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基站蓄电池维护中的无效劳动

2017-06-10   

中国电源产业网

导语:由于基站蓄电池的短寿命运行,造成高成本压力,人们已经逐步抛弃“免维护” 使用蓄电池的概念。但在已经开展的蓄电池维护工作中,由于对故障的认识不到位,有许多是无效劳动,本文对其中的几个问题做一说明。

 内容简介:由于基站蓄电池的短寿命运行,造成高成本压力,人们已经逐步抛弃“免维护” 使用蓄电池的概念。但在已经开展的蓄电池维护工作中,由于对故障的认识不到位,有许多是无效劳动,本文对其中的几个问题做一说明。

关键词:基站阀控蓄电池、维护

通信基站蓄电池的维护,是一个被长期忽略的技术角落,免维护的错误理念已经渗透在管理阶层和现场工作中。从2004年开始,笔者开始介入基站蓄电池维护工作,看到对事故和故障的处理,通信公司提出一些治标不治本的对策。通信部门也曾做过一些工作,在维护工作中也有一些规定,但这项工作的专业性较强,由于对蓄电池的特性和必要的使用条件缺乏深刻的认识,在流行的习惯做法中,无效劳动较多。下面简要予以说明。

1基站更换电池是成组更换,并不是把失效单节单独更换

从基站上更换下来的蓄电池组,大量的情况是只有一两个电池失效,有时甚至整组电池全部是好的,也被更换了下来。在废品仓库中,笔者多次遇到这一情况。造成这一情况的原因是,基站供电的一级掉电的设定标准是46V,基站配置标准时48V,一个铅酸电池的标称电压是2V。这就是说,一组蓄电池中,只要有1个单节失效,基站就会频繁发生“掉站”的事故。代维公司维护人员要承担掉站的责任,当维护人员找不到是哪个电池失效时,就自然会采取整组更换的对策。

如果是退服电压设定的偏高不合理,更换电池后依然会频繁发生掉站。电源控制柜上的电压显示没有按时校准的维护要求,工作者根据显示值调节转换设定值,是错误的根源之一。

2用万用表的电压档测量蓄电池的电压,并根据电压值判断电池的性能。

在基站的蓄电池维护中,有定期测量蓄电池电压的作业要求。这项工作测量和记录的数据,没有人去细看,也不可能根据测量的数据判断蓄电池是否良好。查看记录的人只能看到有人按期做了测量的动作而已。

蓄电池的空载电压变化滞后于容量的变化,当蓄电池已经失效且较长时间了,蓄电池电压就会过低,这时也能用电压表测量到,但这时已经处于故障状态了。。现在提出的依据万用表的测量电压来判断电池的取舍标准,都是电池容量基本为“0”对应的电压值,并不符合基站的安全标准。对达到电压下线的蓄电池,做一次放电检测,就知道数据的可信度有多低了。因为蓄电池的端电压,只是在特定的负载条件下,才能与其容量有对应关系。这个特定条件,工艺条件较严格,基站维护人员无法采用。

3测量蓄电池的内阻

也有采用直接测量蓄电池内阻的方法,只有测量动态内阻才有效。市场上购置的内阻仪说明书中都没有说明只能测量静态内阻,不能测量动态内阻。测量得到的静态内阻数值是电池正负极之间的1000HZ交流阻抗,与电池的放电性能没有定量的关系。许多人混淆了“动态内阻”和“静态内阻”的概念。蓄电池的失效,都是动态内阻增大所致,动态内阻只能在放电时才会有。放电电流为“0”是,就没有动态内阻。

动态内阻是一个复杂的参数,直接相关因素很多,不是用一个数据可以表达的。

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其中:r  蓄电池内阻;C蓄电池标称容量;CB蓄电池保有容量;I放电电流;T已经放电的时间。

当我们表述一个电池的内阻时,至少应有以上的参数,数据表达的技术含义才是确定的。

这个问题的详细说明,可见“19讲 对蓄电池内阻的错误认识”一文。理解了静态内阻和动态内阻的含义,就不会把静态内阻当做动态内阻去测量。

4用恒流放电法测量蓄电池的容量

管理人员对基站蓄电池的质量掌握,常常用“容量”这个参数,要求维护人员拿出容量的百分数。对维护工作来讲,并不需要知道容量是多少,而是要知道容量是否是可靠的。只要容量大于一个标准值就可以。

每个地区分公司,都配属有恒流放电式容量检测仪。这是行业标准中规定使用的检测方法,但各地基本不用,因为使用其检测,效率太低,人工成本太高。这种工艺的决策者注意到这种检测工艺的精度高,忽略了其工作时间长的条件。这种设备和检测方法,适合于实验室和电池厂,并不适合基站的维护。

