0 引言
隨著電信公司業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展,，通信" title="通信">通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，高頻開(kāi)關(guān)電源,、不間斷電源（UPS）等電源設(shè)備" title="設(shè)備">設(shè)備的數(shù)量也隨之急劇增加,，從而使得蓄電池" title="蓄電池">蓄電池得到了廣泛的應(yīng)用。閥控式密封" title="密封">密封蓄電池以其體積小,、防爆安全,、電壓穩(wěn)定、無(wú)污染,、重量輕、放電性能高,、維護(hù)" title="維護(hù)">維護(hù)量小等特點(diǎn),，而成為通信電源系統(tǒng)的首選電池。但在實(shí)際使用中,，因?yàn)榉N種原因,，特別是一些維護(hù)不到位的因素造成電池使用壽命短，達(dá)不到理論預(yù)期壽命的案例比比皆是,。本來(lái)應(yīng)工作8～10年的電池,，大都在2～3年內(nèi)損壞,，有的甚至連1年的壽命也達(dá)不到，從而給通信設(shè)備的正常工作帶來(lái)了極大的安全隱患,，同時(shí)造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失,。除去電池本身質(zhì)量因素外，由于充放電控制不合理以及維護(hù)不當(dāng)而造成電池提前報(bào)廢的案例占了很大的比例,。電池充放電控制的不合理產(chǎn)生的影響是巨大的,，如電池早期容量損失、不可逆硫酸鹽化,、熱失控,、電解液干涸等都與充放電控制的不合理有關(guān)。合理可靠地對(duì)電池進(jìn)行管理" title="管理">管理和維護(hù),，能夠保證電池有較長(zhǎng)的使用壽命,，從而達(dá)到保證通信設(shè)備不間斷用電并節(jié)約維護(hù)資金的目的。因此,，在通信設(shè)備用電源系統(tǒng)的維護(hù)中,，蓄電池的維護(hù)管理占了相當(dāng)大的比重，怎樣才能充分發(fā)揮蓄電池作為后備電源的作用,，使用中盡量達(dá)到或接近其設(shè)計(jì)壽命,，就成了維護(hù)人員需要深入探討的一個(gè)問(wèn)題。
1 影響電池壽命的因素
目前,，閥控密封鉛酸蓄電池使用較多的是2V系列和12V系列,。這兩種電池的壽命差別較大，一般2V系列的設(shè)計(jì)壽命是8～10年,，12V系列的設(shè)計(jì)壽命是3～6年,。考慮到價(jià)格因素,，目前在通信系統(tǒng)中對(duì)UPS一般配置的是12V系列的電池,，對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源一般配置的是2V系列的電池。
一般蓄電池制造商提供的蓄電池設(shè)計(jì)壽命為特定環(huán)境下的理論值,，實(shí)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(hù)以及運(yùn)行狀況有很大關(guān)系,。
1.1 環(huán)境溫度的影響
環(huán)境溫度對(duì)蓄電池使用壽命的影響很大,。環(huán)境溫度的升高，將加速電池板柵的腐蝕和增加電池中水分的損失,，從而使電池壽命大大縮短,。一般情況下，溫度每升高10℃,，電池使用壽命將減少50％,，溫度越高影響越大,。在通信設(shè)備用閥控密封鉛酸蓄電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T799－2002中規(guī)定，高溫加速浮充壽命試驗(yàn)是以環(huán)境溫度55℃下42天的一個(gè)充放電試驗(yàn)折合一年的正常使用壽命,由此可見(jiàn)高溫對(duì)電池壽命的影響,。蓄電池的最佳使用環(huán)境溫度為20～25℃,。
1.2 充電不足
在正常條件下，電池在放電時(shí)形成硫酸鉛結(jié)晶,，在充電時(shí)能較容易地還原為鉛,。如果使用不當(dāng)，例如長(zhǎng)期處于充電不足的狀態(tài),，負(fù)極就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛,，它幾乎不溶解，用常規(guī)方法很難使它轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì),，從而減少了電池容量,，甚至成為電池壽命終止的原因，這種現(xiàn)象稱(chēng)為極板的不可逆硫酸鹽化,。
1.3 過(guò)度充電
蓄電池在長(zhǎng)期過(guò)充電狀態(tài)下,，正極因析氧反應(yīng)，水被消耗,，氫離子濃度增加,，導(dǎo)致正極附近酸度增加，板柵腐蝕加速,，使電池容量降低,。同時(shí)，因水損耗加劇,，使蓄電池有干涸的危險(xiǎn),，從而影響電池壽命。
1.4 過(guò)放電
