第五章 基站蓄電池

基站電源系統(tǒng)維護(hù)第五章基站蓄電池在直流供電系統(tǒng)中，蓄電池與整流器并聯(lián)，組成浮充供電系統(tǒng)。整流器正常輸出時(shí)，蓄電池荷電備用，并起平滑濾波作用，降低整流器輸出雜音，提高供電質(zhì)量。當(dāng)整流器故障停機(jī)或交流電源中斷時(shí)，蓄電池對(duì)負(fù)載供電，確保供電不中斷。蓄電池是直流供電系統(tǒng)中不可缺少的后備電源。5.1基站蓄電池維護(hù)規(guī)程5.1.1基站蓄電池的維護(hù)要求1. 維護(hù)內(nèi)容：檢查蓄電池殼體；檢查蓄電池極柱、連接條和安全閥；檢查蓄電池的環(huán)境條件和工作參數(shù)；測(cè)量蓄電池單體電壓，電導(dǎo)；測(cè)量測(cè)量蓄電池容量；2. 維護(hù)要求：（1）蓄電池殼體清潔，無(wú)損傷、滲漏和變形；（2）極柱、連接條是否清潔；有否損傷、變形或腐蝕現(xiàn)象；電池極柱處無(wú)爬酸、漏液，連接處有無(wú)松動(dòng)，溫升正常；安全閥周?chē)鸁o(wú)酸霧、酸液溢出；（3）蓄電池相關(guān)參數(shù)設(shè)置正確；（4）全組各蓄電池之間的端電壓差值應(yīng)不大于90mV；（5）電池電導(dǎo)符合廠家標(biāo)準(zhǔn)；（6）蓄電池容量測(cè)試合格。（7）嚴(yán)禁不同規(guī)格、不同廠家的電池在同一直流供電系統(tǒng)中使用；不同年限的電池不宜在同一直流供電系統(tǒng)中使用。5.1.2基站蓄電池維護(hù)周期表序號(hào)項(xiàng)

目周期備

注1保持電池周邊環(huán)境衛(wèi)生2個(gè)月

2檢查接頭連接處有無(wú)松動(dòng)、腐蝕現(xiàn)象

3檢查電池殼體有無(wú)滲漏和變形

4檢查極柱、安全閥周?chē)欠裼兴犰F酸液逸出，有無(wú)白色結(jié)晶

5測(cè)量電池電導(dǎo)值關(guān)注突變的單體電池6全面清潔蓄電池季

7

測(cè)量蓄電池組、各單體電池的端電壓

8檢查饋電母線、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠，并測(cè)量壓降半年

9核對(duì)性放電試驗(yàn)

