一些，有的僅1－2臺收發信機、空調故障後，引發機房高溫，導致電池熱失控的概率，要相對小一些。但夏季高溫季節環境溫度38℃－39℃,地表溫度達60℃時也決不可掉以輕心，應始終抓緊維修。
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