電,是通信基站的生命之源。一旦停電,通信基站的命運,將由蓄電池來拯救。蓄電池對于維持通信系統正常運轉起著關鍵作用,是通信系統正常工作的最后一道防線。每個基站都有作為后備電源的蓄電池,用于儲備電能、應對電網異常等特殊情況。
從目前使用情況來看,基站蓄電池普遍存在容量下降過快,使用壽命短的情況。大多數廠家對蓄電池的設計壽命都在10年以上,正常使用壽命應能保證8年,然而在實際使用中只能用到3~5年時間,有的甚至只用到1~2年就壽命終止了。
作為一名愛崗敬業(求生欲極強)的好員工,要了解如何延長基站蓄電池壽命還得從學習蓄電池的工作原理開始。
1蓄電池的工作原理
蓄電池的工作原理如下圖所示。
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放電時:正極板的二氧化鉛(PbO2)和負極板的海綿狀鉛(Pb)與電解液中的硫酸反應,生成硫酸鉛(PbSO4),電解液中的硫酸(H2SO4)濃度降低。
充電時:硫酸鉛(PbSO4)通過氧化還原反應分別恢復二氧化鉛(PbO2)和海綿狀鉛(Pb),電解液中的硫酸(H2SO4)濃度增大。
2 影響蓄電池壽命的因素
從蓄電池的工作原理出發,來分析影響基站蓄電池壽命的幾點主要因素。
溫度過高使蓄電池內部失水(水分蒸發)加劇,電解液飽和度下降使電池容量降低,縮短使用壽命。
下圖為環境溫度與蓄電池使用壽命的關系圖。環境溫度越高,蓄電池使用壽命越短。
頻繁停電、停電時間長、停電時間無規律等,使基站蓄電池在放電后尚未充足電的情況下又放電,蓄電池長期處于欠充狀態。這種情況將造成蓄電池容量累積性虧損,硫酸消耗加劇,蓄電池容量將在短時間內下降,是造成蓄電池容量下降過快和使用壽命縮短的一個主要原因。
蓄電池放電深度(蓄電池放出的電量占額定容量的百分比)與充放電循環次數之間的關系參見下表。
放電深度(%) | 設計充放電循環次數 |
---|---|
5 | 10000 |
20 | 2000 |
50 | 800 |
100 | 350 |
從上表可以看出蓄電池的使用壽命不能籠統地一概而論,應該視具體使用情況而定。在一定程度上蓄電池的壽命由其充放電的循環次數來決定,而不是以使用多少年來衡量。如果經常使用到蓄電池沒電才充電,即放電深度大,那么電池充放電循環次數就少,壽命就短。
蓄電池管理的參數有,蓄電池容量、充電電流系數、均充電壓、浮充電壓、下電電壓、自動均充的條件、溫度補償電壓。如果這些參數設置在不合理,則會對蓄電池壽命造成影響。
例如設置浮充電壓。浮充電壓設置過低,蓄電池長期處于欠充電狀態,不僅會在電池極板內部形成不可逆的硫酸鹽化,而且還會在活性物質和板柵之間形成高電阻阻擋層,使電池的內阻增加、容量下降,導致蓄電池壽命提前終止。浮充電壓設置過高,電池長期處于過充電狀態,會使充電電流增大,不僅會使安全閥頻繁開啟導致失水增加,容量衰減,而且還會使電池內產生的熱量來不及散掉,溫度升高,形成惡性循環,造成熱失控(電池膨脹),另外還會使板柵腐蝕加速,導致蓄電池壽命提前終止。
由于蓄電池在運行一段時間后,可能會出現個別落后電池(端電壓比正常電池的端電壓小200 mV),若不及時處理,落后電池性能越來越差,直至失效。失效的電池會導致其它好的電池隨時間推移慢慢失效,進而使整個蓄電池報廢。
3 延長基站蓄電池壽命的方法
根據造成基站蓄電池運行壽命減少的因素,結合實際情況提供如下幾個延長蓄電池壽命的方法。
對于室內電源,蓄電池安裝在機房或者機柜內,那么需要安裝空調確保機房溫度在合適的溫度(25℃)。
對于室外電源,蓄電池安裝在機柜內,那么需要在機柜內安裝散熱設備,確保蓄電池的工作溫度在合適的范圍內。
在電源開通后,人工控制執行對蓄電池均衡充電,均衡充電時間≥10小時。對于頻繁停電的站點,可以增加蓄電池充電電流,以縮短蓄電池充電時間,增加充電前期充入的電量。
在電源供電方案初期,需要根據負載電流,結合蓄電池放電曲線配置合適的蓄電池容量,在要求的時間內避免蓄電池過放,一般原則是在規定的時間到了以后蓄電池放出的容量≤80%。
在電源開通后,如果暫時不使用電池,那么需斷開蓄電池的所有負載,使蓄電池處于開路狀態。避免蓄電池小電流放電,造成蓄電池容量下降。
以設置浮充電壓為例,浮充電壓的設置需要根據環境溫度的變化來調整,下表為根據不同環境溫度設置浮充電壓的參考值。
環境溫度(℃) | 浮充電壓(V/節) |
---|---|
0~10 | 2.29 |
11~15 | 2.26 |
16~20 | 2.25 |
21~25 | 2.23 |
26~30 | 2.21 |
31~35 | 2.20 |
36~40 | 2.19 |
基站蓄電池的價格昂貴。蓄電池容量下降到其標稱容量的80%,其使用壽命就終止,需要對其進行更換。
通過今天的學習,了解蓄電池壽命的影響因素以及延長蓄電池壽命的方法,減少蓄電池的更換頻次。
影響蓄電池壽命的因素 | 延長蓄電池壽命的方法 |
---|---|
環境溫度 | 防止高溫 |
放電次數、頻度 | 及時對蓄電池補充充電 |
放電深度 | 防止蓄電池過度放電 |
蓄電池管理參數 | 合理設置蓄電池管理參數 |
日常維護 | 定期維護 |