近来也有推荐采用基站实际工作负载,对蓄电池组进行放电检测的工艺,检测时间为15分钟到30分钟。用这种工艺检测的数据,可以把已经完全失效的电池检测出。由于基站的负载相差较大,在一个地区常有5倍之大的差别,从20A到100A都有,电池配置的容量又不同,难以有可以方便判断的标准数据。所以不能完全检测出不合格电池,漏网的不合格电池会造成安全隐患。

笔者采用的308型检测仪,可以方便的进行检测作业,也容易制定符合当地条件的判别标准,对落后电池的检测无一漏网。由于这种检测仪检测2V单节电池时,给电池施加了200A的负载,这个负载远大于基站蓄电池的供电负载值,所以监测数据的可信度很高。测量12V的连体电池,采用1202型检测仪。图1是两种检测仪的显示界面,测量后同时显示共生的电压和电流两个参数。这是这种检测仪与万用表的不同之处,也是这种检测方法能检测蓄电池实际供电能力的表达,万用表只测量电压一个电压参数,不能有效表达蓄电池供电能力。

这种检测方法兼顾了检测精度和工作效率两项要求。其检测数据精度虽然低于恒流放电法,但有每天可以检测十几个基站的工作效率,落后电池无一漏网。其效果当场可以验证。

这项技术是蓄电池在线容量维护的核心。

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5连续不断的除硫化作业

电池在免维护条件下,极板发生不可逆硫酸盐化是必然的,为了消除硫化,通信行业推广过几种除硫化技术。

其一是化学除硫化技术。就是向电池中添加“活化剂”,使得电池回复容量。这种技术几十年前就被采用,后来者在添加的碱金属离子中,添加了锂离子。锂在元素周期表中,排在左上角,是金属中半径最小的离子,渗透性最强,加入后活化效果最好。但这项技术短时间有效,长时间有软化极板的害处,所以电池生产中不会采用这项技术。所以用这项技术活化的电池,短则半年,就发生电池失效的。这项技术用在应急处理是有效地,把它用于基站蓄电池除硫化,并希望长期有效,就是使用者的单向意愿了。

其二是精确维护技术。这项技术是根据电池性能的变化,精确提高了开关电源模块的输出电压,使电池得到较多的保有容量。这项技术的提出者注意到电池性能的衰减对电流接受率的影响,但没有注意到这项技术的副作用。这项技术的副作用是提高充电电压后加速了电池的失水,更加促使电池的深度硫化。蓄电池运行质量不能得到稳定提高,所以这项技术的实施,在不到2年时间,就表现出副作用。

其三是在基站加装除硫化电器设备。这是物理除硫化的顶尖技术,由于设备价格不菲,并未被大范围采用。这项技术在15年前就被铅酸蓄电池行业广泛采用,用于极板生产的化成工序,由于能高效转化极板上的硫酸铅,节能效果显著。笔者生产的除硫化充电机,就包含有这种脉冲电路,用于基站维护的备品制作,把下线电池筛选后经除硫化继续使用,经济效益很好。

了解铅酸电池特性和基站工作条件后,就知道在基站条件下,蓄电池就不会硫化。基站蓄电池始终处在浮充状态,电池是不会处在亏电状态,极板上的硫酸盐比例很少,怎么会发生硫化?

基站蓄电池的硫化实际是沿着图2这样的途径发生的。

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当电池缺水露出上部极板时,这部分外露的极板放电后就不能再进行充电,上部极板中的硫酸铅最终就被硫化,下部基板的电解液浓度越来越高,浮充得到的电量越来越少,于是电池就被硫化了。消除基站蓄电池的硫化,要从失水这个源头入手,才能有稳定的效果。多年维护作业的统计表明,在设定室温25℃环境中,500Ah阀控电池的补加水的数量大约为每年250mL左右。加水的工艺要求实做性强,需要专业培训才能进行作业。许多人把这一作业理解为如同向杯子加水那样简单,盲目实施者加水后电池的损坏不少见,其原因这里不再展开。

补加水后蓄电池硫化的路径被切断,就不会有硫化发生。明显的证明就是在有透明外壳的固定电池使用中,寿命都在20年以上,从未发生过极板硫化的损伤。用户并没有特别的维护技术,只是根据液面的高度提示及时补加水即可。

以上发生的问题,都不是电池厂的责任,也不可能依赖电池厂就能解决的。把向电池厂索赔当做解决问题的措施,是方向性错误。蓄电池损坏用户根据自己的基本条件,制定电池的使用和维护标准,才是上策。

要做到这一点,首先要从提高对蓄电池的认识入手,理解故障的内在原因,这是开展基站蓄电池维护的基础。

编辑:《电源工业》杂志

来源:段万普:郑州工程技术学院电动汽车实验室 / 吴彤:云南德范绿源科技有限公司

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