張國麗

(山西廣播電視局無線管理中心太原微波站，山西 太原 030001)

蓄電池在通信電源中主要用于直流供電系統(tǒng)與交流不間斷供電系統(tǒng)(UPS)，是其不可缺少的重要組成部分。固定型閥控式密封鉛酸蓄電池因其少維護(hù)，體積小等特點(diǎn)，在直流供電系統(tǒng)和UPS 中廣泛應(yīng)用。我站有一套－48 V 的直流供電系統(tǒng)和一臺交流不間斷供電系統(tǒng)(UPS)。－48 V 直流供電系統(tǒng)有一主一備兩組蓄電池，采用24 節(jié)萬里GFM-500Ⅱ型蓄電池和24 節(jié)理士DJ500(2 V 500 AH)型蓄電池;UPS采用20 節(jié)松下LC-X1238CH 型蓄電池。這三組蓄電池組，都是固定型閥控式密封鉛酸蓄電池。作為維護(hù)蓄電池的專職人員了解和學(xué)習(xí)蓄電池的原理、結(jié)構(gòu)和維護(hù)注意事項很有必要。下面就我個人的理解介紹如下:

蓄電池在供電系統(tǒng)中的作用主要是作為儲能設(shè)備，當(dāng)外部交流供電突然中斷時，通信設(shè)備的正常工作將會受到威脅，作為系統(tǒng)供電的后備保護(hù)，在我站的－48 V 直流供電系統(tǒng)中，兩組蓄電池組可提供大約40 小時的不停電供電電源，在交流不間斷供電系統(tǒng)(UPS)中，蓄電池可提供5 小時的不間斷供電電源，以維持正常的通信。

1 固定型閥控式密封鉛酸蓄電池介紹

1.1 特點(diǎn)

我們現(xiàn)在使用的固定型閥控式密封鉛酸蓄電池是第四代電池，有以下特點(diǎn):

1)采用矮型設(shè)計或臥放形式安裝，不會形成電解液分層;板柵采用無銻合金，嚴(yán)格控制雜質(zhì)的含量，使自放電極低，這使得電池可以不進(jìn)行均衡充電。

2)電池內(nèi)無游離電解液，立放、臥放均可，不會有酸溢出。

3)適用浮充工作制，浮充電壓即可充足電，使得電系統(tǒng)電壓較穩(wěn)定。

4)滿荷電出廠，到用戶處可直接投入使用。

5)可以采用立式、臥式、單層、多層等各種組合安裝形式，設(shè)計靈活，且外形可以與其余電池設(shè)備媲美。

6)安全閥系統(tǒng)的排氣保壓與防爆裝置，保證了電池的安全與密封。

蓄電池作為系統(tǒng)供電的最后一道保證，亦是維持正常通信的最后一道屏障。工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:

1.2 工作原理

固定型閥控式密封鉛酸蓄電池是一種化學(xué)電源，是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔離物和容器組成的。其中正負(fù)兩極的活性物質(zhì)和電解質(zhì)起電化反應(yīng)，對電池產(chǎn)生電流起著主導(dǎo)作用。在電池內(nèi)部，正極和負(fù)極通過電解質(zhì)構(gòu)成電池的內(nèi)電路，在電池外部接通兩極的導(dǎo)線和負(fù)荷構(gòu)成電池的外電路。

1.2.1 放電過程的化學(xué)反應(yīng)

當(dāng)外電路接上負(fù)載后，鉛蓄電池在正、負(fù)極板間電位差的作用下，電流從正極流出，經(jīng)負(fù)載流向負(fù)極，也就是說，負(fù)極上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極，同時在蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。電池向外電路輸送電流的過程，叫做電池的放電。

放電時化學(xué)反應(yīng)為:

從放電反應(yīng)式看出，隨著蓄電池放電，硫酸逐漸消耗，電解液的比重逐漸下降。電池放電以后，用外來直流電源以適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ?，可以使已形成的新化合物還原成為原來的活性物質(zhì);而電池又能放電，這種用反向電流使活性物質(zhì)還原的過程叫做充電。

1.2.2 充電過程的化學(xué)反應(yīng)

充電時，應(yīng)在蓄電池上外接充電電源(整流模塊)，使正、負(fù)極板在放電時消耗了的活性物質(zhì)還原，并把外加的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來。

在充電電源的作用下，外電路的電流自蓄電池的正極板流入，經(jīng)電解液和負(fù)極板流出。于是，電源從正極板中不斷取得電子輸送給負(fù)極板，促使正、負(fù)極板上的硫酸鉛不斷進(jìn)入電解液而被游離，因此在電池內(nèi)部產(chǎn)生如下的化學(xué)反應(yīng)。

充電時的化學(xué)反應(yīng)為:

從充電反應(yīng)式看出，當(dāng)蓄電池充電后，兩極上原來被消耗的活性物質(zhì)復(fù)原了，同時電解液中的硫酸成分增加，水分減少，電解液的比重升高。

1.3 常用性能術(shù)語及計算方法

1)端電壓:電路閉合時，電池兩極的電位差叫做電池的電壓，或叫端電壓。蓄電池的端電壓在充電和放電過程中，由于電流通過的方向不同，蓄電池內(nèi)阻(r)上降壓的方向也不同，因此端電壓也不同。

2)安時容量:是指蓄電池的蓄電能力，通常以充足電后的蓄電池放電到規(guī)定終了電壓時所能供應(yīng)的電量叫做電池的容量，蓄電池都采用一定電流連續(xù)放電，電池容量C(安時)按下式計算:

式中，I 放為放電電流(A)，t 放為放電時間(h)。

3)最大放電電流:在電池外觀無明顯變形，導(dǎo)電部件不熔斷條件下，電池所能容忍的最大放電電流。

4)核對性放電:在通信電源維護(hù)制度中，規(guī)定了由蓄電池組向?qū)嶋H通信設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)供電，以考查蓄電池是否滿足忙時最大平均負(fù)荷的需要，這種放電稱為核對性放電。每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷做一次核對性放電試驗，放出額定容量的30%～40%。

5)蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放循環(huán)。蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所能進(jìn)行的充放循環(huán)次數(shù)，叫做蓄電池的使用壽命。這是蓄電池的主要性能指標(biāo)之一。

2 固定型閥控式密封鉛酸蓄電池的維護(hù)

固定型閥控式密封鉛酸蓄電池的維護(hù)，就是對蓄電池日常運(yùn)行狀況進(jìn)行深入細(xì)致的觀察、檢查、測試和維護(hù)，積累資料，總結(jié)經(jīng)驗，不斷提高維護(hù)水平，保持蓄電池應(yīng)有的性能質(zhì)量。

蓄電池的維護(hù)由專職的值班人員定時地進(jìn)行清潔、檢查、測量、并處理臨時故障。

2.1 酸蓄電池每月需要檢查的項目

1)全面清潔。每月至少一次對蓄電池組的內(nèi)蓋、外蓋、電池容器、電池架的清潔，保證電池接觸良好。

2)測各電池組的端電壓和環(huán)境溫度。(并在每組電池中作標(biāo)識電池)用萬用表測量每只電池的端電壓，浮充電壓:2.23 V/單格25 ℃，各電池端電壓的最大差值不大于0.03 V。單體開路電壓應(yīng)不低于2.08 V，每個電池的電壓值之差不應(yīng)大于20 mV。用電池溫度測量儀對準(zhǔn)每只電池按下按鈕，在儀表屏幕會顯示出電池溫度數(shù)據(jù)，讀出并作記錄。

3)檢查電池外殼有無鼓脹、破裂、顏色異常、滲漏和變形的情況，如發(fā)現(xiàn)電池有上述現(xiàn)象，立即通知廠家進(jìn)行處理，必要時更換電池。

4)檢查極柱、安全閥周圍是否有酸霧液逸出，如有此現(xiàn)象先清潔干凈，然后涂上凡士林，避免再次氧化。

5)檢查電池連接條有無松動、腐蝕現(xiàn)象。若有連接條被腐蝕，應(yīng)立即清除酸咸，確定清潔干凈后，再涂上凡士林，避免再次氧化。

2.2 蓄電池的年檢查項目

1)檢查電池引線及端子的接觸情況，如有松動應(yīng)緊固。

2)測量電池饋電母線、電纜及軟連接頭壓降。直流供電回路中每個接頭(指直流配電屏以外的)壓降指標(biāo):1 000 A 以下，每百安培≤5 mV，1 000 A 以上，每百安培≤3 mV，電池間連接電壓降≤0.01 V。

3)校正儀表:對測量蓄電池用的電壓表、溫度計等應(yīng)做定期檢驗，以免由于儀表本身不準(zhǔn)確，致使蓄電池維護(hù)工作不當(dāng)，甚至使蓄電池?fù)p壞。

4)核對性放電試驗，每年一次，放出額定容量的30%～40%。

5)容量試驗(三年一次)每三年應(yīng)做一次容量試驗，放出額定容量的80%，使用六年后宜每年一次。

3 固定型閥控式密封鉛酸蓄電池的故障及處理

3.1 極板硫化

鉛蓄電池放電時，正負(fù)極板上都生成硫酸鉛。在正常情況下，這種硫酸鉛的結(jié)晶松軟細(xì)小，均勻地分布在多孔的活性物質(zhì)上，在充電時，很容易和電解液接觸起作用恢復(fù)為原來的二氧化鉛和絨狀鉛。如果維護(hù)不好，極板上的細(xì)結(jié)晶硫酸鉛，就會逐漸形成為一種白色、體積較大而又導(dǎo)電不良的粗結(jié)晶硫酸鉛，甚至可能結(jié)成面積較大、幾乎不溶于電解液的較為堅實(shí)的硫酸鉛結(jié)晶層，附在極板表面而造成極板硬化。因而堵塞極板活性物質(zhì)微孔，妨礙電解液滲透，使蓄電池的內(nèi)阻增大，在以后的一般充電過程中，很難使其完全恢復(fù)原狀，這樣就使極板的活性物質(zhì)減少，容量降低，嚴(yán)重時使極板失去可逆作用而損壞。這就是所謂的極板硫化。

3.1.1 極板硫化的特征

1)在放電時，端電壓下降較快。

2)在充電時，端電壓在初期和末期過高。達(dá)2.8 V～3.0 V。

3)蓄電池的容量降低。

3.1.2 極板硫化的原因

1)經(jīng)常使蓄電池過量放電或用小電流過量深放電(即放出的電量超過額定的容量)。

2)蓄電池缺少應(yīng)有的定期過充電或經(jīng)常充電不足。

3.1.3 極板硫化的處理

過充電法:當(dāng)極板硫化程度輕微時，適當(dāng)過充電便可還原。仍無法還原即時更換電池。

［1］李崇建.通信電源技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及測量［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002.

［2］劉寶慶.現(xiàn)代通信電源技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：人民郵電出版，2012.