5.2VRLA蓄電池的結(jié)構(gòu)與工作原理5.2.1閥控式鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)其主要組成：正負(fù)極板組、隔板、電解液、安全閥及殼體，此外還有一些零件如端子、連接條、極柱等。5.2.2閥控蓄電池的工作原理閥控蓄電池正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板上的活性物質(zhì)為純鉛（Pb），電解液由蒸餾水和純硫酸按一定的比例配制而成。因?yàn)檎?fù)極板上的活性物質(zhì)的性質(zhì)是不同的，當(dāng)兩種極板放置在同一硫酸溶液中時(shí)，各自發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生不同的電極電位。在電池內(nèi)部，正極和負(fù)極通過(guò)電解質(zhì)構(gòu)成電池的內(nèi)電路；在電池外部接通兩極導(dǎo)線和負(fù)載構(gòu)成電池的外部電路。2、閥控蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池采用負(fù)極活性物質(zhì)過(guò)量設(shè)計(jì)，正極在充電后期產(chǎn)生的氧氣通過(guò)隔板（超細(xì)玻璃纖維）空隙擴(kuò)散到負(fù)極，與負(fù)極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)變成水，使負(fù)極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài)，達(dá)不到析氫過(guò)電位，所以負(fù)極不會(huì)由于充電而析出氫氣，電池失水量很小，故使用期間不需加酸加水維護(hù)。5.3VRLA蓄電池的電特性5.3.1VRLA蓄電池的充放電特性1、充電方法VRLA蓄電池在使用過(guò)程中，按照不同的具體情況，有以下三種充電方法：(1)浮充充電(2)快速充電(3)均衡充電2、鉛酸蓄電池的充電特性VRLA電池在放電后應(yīng)及時(shí)充電。充電時(shí)必須認(rèn)真選擇以下三個(gè)參數(shù)：恒壓充電電壓、初始電流、充電時(shí)間。不同蓄電池的充電電壓值由制造廠家規(guī)定，充電電壓和充電方法隨電池用途不同可以不同。電池放電后的充電推薦恒壓限流方法，即充電電壓取U（廠家定），限流值取0.1C10A，充入電量為上次放電電量的1.1—1.2倍即可。3、鉛酸蓄電池的放電特性鉛蓄電池投入運(yùn)行，是對(duì)實(shí)際負(fù)荷的放電，其放電速率隨負(fù)荷的需要而定。為了分析長(zhǎng)期使用后電池的損壞程度或?yàn)榱斯浪闶须娡ｋ娖陂g電池的持續(xù)時(shí)間，需測(cè)試其容量。推斷電池容量的放電的方法，應(yīng)從如下幾個(gè)方面考慮：1、是放電量，即全部放電還是部分放電；2、是放電速率，即以10小時(shí)率還是以高放電率或是低放電率放電。5.3.2VRLA蓄電池的容量1、電池容量的分類(lèi)電池容量是電池貯存電量多少的標(biāo)志，有理論容量、額定容量、實(shí)際容量之分。閥控鉛蓄電池規(guī)定的工作條件一般為：10小時(shí)率電流放電，電池溫度為25℃，放電終了電壓為1.8V。2、影響實(shí)際容量的因素使用過(guò)程中影響容量的主要因素有：放電率、放電溫度、電解液濃度和終了電壓等。5.4、VRLA蓄電池常見(jiàn)問(wèn)題分析蓄電池常見(jiàn)的問(wèn)題有：1、失水 2、早期容量損失3、熱失控4、負(fù)極不可逆硫酸鹽化5、板柵腐蝕與伸長(zhǎng)6、隔板質(zhì)量下降 7、反極 5.5基站新型電池5.5.1膠體電池膠體密封鉛蓄電池（GEL），電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進(jìn)一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間，給正極析出的氧提供了到達(dá)負(fù)極的通道。膠體蓄電池的優(yōu)點(diǎn)（1）密封性和安全性（2）準(zhǔn)富液設(shè)計(jì)防止熱失控產(chǎn)生（3）低密度電解液設(shè)計(jì)（4）膠體蓄電池在整個(gè)壽命期間內(nèi)失水少（5）減少硫酸在電解液中的分層現(xiàn)象（6）有較寬的溫度使用范圍和良好的低溫放電性能（7）耐深放電性能和過(guò)放電后容量恢復(fù)性能好（8）自放電?。?）可靠性高，循環(huán)壽命長(zhǎng)5.5.2卷繞式電池負(fù)極板、隔板通過(guò)卷繞成圓柱型電池，這就是卷繞式電池。卷繞式鉛酸蓄電池的極板可以做得很薄，以提高電極的表觀面積，提高反應(yīng)速率；降低充放電時(shí)電極所承擔(dān)的電流密度，使得電化學(xué)極化降低；薄極板也減小了電解液的擴(kuò)散傳遞距離，有助于降低電化學(xué)反應(yīng)的濃差極化。卷繞式電極具有較高的表面積，極板非常薄，提高了單位體積的功率密度。極板間較高的壓力可以維持電極間較低的接觸電阻，降低放電過(guò)程中的歐姆電壓降。