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              接入網理士蓄電池使用與維護方法介紹

              隨著信息技術發展需求近年來,接入網發展迅速,在電信網全網數字化、減少辦事局所、大容量、廣覆蓋網絡的建設中,在解決城市網管緊張及網絡基礎建設延伸等方面發揮著重要作用,使其需求保持著近40%的年增長率。

              理士蓄電池對于接入網直流供電系統的質量和可靠性具有舉足輕重的作用。由于它屬于易損易耗品,有一定的使用期限,一方面要求用戶加強對蓄電池的維護管理,延長使用壽命;一方面要求在蓄電池接近壽命終止前及時更換,保證系統正常工作。實際使用中常見的蓄電池問題主要表現為:容量不足、理士電池組充放電過程一致性差、電池壽命過早衰減、漏酸等現象。本節通過對上述問題的分析,對接入網蓄電池的選配方向進行了有益的探討。

              一、接入網設備蓄電池的配置

              接入網設備應用范圍廣泛,使用環境往往差別較大,如省會及中心城市接入網用于新建小區、高檔樓宇等,使用環境一般都配備空調,環境溫度基本在30℃以下;而農村地區一般為自然使用環境,冬季低至0℃以下,夏季高達45℃以上,對配套蓄電池的溫度適應性提出了較高要求。

              接入網48V直流電源系統普通采用單組4只12V100Ah或12V50Ah電池,設計容量介于50~300Ah,存在多組電池(每組4只電池串聯)并聯狀況,如ONU-512線容量的機型負載電流均勻為6~7A,。蓄電池放電終止維護電壓為43.2V。

              接入網設備應用范圍普遍,運用環境常常差異較大,如省會及中心城市接入網用于新建小區、高檔樓宇等,運用環境普通都裝備空調,環境溫度根本在30℃以下;而鄉村地域普通為自然運用環境,冬季低至0℃以下,夏季高達45℃以上,對配套蓄電池的溫度順應性提出了較高請求。

              二、常見問題分析二、常見問題剖析

              1、12V系列蓄電池現狀

              12V系列蓄電池的主要應用范疇為UPS系統,設計運用壽命普通為3~5年,從蓄電池內部構造來看,提供設計運用壽命為6~8年與3~5年的蓄電池沒有實質區別。其中UPS配套產品中知名度較高的品牌如Dynasty、Yuasa、Deka、松下等產品常常用于接入網系統。

              2、蓄電池容量

              蓄電池的容量與放電電流、環境溫度親密相關,在終止電壓一定的狀況下,放電電流越大,電池可放出的容量越小。以12V100Ah電池為例,以20小時率電流5A放電,終止電壓1.8V/單格,放出容量可達100Ah,若以10A放電時,電池放出容量普通缺乏90Ah。

              電池選型還需思索運用環境溫度,普通來講,溫度每降落1℃,容量降落0.6%。假如在選配電池時,把20小時率容量的電池按10小時率容量來計算,所選電池容量將達不到設計請求。另外,在停電頻繁地域,若電池尚未充溢電即又進入放電狀態,也會產生容量缺乏的現象。在這種狀況下,進步充電電壓(平衡充電),及時將電池充溢電,可堅持電池容量,但蓄電池長期處于充電缺乏狀態會形成蓄電池無法恢復而失效。

              3、蓄電池實踐運用壽命與廠家提供的數據相差懸殊

              如今全國有400多大小消費廠家,魚龍混雜,運用2~9個月的電池必然存在。我們理解幾個UPS用戶,他們反響VRLA只用3個月~3年,沒有超越3年的。目前國內的消費廠家所用的資料、技術參數區別不大,短時間難以到達理想的程度。由此看來,蓄電池運用壽命缺乏3年的狀況是大量存在的。蓄電池的設計運用壽命指的是一種特定條件下的理論值,如請求環境溫度為20~25℃,每個月總放電量不超越額定容量;而蓄電池實踐壽命與運用條件親密相關,環境溫度、放電深度和斷電頻度等要素都對蓄電池實踐運用壽命都有著不同水平的影響,詳細剖析如下:

              (1)溫度。高溫運用環境是使蓄電池實踐壽命不能到達設計壽命的最主要緣由。電池溫度每升高10℃,恒定電壓下的充電電流承受量將增加一倍。電池壽命受過度充電總累積電量增加的影響而縮短,高溫時,浮充電流的增加,加快了過充電量的累積,同時也加快了板柵腐蝕速度和氣體的生成逸出,縮短了電池壽命。

              蓄電池運用溫度每增加10℃,在恒定的浮充電壓下,電池壽命會縮短50%。

              低溫運用環境同樣會對蓄電池產生有害影響。蓄電池負極活性物質為絨狀鉛粒,充放電過程中,鉛的溶解和結晶在電極反響過程中占重要位置,具有化學活性的PbSO4是一種直徑為10-5~10-3cm的斜方形晶粒,如在低溫狀態下放電,極易生成細微的晶粒(粒子大小在10-5cm直徑以下),這種粒子排列過于嚴密,孔隙少,構成細微致密的PbSO4層,減小了充電過程電極反響面積,在停電較為頻繁的地域,蓄電池會產生充電缺乏現象,長積的累計結果有可能招致負極板的硫酸鹽化。

