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如何提高源霍克蓄电池的寿命

发布日期:2016-10-12 10:34:30

 如何提高源霍克蓄电池的寿命

中心议题: 影响基站电源蓄电池寿命的各种因素 延长基站供电蓄电池寿命的方法 解决方案: 减少蓄电池过放 及时对蓄电池补充充电 减少高温对蓄电池寿命的影响 定期对蓄电池进行维护 
基站蓄电池从目前使用情况来看,普遍存在蓄电池容量下降过快,使用寿命短,甚至短短1~2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%~40%,有的只有10%~20%。而大部分基站蓄电池经过1~4年运行,容量只有其标称容量的50%左右,远远达不到设计使用寿命。与交换局站同类蓄电池相比,使用寿命也大大降低。按蓄电池使用维护标准要求,蓄电池容量只要下降到其标称容量的80%,其使用寿命就终止,应对其进行更换。

影响基站电源蓄电池寿命的因素

1蓄电池寿命的定义

蓄电池的寿命一般是这样定义的,浮充状态下为3-5年或3-8年,并不是说蓄电池在频繁放电状态下使用多少年。对处于非浮充状态下工作的蓄电池,其寿命是按照循环放电次数和放电深度两个因素衡量,如表1所示。简单地以能使用多少年来衡量,是不正确的。

表1:蓄电池放电深度与使用寿命之间的关系(25℃)对于蓄电池的循环放电次数来说,必须是在蓄电池放电后充足电能,要充足电能充电时间至少需要24小时(依据YD/T799-2002的规定)。对于充电不足的情况,其循环放电次数很难确定,肯定要低于表1中描述的数据。


所以,蓄电池实际能使用多长时间完全取决于该站点的电网情况。假如某一个站点一个月停电10次,每次放到终止电压,每隔3天停一次电,每次蓄电池都能充足电量,机房环境温度25℃,那么蓄电池可以使用2年。如果每月停电超过15次,那么蓄电池的使用寿命就很难说了,有可能可以用1年,有可能用6个月,这就要取决于停电的实际情况了。

2蓄电池放电深度的定义

放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,如表1所示,因此在使用时应避免深度放电。上图是蓄电池生产厂家提供的150AH/12V蓄电池放电曲线。在实际使用时根据不同的负载电流选定不同的放电终止电压。在该放电曲线中,以10小时放电和5小时放电曲线为例,对于10小时放电(负载电流为15A)来说,如果放电到终止电压11V(44V),此时蓄电池放出的容量大约为100%。一般情况下,为了保护蓄电池尽量避免其深度放电,放电深度最好≤80%,终止电压在46V左右,放电时间约为8小时。对于5小时的放电率来说(负载电流为25.2A),终止电压10.8V(43.2V)放出100%容量,在实际使用时放电深度≤80%,终止电压在45.6左右,放电时间为4小时。

3蓄电池寿命终止的几种因素

对于阀控密封铅酸蓄电池来说,有四种失效模式:正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高,腐蚀速度非常慢,一般是10-15年。

失水的途径比较多:节流阀设计不合理,频繁开启;电源对蓄电池频繁均充;环境温度过高。其中高温是最主要的因素,高温会加速蓄电池失水速度,导致蓄电池容量下降。以25℃为基准,当蓄电池运行环境上升10℃,寿命减少50%。如图2所示。


图2温度对蓄电池运行寿命的影响

热失控是蓄电池在充电过程中产生热量不能及时释放出,温度和化学反应之间形成一个正回馈,出现失控。热失控对蓄电池是毁灭性的,造成蓄电池外壳变形“鼓肚子”,严重的会造成蓄电池爆炸。热失控的原因是机房环境温度高超过45℃、高温下浮充电压过高(没有温度补偿功能)、充电电流超过设计值(超过2.5C10)。

硫酸盐化就是硫酸盐的堆积,即在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,颗粒比较大活性低。充电时非常难于转化为活性物质的硫酸铅,导致电池容量下降或功能衰退。硫酸盐化的原因是电池在安装使用前曾长时间搁置储存(超过3个月)、持续过放电或经常过量放电或小电流深放电、环境温度过高或过低、经常充电不足和没有定期执行均充。