電池的過(guò)放電主要發(fā)生在交流電源停電后,，蓄電池長(zhǎng)時(shí)間為負(fù)載供電,。當(dāng)蓄電池被過(guò)度放電到終止電壓或更低時(shí)（源于電源本身對(duì)電池放電終止電壓設(shè)置不準(zhǔn)，或有的根本沒(méi)有過(guò)放電保護(hù)裝置）,，導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,，硫酸鉛是一種絕緣體，必將對(duì)蓄電池的充放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,，因此,，在陰極上形成的硫酸鉛越多，蓄電池的內(nèi)阻越大,，蓄電池的充放電性能越差，使用壽命就越短,。一次深度的過(guò)放電可能會(huì)使電池的使用壽命減少1～2年,，甚至造成電池的報(bào)廢,。
1.5 長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)
蓄電池在長(zhǎng)期浮充狀態(tài)下，只充電而不放電,，其對(duì)電池的影響與過(guò)度充電相同,。
2 均浮充控制
通信用蓄電池的充電方式主要是浮充電和均衡充電兩種。為了延長(zhǎng)閥控電池的使用壽命,，必須了解不同充電方式的特點(diǎn)和要求,，嚴(yán)格按照要求對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。
一般密封鉛酸蓄電池投入使用的日期距出廠日期時(shí)間較長(zhǎng),，電池經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自放電,，容量必然大量損失，并且由于單體電池自放電大小的差異,，致使電池的比重,、端電壓等出現(xiàn)不均衡，投入使用前應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行一次均衡充電,，否則,，個(gè)別電池會(huì)進(jìn)一步發(fā)展成落后電池并會(huì)導(dǎo)致整組電池不可用。另外,，如果蓄電池長(zhǎng)期不投入使用,，閑置時(shí)間超過(guò)3個(gè)月后，應(yīng)該對(duì)電池進(jìn)行一次均衡充電,。
在浮充狀態(tài)下,，充電電流除維持電池的自放電以外，還維持電池內(nèi)的氧循環(huán),，但是浮充狀態(tài)下充電電流又是與電池的浮充電壓密切相關(guān)的,。因此，為了使閥控鉛酸蓄電池有較長(zhǎng)的使用壽命,，在電池使用過(guò)程中,，要充分結(jié)合電池制造的原材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和環(huán)境溫度等幾方面的情況，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(shí)浮充電壓允許變化范圍為2.20～2.27V。浮充電壓設(shè)置過(guò)低,，電池長(zhǎng)期處于欠充電狀態(tài),，不僅會(huì)在電池極板內(nèi)部形成不可逆的硫酸鹽化，而且還會(huì)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(guò)高，電池長(zhǎng)期處于過(guò)充電狀態(tài),，使電池負(fù)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(hù)管理過(guò)程中,，應(yīng)根據(jù)電池廠家提供的資料進(jìn)行浮充電壓設(shè)置,。如電池廠家推薦的單體電池浮充電壓為2.25V，此時(shí)應(yīng)設(shè)置組合電源的浮充電壓為54V(2.25×24),。
根據(jù)《電信電源維護(hù)規(guī)程》規(guī)定,，閥控鉛酸蓄電池遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行均衡充電：
1）2只以上單體電池的浮充電壓低于2.18V,；
2）放電深度超過(guò)20％,；
3）閑置不用的時(shí)間超過(guò)3個(gè)月；
4）全浮充時(shí)間超過(guò)3個(gè)月,。
3 溫度補(bǔ)償
在一些比較偏僻的通信站點(diǎn),，由于很少配有空調(diào)，環(huán)境溫度變化較大,，這對(duì)電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度有很大的影響,。通常，電池靜置時(shí)要求環(huán)境溫度為0～40℃,，溫度太高將會(huì)使得電池的自放電加劇,。而電池在使用時(shí)對(duì)環(huán)境溫度的要求更苛刻，通常要求為20～25℃,。在這種條件下,，電池性能最佳，壽命最長(zhǎng),。低溫會(huì)使得電池容量降低,，充電接收能力下降，充放電循環(huán)壽命下降,；高溫會(huì)使得Pb＋2H2O→PbO2＋4H＋＋4e－反應(yīng)加劇,，導(dǎo)致失水，板柵腐蝕增加,。