              (2)放電深度。放電深度是在相同放電倍率狀況下,實踐放電容量與額定放電量的比率。放電深度越大,蓄電池運用壽命越短,下圖為20℃環境溫度下循環運用壽命與放電深度的關系。實踐運用環境更為復雜,因而蓄電池的估計運用壽命只是一個大致的預算。

              (3)充電電壓。蓄電池的運用壽命與其浮充電壓有很大關系,浮充電壓過高,會加速板柵腐蝕與電解液損失,縮短電池壽命;浮充電壓過低則容易形成電池充電缺乏,影響電池容量。

              蓄電池的浮充電壓必需隨溫度的變化而調整。浮充電壓應隨著溫度的升高而降低,假如浮充電壓堅持不變,則浮充電流將會增加,正極極化增大,板柵腐蝕速度隨之加快,從而招致電池壽命的縮短。反之,隨著溫度的降低,需求進步充電電壓,否則會受低溫影響而使電池充電承受才能降落,招致電池充電缺乏,同樣會縮短電池壽命。為減小溫度對蓄電池壽命的影響,倡議選用溫度順應性較廣的蓄電池。

              (4)過放電現象。過放電會使生成的PbSO4在充電時不能恢復為活性物質,從而招致電池容量降落。實踐運用過程中,由于蓄電池提供負載的放電電流原本就較小,反響生成物晶核生長速度慢、數量少,放電時生成粗大的PbSO4(直徑在10-3cm以上)晶粒,充電時很難在H2SO4溶液中溶解。即便放電電流較大,若放電至終止維護電壓時仍繼續放電,則會形成理士蓄電池過放電,招致PbSO4過量析出,再加上放電后不及時充電,一朝一夕,PbSO4粒子再生成新的匯合體,變成粗大的顆粒,使充電發作艱難,以至完整喪失活性,從而縮短了蓄電池壽命。

              (5)充放電過程中,個別電池端電壓不分歧的問題

              蓄電池組的每只電池的端電壓分歧性對整組電池性能有著直接影響,蓄電池組中各個電池的開路電壓最高值與最低值之差應≤60mV,浮充電壓最高值與最低值相差應≤600mV。當蓄電池處于浮充狀態下,若個別電池電壓小于13.2V,則電池內部存在短路的可能;當蓄電池深度放電之后,隔板內電解液游離Pb2+猛增,毀壞了硫酸鉛溶解與沉淀的均衡,使Pb2+在飽和H2SO4溶液中堆積為PbSO4的速率增加,招致在隔板內產生鉛絨或彌散型PbSO4沉淀,形成正負極板微短路(又稱為枝晶短路);而蓄電池極板伸延形成的短路也有可能呈現,但普通經過改善合金配方和構造設計能夠有效防止這一狀況。若個別電池電壓大于14.5V,電池內部則存在單格失效的可能,其構成的主要緣由為極群或串聯銜接存在虛焊、負極板極耳產生泥狀或長期過放電形成硫酸鹽化。

              因而,必需增強對蓄電池的日常維護,一旦發現蓄電池電壓異常,必需立刻采取有效的防備措施,如平衡充電或改換電池。

              (6)理士蓄電池漏液的問題。蓄電池發作漏液事故,除了運輸、搬運形成的機械損傷外,主要是由于制造缺陷惹起的,如電解液注入量過多、密封不嚴、密封資料不合格或老化等。有些廠家在制造蓄電池過程中,在極柱四周涂抹了硅油,用來加強電池外殼的密封性能,在運用中極柱四周可能會有非酸性液體滲出,這屬正?,F象,不是漏液,應留意辨別

              三、接入網蓄電池選配準繩

              不同電源設備對其配套的蓄電池請求不盡相同,通訊設備所采用的蓄電池也有其特殊的請求,如設計壽命長、良好的深放電恢復性能、備電時間長、牢靠性高、電池均一性好、浮充電壓與設備相匹配、低倍率放電性能劣等。而目前12V系列蓄電池通常是為UPS用處而設計的,較順應于高倍率短時間放電,下表為通訊用處理士電池與UPS用處蓄電池的比照。

