通信用阀控密封铅酸蓄电池的使用与维护探究.pdf

28DIGITCW2023.08DIGITCW技术 研究Technology Study1 蓄电池在通信行业的应用随着互联网尤其是移动互联网的日益普及，以及各种移动互联生活场景的产生和发展，国民经济各行业及人们的日常生活已经无法离开通信网络。如何确保通信系统不间断地可靠运行，已成为通信企业的重点课题，而保障通信设备电源的不间断供电就是这其中重要的一环。根据不同的市电及环境情况，蓄电池在通信局站的作用可分为后备应用、后备+循环应用和纯循环应用。后备应用是指通信枢纽楼、交换机房、IDC机房等使用的蓄电池，这类蓄电池长期处于浮充后备状态，只有在外部电源中断或直流充电系统发生故障时，蓄电池组才向负荷设备供电。后备+循环应用是指在移动通信基站、一些接入网站点及室外一体化基站，尤其是乡村或偏远地区市电状况相对差一些的站点，蓄电池大多数时间处于浮充后备状态，少部分时间处于循环应用状态，电池需要相对较深放电及循环使用。对于有季节性长时间停电的通信基站或根本就没有市电的太阳能供电站点，蓄电池长期处于充放电循环应用状态，要求蓄电池具有良好的深度放电性能及良好的充电接受性能。2 阀控密封铅酸蓄电池的工作原理与特点早期，通信系统局站使用的蓄电池大部分是普通铅酸蓄电池，需要经常加酸、加水和测比重等，维护工作量大。阀控密封铅酸蓄电池就是为了解决普通铅酸电池水分子的损失问题，通过化学反应使氧离子与氢离子再次化合形成水，避免水分的流失。阀控密封铅酸蓄电池负极板涂抹了海绵状铅，它在湿润状态下性质活跃，能与氧气快速反应生成水，从而抑制了氢气的产生并补充了水分。其充电过程前期与普通铅酸电池没有区别，后期或出现过充电时充电电流仍会分解水分子，但分解产生的氧离子会与电解液中的硫酸及负极海绵状铅发生反应。这一化学反应使负极板处于部分放电状态，使氧离子与负极板产生的氢离子化合反应生成水，并使负极板在后来的充通信用阀控密封铅酸蓄电池的使用与维护探究汤连军(新华通讯社，北京 100803)摘要：文章对通信行业中蓄电池的作用及应用情况进行了阐述，并对阀控密封铅酸蓄电池的工作原理和影响其使用寿命的因素进行了探讨，对蓄电池在维护中应注意的问题和维护方法进行了介绍，以提高蓄电池在实际使用中的寿命。关键词：阀控密封铅酸蓄电池；通信后备电源；使用寿命；维护doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.08.009中图分类号：TM 912.1 文献标志码：B 文章编码：1672-7274（2023）08-0028-04Exploration on the Use and Maintenance of Valve Controlled Sealed Lead-Acid Batteries for CommunicationTANG Lianjun(Xinhua News Agency,Beijing 100803,China)Abstract:This article elaborates on the role and application of batteries in the communication industry,and explores the working principle of valve regulated sealed lead-acid batteries and the factors that affect their service life.It also introduces the issues and maintenance methods that should be paid attention to in battery maintenance,in order to improve the service life of batteries in practical use.Key words:valve regulated sealed lead-acid battery;communication backup power supply;service life;maintain作者简介：汤连军（1971-），男，汉族，辽宁朝阳人，副高级工程师，本科，研究方向为通信电源应用与维护、数据中心供电技术、数据中心基础设施节能等。