因此,，通信電源監(jiān)控設(shè)備上應(yīng)有“電池過(guò)溫告警”的設(shè)置，一旦電池溫度過(guò)高,，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出告警,。當(dāng)電池不是工作在電池廠家推薦的最佳溫度下時(shí)，電池的充電電壓應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。溫度越高,，充電電壓越低,，稱(chēng)為“溫度補(bǔ)償”。組合電源的監(jiān)控設(shè)備通過(guò)“溫度補(bǔ)償系數(shù)”這項(xiàng)參數(shù)來(lái)對(duì)充電電壓進(jìn)行調(diào)整,，電壓調(diào)整值為
ΔV=－溫度補(bǔ)償系數(shù)(mV/℃)×（電池溫度－基準(zhǔn)溫度）×N（1）
式中：基準(zhǔn)溫度通常是20℃或者25℃；
N為電池組內(nèi)電池節(jié)數(shù),，通常為24或12,。
由于各種電池采用的工藝和材料不同，實(shí)際應(yīng)用中的溫度補(bǔ)償系數(shù)應(yīng)根據(jù)電池廠家給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,。
通信電源的溫度補(bǔ)償功能就是要將溫度對(duì)電池的影響減至最小,，但絕不是說(shuō)有了對(duì)充電電壓的溫度補(bǔ)償，電池就可以在任意環(huán)境溫度下使用,。要知道,，溫度低時(shí)，由于浮充電壓增大,，同樣會(huì)引起浮充電流增大,，板柵腐蝕加速等一系列的問(wèn)題；而溫度高時(shí),，浮充電壓減小,，也會(huì)形成電池充電不足等一系列問(wèn)題。
4 在使用和維護(hù)過(guò)程中應(yīng)注意的一些事項(xiàng)
4.1 使用環(huán)境
蓄電池應(yīng)安裝在遠(yuǎn)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)通風(fēng)良好，無(wú)太陽(yáng)照射,，溫度保持在20～25℃,。
4.2 電源的參數(shù)設(shè)置
一些參數(shù)如浮充電壓、均充電流,、均充頻率和時(shí)間,、轉(zhuǎn)均充判據(jù)、溫度補(bǔ)償系數(shù),、直流過(guò)壓告警,、欠壓告警、充電限流值等要跟各蓄電池廠家溝通后確定,。
4.3 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(shí)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(shí)率,。
4.4 日常維護(hù)
也許是受到了一些電池廠家以前對(duì)閥控式蓄電池冠以“免維護(hù)”名稱(chēng)的影響，個(gè)別維護(hù)人員便錯(cuò)誤地認(rèn)為閥控式電池?zé)o須維護(hù)，從而對(duì)其不聞不問(wèn),。其實(shí),蓄電池的變化是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,，為保證電池的良好狀態(tài)，作好運(yùn)行記錄是相當(dāng)重要的,。每月應(yīng)檢查的項(xiàng)目如下：?jiǎn)误w和電池組浮充電壓,；電池的外殼有無(wú)變形、膨脹,、滲液,；極柱、安全閥周?chē)欠裼袧B液和酸霧溢出,；連接條是否擰緊,。
4.5 放電試驗(yàn)
對(duì)于交流供電正常的交換局內(nèi)的通信電源所配置的蓄電池，應(yīng)周期性地進(jìn)行核對(duì)性的放電試驗(yàn),。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源所配置的2V電池,，建議每年做一次，放出額定容量的30％～40％,；對(duì)于UPS所配置的12V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(shí)更換故障電池。
4.6 容量測(cè)試
對(duì)于2V電池,，每三年應(yīng)進(jìn)行一次容量測(cè)試放電,，放出額定容量的80％；對(duì)于12V電池應(yīng)每年進(jìn)行一次容量測(cè)試放電,，放出額定容量的80％,。詳細(xì)記錄放電過(guò)程中各單體電壓和電池組總電壓，進(jìn)行分析,，及時(shí)更換容量較差的單體電池,。
4.7 放電前的準(zhǔn)備工作
放電前，先檢查整組電池是否擰緊,，再根據(jù)放電倍率來(lái)確定放電記錄的時(shí)間間隔,。在對(duì)一組電池放電前，應(yīng)先保證另一組電池充好電,。放電過(guò)程中要密切注意比較落后的電池,，以防止某個(gè)單體電池的過(guò)放電。并將此次記錄與前次記錄進(jìn)行比較,，對(duì)整組電池的運(yùn)行狀態(tài)做到心中有數(shù),。