              通信用固定型蓄電池與UPS用蓄電池比較表

              項     目
              通信用途電池
              UPS用途(普通型)電池
              1、依據標準
              符合YD/T799-1996標準
              JISC 8702-1995
              2、設計取向
              針對8h以上長時間、小電流、深放電 的應用條件優化設計,強調深度放電恢復能力和電池可靠性
              UPS標準配置備用時間約15分鐘左右,放電深度一般在20-30%之間,強調大電流放電性能
              3、制造成本
              較高
              較低
              4、設計壽命
              10年以上
              3-5年
              5、鉛膏
              長壽命鉛膏配方,循環壽命長,60%放電深度可達900次以上
              大功率鉛膏配方,提高鉛膏孔率,提高電池大電流放電能力,但不適于小電流深放電情況,循環壽命短
              6、電池密封      方式
              一般采用高可靠性設計,一般采用2 層以上極柱密封,以確保在長時間使用中不會出現酸液滲漏。部分產品采用三層復合密封方式
              設計可靠性較通信用途蓄電池低,一般利用在電池蓋上預埋鉛嵌件與極柱之間手工燒焊進行密封
              7、外殼材料
              阻燃ABS材料,安全性高
              PP材料,強度一般,或普通ABS
              8、蓄電池
                    正極板
              較厚,一般在3.5mm以上
              較薄,2.5-3.0mm之間
              9、板柵合金
              高耐蝕、抗伸延合金,低鈣高錫配方,耐蝕、抗張能力較普通配方高1倍
              普通鉛鈣合金配方,錫含量一般0.3-0.5%,成本較低
              10、電解液            密度
              較低,一般小于1.30g/mm3
              較高,一般大于1.30g/mm3
              11、過放電         恢復能力
              由于采用了高錫含量的板柵合金,提高了板柵/活物質界面的導電性,電池一般具有良好的過放電恢復能力
              由于成本等原因及應用領域一般不會出現過放電的情況,一般情況下對過放電的恢復能力不重視
              12、隔板
              采用多層粗細纖維交織搭配型隔板,隔板的裝配厚度一般大于1.2mm
              為提高電池的大電流放電能力,采用高孔率大孔徑隔板,裝配厚度一般為0.8mm,在小電流深放電情況下,容易出現枝晶短路,導致電池壽命終止
              13、容量
              以10小時率容量標稱
              一般以20小時率容量標稱
              14、物質
                      用量
              活物質利用率較低,重量相對高
              活物質利用率高,重量相對輕
              15、浮動充電         電壓
              平均2.23V/單格(25℃)
              平均2.275V/單格(25℃)

              1、總的來說,現有UPS用處的12V系列蓄電池并不完整合適通訊電源的配套請求,隨著用戶對接入網設備配套蓄電池性能請求的進步,12V類型蓄電池必然會細分UPS級別和電信級別;

              2、滿足通訊電源配套請求的12V系列電信級蓄電池,應用需求將越來越普遍;

              3、電信級12V蓄電池的技術性能應到達YD/T799-1996規范;

              4、接入網配套蓄電池應嚴加選型,倡議著重思索以下要素:

              (1)10小時率容量:第一次到達100%C10,便于實踐工程驗收;

              (2)蓄電池設計運用壽命:選用設計壽命10年以上(20~25℃)的型號,停止高溫加速壽命實驗,實驗環境溫度60℃條件下,充電電壓按廠家提供的25℃充電電壓值,每30天停止一次容量測試(10小時率容量),90天后實測放電容量應到達額定容量的90%以上;

              (3)良好深放電恢復性能:以I10放電接近0V,短接電池兩極24小時,再重新充電,反復5次短接測試,蓄電池每次放電至1.80V/單格時放出的容量均應不小于0.9C10;

              (4)接入網內置蓄電池特殊請求:蓄電池應具備對主設備的平安防護設計,如防酸霧構造等。

              固然蓄電池屬于易耗品,但它是通訊直流電源系統極端關鍵的配套設備。在空調環境、供電正常地域,現有UPS級別12V系列蓄電池的運用壽命普通在3年左右;而在沒空調的自然環境下,供電缺乏和停電頻繁地域,蓄電池運用壽命可能會縮短到1年,以至更短。

              隨著接入網配套蓄電池需求的增長,一方面請求蓄電池廠商開發合適接入網設備需求的12V系列電信級蓄電池產品,另一方面請求用戶增強對蓄電池的運用維護,如采取定期檢測、依據環境溫度調整充電電壓、在蓄電池壽命終止前及時改換等措施。

              隨著上述兩方面要素落實,目前接入網蓄電池呈現的問題是完整可以克制和處理的。

              目前,曾經有局部理士蓄電池消費廠家看到了接入網配套蓄電池的宏大潛在市場,并已著手開發研制合適接入網請求的12V系列電信級蓄電池產品,我們等待這類電池早日推出,配備接入網設備,進步網絡效勞質量。

              常見毛病處置

              電池常見故障和處理方法見下表:

              序號
              故    障
              原       因
              處理方法
              1
              漏液或破損
              電池外殼變形,溫度過高,浮充電壓過高,電池極柱密封不嚴
              與供貨商聯系更換處理
              2
              浮充電壓不均勻
              電池內阻不均勻
              均衡充電12-24h
              3
              單體浮充電壓偏低
              電池的內阻不均勻等
              均衡充電12-24h
              4
              容量不足
              失水嚴重,內部干涸
              均衡充電12-24h,均充后不行應更換或補加液處理
              5
              電池極柱或外殼溫度過高
              螺絲松動,浮充電壓過高等
              檢查螺絲或檢查充電機和充電方法
              6
              電池的浮充電壓或高或低
              螺絲松動
              擰緊螺絲
              7
              電池組接地
              電池蓋灰塵或電池漏液殘留物導電
              清潔電池蓋灰塵,更換漏液電池,加上絕緣墊片

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