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基站蓄电池容量配置和维护

发布时间:2021-09-29

边远基站过放电现象普遍存在如长时间小电流无监控

       移动通信基站,其特点是分布范围广,数量多。现各家运行商在网运行后备电源大都采用阀控密封式铅酸蓄电池,在蓄电池容量因使用时间和品牌而各不相同,而对失效蓄电池失效模式基本被业界所认同主要有以下几种:
       1、电池的正极板软化

       随着充放反复进行,二氧化铅颗粒之间的结合也松弛、软化,从板栅上脱落下来。另外极板的制造、装配的松紧和充方电条件等一系列因素,都对正极活性物质的软化、脱落有影响。

电池容量越小,放电深度越深,正极板软化也越严重,导致电池容量下降越快,形成了恶性循环。这样,电池的放电深度需要严格控制。实现这个控制的是靠基站开关电源的蓄电池管理系统中二次下电功能来完成的。即当交流电源停电后电池放电,在电池电压低于一次下电电压后,切断耗电量较大的次要负载,以维持重要负载较长的工作时间;在低于二次下电电压后切断所有负载,保护电池防止过放电。对于蓄电池来说,二次下电的保护电压应该是电池放电终止电压,而在通信电源系统中,一般都将蓄电池组的下电电压保护点设置在43.2V,单体电池的终止电压约为1.8V所以当基站蓄电池使用3年后,就有必要将蓄电池组的二次下电电压保护值提高至45.5V左右,尽量减少电池的正极板软化造成电池容量下降。
       2、电池的正极板腐蚀

       正极板栅在蓄电池的充电过程中都会被氧化成硫酸铅和二氧化铅,使得板栅线性长大变形,最后导致丧失支撑活性物质的作用而使电池失效。而过充电会严重加速正极板腐蚀。我们一般以为不会产生过充电状态。实际上,基站的浮充电压如果跟不上环境温度的上升而进行下降的补偿,过充电就产生了。如基站的空调不够或者损坏,电池的过充电也会产生。这样电池的正极板板栅在不同的使用条件下会有不同的腐蚀速度。
       在防止电池的正极板腐蚀、变形问题上,要注意不同厂家品牌电池的浮充电压(2.23-2.25V)的选择,有条件的需要打开电池的浮充充电的温度补偿系数(3mv/cell/℃)。

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       3、电池的失水

       电池充电达到单体电池2.35V (25℃)以后,就会进入正极板大量析氧状态,对于密封电池来说,负极板具备了氧复合能力。如果充电电流比较大,负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度,气体会顶开排气阀而形成失水。如果充电电压达到2.42V (25℃),电池的负极板会析氢,而氢气不能够类似氧循环那样被正极板吸收,只能够增加电池气室的气压,最后会被排出气室而形成失水。

       4、电池的热失控
       对于少维护或免维护电池来说,对电池的充电电压都有限制,但在实际使用过程中,由于设备的调压装置可能失控,使得充电电压过高,从而充电电流过大,产生的热将使电池电解液温度升高,导致电池内阻下降;内阻的下降又加强了充电电流。电池温升和充电电流过大的互相加强,使电池变形、开裂而失效。尽管电池热失控现象发生的不多,但是一旦发生热失控,电池的寿命会迅速提前结束。

       5、电池的不均衡

       新电池的容量、开路电压和内阻应该进行严格的配组。所以新电池一般离散性比较小。随着电池使用,电池在制造工艺中必然存在的微小差距会被扩大。从电池的寿命容量曲线看,电池的容量总体上是逐步加速的。凡是电池出现不均衡,总是加速的。对于电池的不均衡,目前唯一的充电方式是采用“均充”,其愿望是对充满电的电池实现增加电池的副反应,把欠充电的电池充满电。但是,实际上,这个作用不足以恢复电池的均衡。目前比较有效的方法还是采用单体电池的补足充电。可是一般基站和修复队伍都不具备这个设备条件。

       6、电池的负极板硫化

       电池的负极板不可逆硫酸铅盐化,简称硫化。是最严重的(约占80%以上的因素)无人基站后备蓄电池失效模式,我们在下一部分专门探讨。

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