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通信基站命运的延续者——蓄电池,如何延续自己的命运?

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-01
 说明:本文蓄电池特指阀控式密封铅酸蓄电池(简称蓄电池)。

 


电,是通信基站的生命之源。一旦停电,通信基站的命运,将由蓄电池来拯救。蓄电池对于维持通信系统正常运转起着关键作用,是通信系统正常工作的最后一道防线。每个基站都有作为后备电源的蓄电池,用于储备电能、应对电网异常等特殊情况。


从目前使用情况来看,基站蓄电池普遍存在容量下降过快,使用寿命短的情况。大多数厂家对蓄电池的设计寿命都在10年以上,正常使用寿命应能保证8年,然而在实际使用中只能用到3~5年时间,有的甚至只用到1~2年就寿命终止了。


作为一名爱岗敬业(求生欲极强)的好员工,要了解如何延长基站蓄电池寿命还得从学习蓄电池的工作原理开始。

 

1蓄电池的工作原理

 

蓄电池的工作原理如下图所示。


 

  • 放电时:正极板的二氧化铅(PbO2)和负极板的海绵状铅(Pb)与电解液中的硫酸反应,生成硫酸铅(PbSO4),电解液中的硫酸(H2SO4)浓度降低。

充电时:硫酸铅(PbSO4)通过氧化还原反应分别恢复二氧化铅(PbO2)和海绵状铅(Pb),电解液中的硫酸(H2SO4)浓度增大。


2  影响蓄电池寿命的因素

 

从蓄电池的工作原理出发,来分析影响基站蓄电池寿命的几点主要因素。


环境温度

温度过高使蓄电池内部失水(水分蒸发)加剧,电解液饱和度下降使电池容量降低,缩短使用寿命。


下图为环境温度与蓄电池使用寿命的关系图。环境温度越高,蓄电池使用寿命越短。


 


放电次数、频度

频繁停电、停电时间长、停电时间无规律等,使基站蓄电池在放电后尚未充足电的情况下又放电,蓄电池长期处于欠充状态。这种情况将造成蓄电池容量累积性亏损,硫酸消耗加剧,蓄电池容量将在短时间内下降,是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个主要原因。

 


放电深度

蓄电池放电深度(蓄电池放出的电量占额定容量的百分比)与充放电循环次数之间的关系参见下表。


放电深度(%) 设计充放电循环次数
5 10000
20 2000
50 800
100 350

 

从上表可以看出蓄电池的使用寿命不能笼统地一概而论,应该视具体使用情况而定。在一定程度上蓄电池的寿命由其充放电的循环次数来决定,而不是以使用多少年来衡量。如果经常使用到蓄电池没电才充电,即放电深度大,那么电池充放电循环次数就少,寿命就短。


蓄电池管理参数

蓄电池管理的参数有,蓄电池容量、充电电流系数、均充电压、浮充电压、下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压。如果这些参数设置在不合理,则会对蓄电池寿命造成影响。

 

例如设置浮充电压。浮充电压设置过低,蓄电池长期处于欠充电状态,不仅会在电池极板内部形成不可逆的硫酸盐化,而且还会在活性物质和板栅之间形成高电阻阻挡层,使电池的内阻增加、容量下降,导致蓄电池寿命提前终止。浮充电压设置过高,电池长期处于过充电状态,会使充电电流增大,不仅会使安全阀频繁开启导致失水增加,容量衰减,而且还会使电池内产生的热量来不及散掉,温度升高,形成恶性循环,造成热失控(电池膨胀),另外还会使板栅腐蚀加速,导致蓄电池寿命提前终止。


日常维护

由于蓄电池在运行一段时间后,可能会出现个别落后电池(端电压比正常电池的端电压小200 mV),若不及时处理,落后电池性能越来越差,直至失效。失效的电池会导致其它好的电池随时间推移慢慢失效,进而使整个蓄电池报废。

3   延长基站蓄电池寿命的方法

 

根据造成基站蓄电池运行寿命减少的因素,结合实际情况提供如下几个延长蓄电池寿命的方法。


防止高温

对于室内电源,蓄电池安装在机房或者机柜内,那么需要安装空调确保机房温度在合适的温度(25℃)。


对于室外电源,蓄电池安装在机柜内,那么需要在机柜内安装散热设备,确保蓄电池的工作温度在合适的范围内。

 


及时对蓄电池补充充电


在电源开通后,人工控制执行对蓄电池均衡充电,均衡充电时间≥10小时。对于频繁停电的站点,可以增加蓄电池充电电流,以缩短蓄电池充电时间,增加充电前期充入的电量。

 


防止蓄电池过度放电

在电源供电方案初期,需要根据负载电流,结合蓄电池放电曲线配置合适的蓄电池容量,在要求的时间内避免蓄电池过放,一般原则是在规定的时间到了以后蓄电池放出的容量≤80%。


在电源开通后,如果暂时不使用电池,那么需断开蓄电池的所有负载,使蓄电池处于开路状态。避免蓄电池小电流放电,造成蓄电池容量下降。


合理设置蓄电池管理参数
合理设置蓄电池容量、充电电流系数、均充电压、浮充电压、下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压等参数。

以设置浮充电压为例,浮充电压的设置需要根据环境温度的变化来调整,下表为根据不同环境温度设置浮充电压的参考值。


环境温度(℃) 浮充电压(V/节)
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

 


定期维护
一般每隔3个月要对蓄电池进行一次维护,主要是检查蓄电池组中的电池有无漏液、有无“鼓肚子现象”、有无落后电池存在、蓄电池连接处有无锈蚀和固定螺钉松动、环境温度是否正常等。只有及时发现和及时处理,才能确保蓄电池的正常寿命。

 

基站蓄电池的价格昂贵。蓄电池容量下降到其标称容量的80%,其使用寿命就终止,需要对其进行更换。


通过今天的学习,了解蓄电池寿命的影响因素以及延长蓄电池寿命的方法,减少蓄电池的更换频次。


影响蓄电池寿命的因素 延长蓄电池寿命的方法
环境温度 防止高温
放电次数、频度 及时对蓄电池补充充电
放电深度 防止蓄电池过度放电
蓄电池管理参数 合理设置蓄电池管理参数
日常维护 定期维护

 

 

 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有530多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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