29数字通信世界2023.08DCWTechnology Study技术研究电过程中又转化为海绵状铅1。阀控密封铅酸蓄电池有以下特点：维护工作中不需要补加水。进行大电流放电的性能优良，尤其是冲击放电性能极佳。自放电率小、容量损耗小，在25环境温度下每月自放电率在2%以下，只有普通铅酸电池的1/5至1/4。密封性好，不漏液、无酸雾，不腐蚀设备，不伤人，对电子设备无腐蚀，因此对通信设备的运行条件改善大有好处。使用寿命长，在25环境下浮充电状态使用，其使用寿命可达1015年。结构紧凑、密封性好，不存在漏液等问题，可与设备同室安装，可立式或卧式安装，占地面积小，抗震性能好。没有镉镍电池的记忆效应，放电不完整经活化容量可恢复。3 影响阀控密封铅酸蓄电池使用寿命的因素很多人将阀控密封铅酸蓄电池称为“免维护电池”，那是对它的误解。它只是不用进行补水、补酸等繁杂维护而已。实际上，要想延长阀控密封铅酸蓄电池的使用寿命，必须对其进行正确的使用和维护。3.1 充电电流的倍数蓄电池当大电流充电时，电解液分解产生的气体将超过负极板吸收的气体，壳体内压力升高使气体从安全阀排出，造成电解液流失，从而使蓄电池的使用寿命降低。一般来说，水分流失10%以上电池的容量就会降低10%以上。3.2 浮充电的电压电压设置太高，电池经常处于过充电状态，极板、隔板等发生氧化反应，使板栅腐蚀老化，并使海绵状铅松动，对气体的吸收效率进一步降低，产气加速进而造成水分流失引起容量降低。电压设置过低，电池充电不足使极板硫化、内阻增大而缩短电池寿命。浮充电流太大时电池将出现热累积，使温度升高，可导致浮充电流进一步加大，进入电池温升和电流加大的恶性循环，出现热失控现象。3.3 放电的深度阀控密封铅酸蓄电池是贫液蓄电池，随着放电时间的增长，蓄电池的内阻增长较快，端电压下降得较大。当达到蓄电池生产厂家规定的放电终止电压时，应立即终止放电过程并按要求进行充电，否则将会导致蓄电池过放电。如果蓄电池反复过放电，即使进行活化其容量也无法恢复，导致其使用寿命缩短。3.4 放电电流的倍率阀控密封铅酸蓄电池的充放电要按规定要求进行，若放电的电流太小、放电太慢，极板深层的有效物质将参加反应；充电时的电流大，只是极板表面物质发生反应被还原，深层物质无法还原，使极板被硫化造成内阻增大，也将缩短电池寿命。此外，影响电池寿命的因素还有充电设备、温度、密封性等。4 阀控密封铅酸蓄电池的使用与维护为保证通信设备后备电源可靠运行，提高蓄电池组使用寿命，对通信用阀控密封铅酸蓄电池的使用和维护必须按照以下要求进行。4.1 放电方法和要求应尽可能避免出现放电电压超过终止电压的情况，即不能使蓄电池出现过放电。当采用小电流放电时终止电压需按较高点设置，以免放电时间过长导致极板硫化，以保护电池。当采用大电流放电时，电池终止电压的设定相对较低。可按表1中的放电终止电压进行不同电流的放电。表1 终止电压与放电电流的关系 放电电流（A）单个电池放电终止电压（V）小于0.1C或间歇放电 1.90 0.1C 1.80 0.16C 1.75 0.23C 1.70 0.6C 1.60 0.6C到3C 1.50 3C以上 1.30注：表1中的C值为10小时率时电池的额定容量。例如，电池型号为UXL2202(220Ah/10Hr)，则它的放电电流=0.120020(A)。4.2 充电的方法和操作要求硫酸铅是铅酸电池放电时的产物，它的电阻很大、导电性不强，如果不尽快将其转化掉，电池将处于充电不足状态，使电池的放电容量下降，电池使用寿命也随之缩短。