影响基站电池运行寿命的原因

1基站供电蓄电池的工作环境

位置偏远,交流电供电不稳定或者频繁停电,甚至根本就没有交流电。例如国内偏远山区以及落后国家电力供应不足等;基站没有空调或是户外站点,环境温度高,超过35℃;站点偏远且数量多,无法做到精细化维护,维护无法按照要求实施,处于没有维护或很少维护的状况。

2影响基站电源蓄电池运行寿命的因素

通过对国内基站蓄电池损坏情况分析,采集了新疆、浙江、陕西、云南几个省蓄电池损坏的标本并结合海外越南、埃及、巴基斯坦、埃塞俄比亚基站电源的损坏数据,得出影响蓄电池运行寿命有如下几个因素。

2.1交流频繁停电

频繁停电、停电时间长、停电时间无规律,使蓄电池频繁充放电,或者基站根本就没有交流电,通过柴油发电机和蓄电池交替供电,是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个最主要原因。

基站停电频次过高,一天内停电数次,甚至连续停电数天,使基站蓄电池在放电后尚未充足电的情况下又放电,蓄电池长时间处于欠充状态(饥饿状态)。如连续多次发生欠充,将造成蓄电池容量累积性亏损,硫酸盐化加剧,蓄电池容量将在较短时间内下降,其使用寿命将较快终止。

2.2蓄电池存储时间太长

蓄电池在存放过程中存在自放电,如果长时间不能得到补充,那么就会出现硫酸盐化现象。这种现象如果没有得到及时改善,那么蓄电池容量会降低甚至损坏不能使用。另外,蓄电池存贮的环境温度对蓄电池容量影响也非常大,存储温度高加速蓄电池容量下降,如表2所示。


表2:蓄电池存放时间与环境温度对容量的影响


2.3基站的自然环境

基站停电后,空调停机。由于基站为封闭机房,使基站室内温度大幅上升。温度过高使阀控式密封电池内部失水量加剧,电解液饱和度下降(玻璃纤维棉隔膜内电解液减少)使电池容量降低,缩短使用寿命。

2.4电池安装开通质量

蓄电池的安装是否符合规范,对蓄电池的使用使命影响非常大。安装时没有将蓄电池之间的连接器固定螺钉拧紧,接线柱与连接器之间接触电阻增大,在充放电时产生大量热量而烧坏,造成整组蓄电池损坏;蓄电池温度传感器没有安装或安装错误,在温度高时会因为无法调整充电电压到合适值,蓄电池出现热失控现象,造成蓄电池损坏;开通时没有在监控单元中调整蓄电池管理参数至合理值,造成蓄电池损坏。

2.5开关电源蓄电池管理参数

开关电源涉及到蓄电池管理的参数有蓄电池容量、充电电流系数、均浮充电压、一二次下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压。如果这些参数设置不合理,那么会对蓄电池的寿命造成影响。例如一二次下电电压设置电压过低,使蓄电池出现过放电甚至深度过放电现象,加剧蓄电池负极板硫酸盐化,是使蓄电池容量下降,使用寿命缩短的另一个主要原因。

3频繁停电对蓄电池寿命影响分析

对于阀控铅酸密封免维护电池来说,负极板的硫酸盐化是目前影响基站蓄电池容量下降,使用寿命缩短的主要原因所在。造成基站蓄电池负极板硫酸盐化的主要原因是基站频繁停电,经常过放电和小电流的深度过放电,造成蓄电池欠充,欠充连续多次的发生,形成蓄电池累计欠充,基站充放电循环次数过度频繁,从而造成负极板不可逆转的硫酸盐化。这种电池在解剖化验后,其PbSO4含量明显偏高。在多次不能充足的情况下,随着时间的推移蓄电池容量就会逐渐减少,直至失效。

对于频繁停电的基站,经常会出现电池正在充电时电网停电,电池立即由充电状态转入放电状态,正板上的二氧化铅转换成硫酸铅。放电过程中,市电恢复,电池由放电状态转为充电状态,正板的硫酸铅转化为二氧化铅。如果此时对电池的充电时间不够长又再次停电(电池此时还没有进入浮充状态),则正板上二氧化铅不具有活性成分,仅仅是作为二氧化铅存在,但不能提供能量。这种脉冲式停电方式,导致决定电池容量的正极板上的活性物质存在,但不具备提供容量能力,同时又不会形成不可逆的硫酸铅(硫酸盐化)。一段时间后,正极板上部分活性物质永久失效,电池容量下降,对于使用者来说,直接的反应就是供电时间不足。如图3所示。

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