5.6基站蓄電池配置原則和施工建設(shè)規(guī)范1、蓄電池組容量應(yīng)按站點(diǎn)的近期負(fù)荷配置，并考慮一定的發(fā)展負(fù)荷需要。2、蓄電池組宜采用閥控式鉛酸蓄電池組。3、蓄電池總?cè)萘抗烙?jì)如下：（4）蓄電池組容量配置應(yīng)考慮負(fù)載所需保障時(shí)長(zhǎng)，宜配置1組蓄電池，負(fù)荷較大時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況配置2組蓄電池。（5）單組蓄電池容量一般可選用38、50、100、150、200、300、500、1000Ah，容量小于200Ah宜配置單體12V的蓄電池，容量在200Ah以上宜配置單體2V的蓄電池。5.6.2基站蓄電池施工建設(shè)規(guī)范1、電池架排列位置，符合施工圖設(shè)計(jì)要求，并排列平整穩(wěn)固，水平偏差不大于3-5mm；2、電池架安裝方式，符合施工圖設(shè)計(jì)要求，蓄電池架安裝應(yīng)固定，每顆固定螺絲都要擰緊，不允許有松動(dòng)的現(xiàn)象；3、電池應(yīng)保持垂直與水平，底部四角均勻著力，電池各列要排放整齊，前后位置、間距適當(dāng)。4、蓄電池極板螺母應(yīng)緊固，極板蓋板齊全，電池電極蓋上的測(cè)試孔應(yīng)朝外。電池組的每節(jié)電池應(yīng)標(biāo)有序號(hào)。5、蓄電池連接極板處應(yīng)涂導(dǎo)電油膏；引出極的裸露部分應(yīng)纏膠帶絕緣。6、蓄電池至開(kāi)關(guān)電源采用多根電纜連接時(shí)，應(yīng)盡量保持每根正極電纜長(zhǎng)度一致，每根負(fù)極電纜長(zhǎng)度一致，以保證每組電池充、放電電壓的一致，每根電纜線均須用標(biāo)簽標(biāo)示正確。7、各組電池應(yīng)根據(jù)母線走向確定正負(fù)極出線位置，電池組及電池均應(yīng)設(shè)有清晰的明顯標(biāo)志。8、電池組如果配有電池溫控測(cè)試線，應(yīng)在滿足便于使用條件下安裝在距電池組最近的走線架上。9、6度和7度抗震設(shè)防時(shí)，可以采用鋼抗震架（柜）等其他材料抗震框架安裝蓄電池組，抗震架（柜）的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需滿足設(shè)備安裝地點(diǎn)的抗震設(shè)防要求?？拐鸺埽ü瘢┡c地面用M8或M10螺栓加固。8度和9度抗震設(shè)防時(shí)，蓄電池組必須用鋼抗震架（柜）安裝，鋼抗震架（柜）底部應(yīng)與地面加固。當(dāng)抗震設(shè)防時(shí)，蓄電池組輸出端與電源母線之間應(yīng)采用母線軟連接。10、蓄電池組不應(yīng)安裝在空調(diào)室內(nèi)機(jī)下方。11、不同性能、規(guī)格和出廠時(shí)間的蓄電池不能混合組合使用。12、蓄電池組金屬支架原則上不接地以防止短路事故。在電池安裝連接、電池組并接時(shí)，操作用的扳手一定要包好絕緣膠帶，嚴(yán)防短路，所有連接螺栓上的銅鼻子都必須配套壓平墊片、彈簧墊片并擰緊螺帽。13、蓄電池安裝完成后應(yīng)盡快安排進(jìn)行容量試驗(yàn)，以驗(yàn)證每節(jié)電池是否達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；新安裝的蓄電池若已經(jīng)放置時(shí)間很長(zhǎng)（3個(gè)月以上）還應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)充充電。電池反極5.7基站蓄電池典型故障分析5.7.1蓄電池組單體反極1、故障現(xiàn)象某基站交流停電，基站馬上退服。2、故障分析基站一停電就退服，絕大部分原因是蓄電池故障造成的，但也有可能是開(kāi)關(guān)電源LVDS（低壓脫離開(kāi)關(guān)）損壞或者意外跳脫造成。蓄電池故障導(dǎo)致基站一停電就退服的原因有：（1）某節(jié)蓄電池開(kāi)路或者故障，導(dǎo)致蓄電池組無(wú)法放電；（2）某幾節(jié)電池容量過(guò)低，導(dǎo)致整組電池容量過(guò)低，放電電壓下降至通信設(shè)備無(wú)法工作。5.7.2蓄電池組極柱壓降過(guò)大1、故障現(xiàn)象：某基站蓄電池組（500AH）在做蓄電池全容量測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)20#~21#單體連接條壓降過(guò)大，在50A放電條件下，達(dá)到5mv，折算成標(biāo)準(zhǔn)連接條壓降為25mv，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。2、故障分析蓄電池組極柱壓降大的原因可能有:（1）連接條螺絲未緊固；（2）連接條與蓄電池極柱接觸面不干凈，接觸面積過(guò)??；（3）連接條材質(zhì)不合格；5.7.3單體蓄電池爆炸1、故障現(xiàn)象某基站使用的蓄電池，市電停電恢復(fù)后，在充電過(guò)程中發(fā)生爆裂如圖5-6。2、故障分