OTP蓄電池6FM-200眉山總代理
OTP蓄電池在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用解決方案
通訊直流電源是根蒂根基電信裝備，為通訊主裝備提供供電保障。蓄電池組是通訊直流電源系統(tǒng)中的重要組成部門，相當(dāng)于備用電源，是通訊直流電源系統(tǒng)的最后一道防線。
在電信營業(yè)的早期成長進(jìn)程中，運(yùn)營商對蓄電池關(guān)注較少，在交流停電時(shí)蓄電池能供電就能夠了。近年來，電信運(yùn)營領(lǐng)域的競爭加重、愈演愈烈，運(yùn)營商對蓄電池的使用壽命、維護(hù)工作量、TCO很是關(guān)注，要求越來越高。
隨著通訊網(wǎng)絡(luò)的成長與技術(shù)前進(jìn)，為了節(jié)省建設(shè)成本、加速建設(shè)周期，在城鄉(xiāng)連系部、小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地域，運(yùn)營商往往不建設(shè)機(jī)房或移動方艙，而是采用室外柜方案安置通訊主裝備及直流電源系統(tǒng)。近年來，全球主流運(yùn)營商的新建基站中，室外基站的比例逐年提高。對于低緯度及沙漠化的國家或地域(如南亞、非洲等)，高溫對室外基站的影響很年夜。室外基站一般處于偏遠(yuǎn)地域，電力保障較差，尤其在成長中國家。室外基站經(jīng)常面臨高溫、電網(wǎng)頻仍停電的惡劣工作情況。通訊直流電源系統(tǒng)的室外運(yùn)用漸趨主流，蓄電池經(jīng)常處于高溫、電網(wǎng)頻仍停電的惡劣運(yùn)用情況。
南都蓄電池在惡劣運(yùn)用情況下面臨的問題
隨著室外基站運(yùn)用增多，惡劣運(yùn)用情況下蓄電池故障逐漸凸顯出來，如巴基斯坦、印度等南亞地域，既給運(yùn)營商造成了經(jīng)濟(jì)損失又損害了運(yùn)營商的客戶滿意度。針對在惡劣運(yùn)用情況下蓄電池年夜量損壞，中興通訊進(jìn)行了普遍調(diào)研，深進(jìn)領(lǐng)會蓄電池的運(yùn)用場景，查詢拜訪分析蓄電池故障緣由。問題的關(guān)頭不在蓄電池自己，問題出在室外蓄電池柜沒有斟酌對蓄電池進(jìn)行高溫防護(hù)。要想基本解決問題，必需提供蓄電池在室外惡劣情況下運(yùn)用的綜合解決方案。
閥控鉛酸蓄電池使用壽命的措施
隨著高頻開關(guān)電源的普及，閥控鉛酸蓄電池已在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。由于其全密封、無須加水維護(hù)，以前曾經(jīng)被稱為“免維護(hù)”蓄電池。由于“免維護(hù)”這一詞的誤導(dǎo)，使得用戶放松了對閥控鉛酸蓄電池的日常維護(hù)和治理，造成了蓄電池的早期容量降低和損壞，由于蓄電池容量不足或者失效造成的變電所和發(fā)電廠的事故已屢見不鮮。因此，正確使用和維護(hù)閥控鉛酸蓄電池，進(jìn)步其使用壽命，具有十分重要的意義。
2、影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素
閥控鉛酸蓄電池的正常使用壽命在１０年以上，理論上可到２０年，但在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)容量不足或者早期失效的現(xiàn)象。影響閥控鉛酸OTP蓄電池使用壽命的因素很多，主要有：
2.1環(huán)境溫度的影響
蓄電池在２５℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命[1]。溫度升高時(shí)，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時(shí)將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短，長期運(yùn)行溫度若升高１０℃，使用壽命約降低一半。閥控鉛酸蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，25℃時(shí)蓄電池的容量為100；在25℃以上時(shí)，每升高10℃蓄電池的容量會減少一半。
因此必須認(rèn)真做到根據(jù)實(shí)際溫度的變化公道地調(diào)整蓄電池的放電電流，同時(shí)要控制好蓄電池室的溫度使其保持在22℃～25℃以內(nèi)。
2.2過度充電的影響
長期過充電狀態(tài)下，正極因析氧反應(yīng)，水被消耗，ｈ＋增加，從而導(dǎo)致正極四周酸度增加，板柵腐蝕加速，使板柵變薄加速電池的腐蝕，使電池容量降低；同時(shí)因水損耗加劇，將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn)，從而影響蓄電池壽命。
2.3過度放電的影響
蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后，南都蓄電池長時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時(shí)，會導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種盡緣體，它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，因此在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內(nèi)阻越大，電池的充、放電性能就越差，蓄電池的使用壽命就越短。
2.4小電放逐電條件的影響
在小電放逐電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠(yuǎn)比大電放逐電條件下的尺寸大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小，而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不輕易被還原。如硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。因此對蓄電池在實(shí)際放電電流下運(yùn)行的容量應(yīng)有一個(gè)正確的計(jì)算。
2.5不均衡性充放電的影響
有關(guān)的研究結(jié)果表明：板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布有所不同，因而會導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性[2]，這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異，且會隨著充、放電的循環(huán)往復(fù)，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”。目前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)要求，在一組電池中最大浮充電壓的差異應(yīng)≤50mv，而發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)是≤20mv，所以應(yīng)重視并減小浮充狀態(tài)下蓄電池運(yùn)行電壓的差異。
2.6熱失控現(xiàn)象
由于閥控鉛酸南都蓄電池采用貧液設(shè)計(jì)，電池中灌注的電解液都吸附在玻璃纖維板上，當(dāng)充電電流增大時(shí)，就需要通過安全閥來開釋氣體，因而造成了蓄電池失水、內(nèi)阻增大、容量衰減并在充、放電過程中產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如來不及擴(kuò)散使溫度劇增，就會形成熱失控。熱失控產(chǎn)生的原因還有沒及時(shí)減小浮充電壓、安全閥不嚴(yán)或開閥壓過低等等，在熱失控嚴(yán)重的情況下假如放電，有可能使蓄電池瞬間電壓驟降和蓄電池殼體溫度上升至70℃～80℃，因此對熱失控的題目必須引起高度的重視。
2.7長期浮充電的影響
蓄電池在長期浮充電狀態(tài)下，只充電而不放電，南都蓄電池勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量大幅下降，從而造成蓄電池使用壽命縮短。
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3.進(jìn)步閥控式鉛酸蓄電池使用壽命的措施
通過對上述影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的因素的分析，為了進(jìn)步閥控鉛酸蓄電池的使用壽命，我們就必須做到：
3.1嚴(yán)把蓄電池的定貨質(zhì)量。在南都蓄電池選型和采購的過程中，要充分了解廠家的生產(chǎn)工藝、制造流程和質(zhì)量控制手段，以及技術(shù)特點(diǎn)等，必要時(shí)可要求在廠家進(jìn)行首次容量實(shí)驗(yàn)，以篩選差異較小的蓄電池。
公道選擇充電設(shè)備。由于開關(guān)電源較具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化治理功能，能使密封電池時(shí)刻工作在最佳狀態(tài)下，所以要選用高質(zhì)量的開關(guān)電源作為充電設(shè)備。高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，要采用模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)出模塊現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)能夠立即退出運(yùn)行，不影響其他模塊的正常運(yùn)行，備用模塊應(yīng)能夠自動投進(jìn)，保證蓄電池不因模塊故障而造成過放電。