因此，电池组必须处于充足电的状态。阀控密封铅酸蓄电池应采用“恒压充电制”，在不同的使用状态下又可分为浮充电和均充电两种方式。（1）浮充电。通信设备的蓄电池组都直接接在充电模块上，与用电设备处于并联状态，属于在线式电池组，以作为通信设备的后备直流电源的方式进行工作。在这种情况下，蓄电池组都采用浮充的方式进行充电，使单个蓄电池电压长期维持在2.24 V左右。处于30DIGITCW2023.08DIGITCW技术 研究Technology Study浮充电状态的电池组，在日常运行、维护中要定期测量并记录它的浮充电压的变化情况，防止充电电压太高或者太低的情况出现。同时要对单个电池的电压进行测量，如果发现有电压偏低的情况，说明电池充电不足，容量不够，应注意跟踪并尽快进行处理。（2）均充电。电池组连续浮充使用三个月以上，或在浮充状态下发现有落后电池即单个电池的电压小于2.2 V，应对电池组进行一次均充充电。均充时应将单个电池的电压控制在2.312.36 V之间，充电的时间控制在68小时。每次均充时间不应过长，均充完成后要立即将充电模式调回浮充电模式，并测量落后电池的电压有无升高。如果落后电池的电压仍未达到2.232.24 V，应于第三周再对该电池组进行一次均充电。通常，经过3到6个月充电活化，整个电池组内每个电池的浮充电压会趋于均衡。（3）温度系数。铅酸蓄电池可以适应很宽的工作温度，从15到45范围内都可以运行。当然阀控密封铅酸电池最佳的运行温度是25左右。如果设备安装地点的温度变化较大，那么必须按照一定的系数对蓄电池的充电电压进行调整，一般是按照3 mV/进行。具体可按表2列出的浮充电压值进行设定。表2 不同温度下的浮充电压值 环境温度（）单个电池浮充电压（V）30 2.22 25 2.24 20 2.26 15 2.27 10 2.29 5 2.31 0 2.334.3 维护方法4.3.1 每半年要对蓄电池组进行一次核对性的充放电测试通过对蓄电池的核对性放电测试，可以评估蓄电池的电量、电压以及内阻等重要参数，从而判断蓄电池的使用寿命和碳化程度。对于已经损坏或者损伤的蓄电池，可以使用蓄电池活化技术进行修复。4.3.1.1 测试性放电操作通过放电检查蓄电池的实际放电容量是否正常。测试性放电采用10小时率放电，有条件的可以连接测试性假负载进行放电操作，以便准确测量电池的放电容量。从现场操作方便的角度考虑，在实际中多是直接用日常用电负荷进行放电，操作时将直流充电装置停电，用蓄电池组给设备供电。考虑到设备运行的安全，在这种情况下，放电容量一般应控制在额定容量的30%50%。如果现场条件允许、设备可靠性较高，可将蓄电池放电到更深的状态，以便检查蓄电池是否存在问题。放电时每小时要逐个测量电池的电压，计算蓄电池容量，并按照表3中列出的单个电池的电压值，判断每个电池是否存在问题。表3 不同容量时的电池标准电压（10小时率）电池放出容量（%）支持时间（小时）单个电池电压（V）10 1 2.05 20 2 2.04 30 3 2.03 40 4 2.01 50 5 1.99 60 6 1.97 70 7 1.95 80 8 1.93 90 9 1.88 100 10 1.80电池放出容量=放电电流值放电时间/电池额定容量100%。在一定的电池放出容量下，其单个电池的电压值应等于或大于对应电压值说明蓄电池的容量正常，低于对应电压则说明电池容量不足。4.3.1.2 活化充电操作进行测试性放电后应尽快对蓄电池进行充电，放电后的放置时间不能太长。充电开始时按不大于0.2C（A）控制电流，如100 Ah电池充电电流应不大于20 A。充电电流变小后再逐步将充电电压提高到均充电压，均充状态维持6 h后再将电压调回浮充电压。通过测试性充放电测得出电池放电容量和电压值判断每只电池的工况，发现有不合格的电池应及时进行更换，避免因一只电池的损坏拖累整组电池，造成整组电池的损坏。更换的新电池必须具备与其应用场景相匹配的充放电性能。