3.2注重安裝質(zhì)量。安裝質(zhì)量包括儲存、安裝、容量實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面，南都蓄電池因此在運(yùn)輸、儲存的過程中應(yīng)留意不要發(fā)生碰撞，在安裝過程中要留意匯接條與電池極樁之間的吻合，小心將不平的極樁整平。在緊固極樁時(shí)，用力既不能太大也不能太小。氣力太大會使極樁內(nèi)的銅套溢扣，太小又會造成匯流條與極樁接觸不良，因此安裝中最好采用廠家提供的有過力脫扣的扳手，或按照廠家提供的參考公斤力，使用相應(yīng)的公斤的扳手。安裝中還應(yīng)該留意要使蓄電池與直流屏之間各組蓄電池正極與正極、負(fù)極與負(fù)極的是非盡量一致，以在大電放逐電時(shí)保持電池組間的運(yùn)行平衡。
在投進(jìn)使用前一定要進(jìn)行補(bǔ)充電。南都蓄電池一般密封電池的安裝日期距出廠日期時(shí)間較長，密封電池經(jīng)過長期的自放電，容量必然大量損失，靠單純的浮充難以恢復(fù)其初始容量。此外，由于單體電池自放電大小的差異，致使電池的比重、端電壓等出現(xiàn)不均衡，投進(jìn)使用前不進(jìn)行補(bǔ)充，個(gè)別電池會進(jìn)一步擴(kuò)展成落后電池甚至出現(xiàn)反極現(xiàn)象。
OTP電池的負(fù)極板硫化
電池放電以后，負(fù)極板的鉛轉(zhuǎn)換為硫酸鉛，如果不及時(shí)充電或者充電時(shí)間比較長，這些硫酸鉛晶體就會逐步聚積而形成粗大的硫酸鉛結(jié)晶，采用普通的充電方式是無法恢復(fù)的所以稱為不可逆硫酸鉛鹽化，簡稱硫化。
在折合單格電壓為2.25V的浮充狀態(tài)下，電池基本充滿電需要一周的時(shí)間，完全充滿電需要28天的時(shí)間，其間電池就處于欠充電狀態(tài)。在電池放電以后的12小時(shí)，就可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生粗大的硫酸鉛結(jié)晶。在發(fā)生電荒的地區(qū)，電池的硫化相當(dāng)嚴(yán)重。
在一般浮充狀態(tài)下使用，隨著日夜環(huán)境溫度的變化，硫酸鉛結(jié)晶也會聚積而形成粗大硫酸鉛結(jié)晶而導(dǎo)致硫化。
在冬季環(huán)境溫度比較低的時(shí)候，電池的浮充電壓應(yīng)該相應(yīng)的提升，如果浮充電設(shè)備沒有依據(jù)室溫相應(yīng)的調(diào)解上升，電池欠充電就會產(chǎn)生，電池硫化也就產(chǎn)生了。
失水的電池相當(dāng)于電解液的硫酸濃度上升，也形成了加速電池硫化的條件。
較快速的充電可以抑制電池的硫化，基站的充電電流相對都比較小，所以硫化程度比充電電流大的電池嚴(yán)重。另外，浮充電壓波動越小，浮充電流的擾動越小，也形成了電池硫化的條件。
采用低銻合金的正極板的電池，浮充電壓比較低，也比其它鉛鈣錫鋁合金電池更加容易出現(xiàn)硫化。
從上面的硫化失效原因看看，很多電池是無法避免的。特別是電池組發(fā)生單體電池落后的時(shí)候，個(gè)別落后的單體電池處于欠充電狀態(tài)，這樣該電池比其它電池更加容易硫化。
電池一旦出現(xiàn)硫化，靠單純的浮充和均充是無法解決的，必須采取其它措施。目前我公司的技術(shù)主要就是消除電池的硫化，使之恢復(fù)原有標(biāo)稱容量，重新投入使用。
4、電池的失水
電池充電達(dá)到單體電池2.35V（25℃）以后，就會進(jìn)入正極板大量析氧狀態(tài)，對于密封電池來說，負(fù)極板具備了氧復(fù)合能力。如果充電電流比較大，負(fù)極板的氧復(fù)合反應(yīng)跟不上析氧的速度，氣體會頂開排氣閥而形成失水。如果充電電壓達(dá)到2.42V（25℃），電池的負(fù)極板會析氫，而氫氣不能夠類似氧循環(huán)那樣被正極板吸收，只能夠增加電池氣室的氣壓，最后會被排出氣室而形成失水。電池具備負(fù)的溫度特性，其析氣也與溫度特性一致。當(dāng)電池溫升以后，電池的析氣電壓也會下降，溫升會導(dǎo)致電池容易析氣失水。長三角和珠三角地區(qū)夏季環(huán)境溫度比較高，如果沒有空調(diào)或者空調(diào)容量不足，會使電池失水增加。如果單體電池的浮充電壓折合為2.25V，在30℃的時(shí)候，電池失水比25℃條件下增加一倍，在40℃條件下，電池失水是25℃的8倍左右，除非相應(yīng)的降低浮充電壓。
如果電池的正極板含銻，隨著銻的循環(huán)，部分的轉(zhuǎn)移到負(fù)極板上面。由于氫離子在銻還原的超電勢約低200mV，于是負(fù)極板銻的積累會導(dǎo)致電池的充電電壓降低，充電的大部分電流用來做水分解而形成失水。所以，在大型固定型電池中應(yīng)該逐步淘汰低銻正極板的電池。另外，對在電池生產(chǎn)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制鉛鈣錫鋁正極板的含量。