4.3.2 蓄电池的内阻蓄电池的内阻是评估蓄电池健康状况的重要指标之一，也是衡量蓄电池自放电程度的主要因素。内阻过高会导致蓄电池输出电压降低，从而影响通信设备的正常工作。如果内阻大到蓄电池电力无法正常释放出来，此电池也就报废了。一般情况下，蓄电池的内阻会随着使用时间的增加而增大。为此，需要定期进行蓄电池内阻检测和维护，以确保蓄电池组的正常工作和延长蓄电池寿命。（下转第33页）33数字通信世界2023.08DCWTechnology Study技术研究所示。表5 国企信息化系统功各个功能点测试结果测试功能测试数符合数基本符合不符合数新建发布信息 57 40 7 10财务信息录入 13 10 3 0公文登记管理 22 19 2 1公文归档查询 22 18 4 0绩效考核结果浏览 16 14 2 02.4 系统性能测试及结果分析在国企信息化系统性能测试中，首先针对国企信息管理功能进行了测试。测试中所选功能可分为三个类别，分别是操作难度一般、操作难度复杂、操作难度简单，通过对这些功能测试结果进行分析，能够对该系统的操作友好性、系统响应时间、系统处理速度等性能给出评价。本系统的相关性能测试结果如表6所示。表6 系统功能模块性能测试系统操作项目系统的操作难度系统的处理速度系统处理时间系统的说明新建信息测试 操作难度一般 执行速度快 2秒 正确公文登记测试 操作难度复杂 执行速度快 5秒 正确财务查询测试 操作难度一般 执行速度较快 2秒 正确绩效信息查询测试 操作执行简单 执行速度快 1秒 比较正确为了验证系统的可靠性和稳定性，在多个操作系统平台进行测试，具体的测试结果如表7所示。系统测试人员在登录系统操作平台之后，每一个操作系统平台都测试一些系统的功能，比如在华为Mate50上测试投诉信息添加功能，系统运行得比较稳定，同时公文管理功能执行成功，执行结果准确可靠。用户在华为P40上登录系统之后，按照操作导航实现一键呼叫，系统也可以稳定运行，同时添加用户成功。针对每一个功能进行测试，测试结果都符合需求。表7 系统可靠性测试操作系统平台 系统操作模块系统运行是否稳定 系统是否可靠 华为Mate50公文信息添加功能操作 系统稳定运行执行结果准确可靠 荣耀60绩效考核信息查询操作 系统稳定运行执行结果准确可靠 华为P40通知信息添加操作 系统稳定运行执行结果准确可靠 红米Note12用户信息添加操作 系统稳定运行执行结果准确可靠 OPPO Reno财务数据查询操作 系统稳定运行执行结果准确可靠 魅族X12公文信息查询操作 系统稳定运行执行结果准确可靠3 结束语微服务架构作为当前主流的跨平台软件开发和设计架构，其可以为软件提供一个微服务桌面，该桌面利用先进的虚拟化和云端化技术，完成物理存储、CPU分配、内存分配等功能，从而可以对既有移动通信App软件完成自动分配，提高国企信息化系统的可移植性，从而可以在PC端、平板电脑端、智能手机端运行，大幅度提高系统移动化水平和运行效率。参考文献1 崔海涛，章程，丁翔，等面向微服务架构的开发组织适应性评估框架J软件学报，2021(5):1256-1283.2 喻会基于微服务架构的信息系统开发技术研究J信息记录材料，2022(2):86-88.3 曹斌，王奕微服务架构下HIS系统设计与实践J微型电脑应用，2021(3):100-102.4 张贺，王忠杰，陈连平，等面向持续软件工程的微服务架构技术专题前言J软件学报，2021(5):1229-1230.5 结束语阀控密封铅酸蓄电池是通信网络中重要的组成部分之一，对其进行维护和保养能够使蓄电池保持良好的工作性能，延长其使用寿命，为通信网络的正常运行提供坚实的保障。在平时的工作中，需要加强蓄电池的维护和保养，做到定期检测和保养，及时处理蓄电池出现的问题，确保其充分发挥作用，保障通信网络的稳定运行。参考文献1 宋清山阀控铅酸电池在微波通信站的应用及故障原因分析J蓄电池，2000(4):7-9.（上接第30页）