电力通讯基站蓄电池的保护与维修

　　大容量铅酸蓄电池(以下简称"电池")作为备用电源，是基站供电的保证。在国内缺电的情况下，备用电源的可靠性显得尤其重要。在长江3角洲和珠江3角洲，每周有很多时间，乃至更严重的情况。现场大多数基站的供电难以保证，电池的可靠性非常严重。

　　虽然科学技术发展迅速，但最近几年来铅酸电池的发展也相对较快，基本上采取大型阀控密封铅酸电池代替耐酸防火电池。最近几年来，即便是大型阀门控制的密封铅酸蓄电池也得到了发展.但大容量固定电池依然是铅酸电池的唯1选择。如何延长铅酸蓄电池的正常使用寿命1直是业界讨论的主要问题。

　　在不同的装备条件、不同的使用条件和不同的维修条件下，同1蓄电池的使用寿命有很大差异。有必要找出装备状态、使用条件和保护条件的差异。电池故障的主要现象是：

　　A.正板软化；

　　B.正栅腐蚀；

　　C.负板硫化；

　　D.失水；

　　1些蓄电池失控了(包括电池鼓胀)。

　　其次，讨论了装备状态、运行状态和保护条件对电池故障的影响。

　　蓄电池失效模式及其缘由

　　1.蓄电池的正片软化

　　电池的正板由栅极和活性物资组成，其活性成份是氧化铅。在放电进程中，氧化铅转变成硫酸铅，充电时，氧化铅转变成氧化铅。氧化铅由α-铅氧化物和β-铅氧化物组成.在这两种氧化铅中，α-氧化铅的电荷容量小，但体积大，比β-氧化铅难，在这两种氧化铅中起着辅助作用。相反，β-氧化铅比主要带电的α-氧化铅更强但更小.α-氧化铅是在碱性环境中构成的，1旦蓄电池内部产生放电，充电只能产生β-氧化铅。正极板的活性物资是多孔的，在电解液-硫酸的接触面积上，多孔结构是平面的几10倍。当α-氧化铅参与放电时，只有充电后才能产生β-氧化铅，失去了支持，不但正板的活性物资会脱落，而且活性物资也会梗塞正极板的微孔。这就致使了正极面积的减小和电池容量的下降。后备电源的电池寿命严格，蓄电池容量大，用于备用电源的α-氧化铅与β-氧化铅的比值大于深循环动力电池。为了减少α-氧化铅在放电中的参与，1般控制放电深度仅为40。随着电池时间的增加，电池容量减小，新电池的放电率为40%，旧电池的放电率大于40%，故旧电池相当于放电深度，加速了电池正极板的软化。因此，电池容量寿命曲线的降落速率远高于中期电池。电池容量越小，放电深度越深，氧化铅损失越大，正极板软化越严重，致使电池容量降落，构成恶性循环。

　　这样，电池的放电深度就需要严格控制。实现这1控制是基于基站的电源管理系统的设置。目前，1次放电量和放电电压是控制电池放电深度的主要标准。这样，避免了紧急情况下的强迫放电，并根据放电容量增加了电池容量。

　　2、蓄电池正极板腐蚀

　　在充电进程中，正极板栅中的铅被氧化为氧化铅，不能还原成铅，致使正极板的腐蚀。但氧化铅的体积大于铅的体积，致使正极板的体积和变形线性增加，使正极板的活性物资与栅格分离，致使正极板的失效。过充会严重加速正极板的腐蚀.我们1般不认为会出现收费太高的情况。事实上，如果基站的浮动充电电压没有随着环境温度的升高而下降，就会产生过充电。如果基站空调不足或破坏，电池将多充电。这样，电池的正极栅在不同的操作条件下会有不同的腐蚀速率。正极板在长江3角洲和珠江3角洲的腐蚀也比大陆严重，这与电池的环境温度密切相干。

　　3.蓄电池负板硫化

　　电池放电后，负极板中的铅被转化为硫酸铅。如果不及时或较长时间充电，硫酸铅晶体将逐步积累，构成粗晶硫酸铅。1般充电是不可回收的，因此称为不可逆硫酸铅盐化或硫化。

　　在2.25V的浮动状态下，电池充电需1周，电池充电不足则需28天。电池放电后12小时可发现粗晶硫酸铅。在出现电力短缺的地区，电池硫化相当严重。

　　在1般漂浮状态下使用时，随着环境温度的变化，硫酸铅结晶也积累构成粗硫酸铅晶体，致使硫化。

　　冬季环境温度相对较低时，应相应提高电池的浮动充电压力。如果浮动充电装备不根据相应的室温调剂充电幅度，则电池会出现欠充电，电池将被硫化。

　　水的流失相当于电解液中硫酸浓度的增加，这也构成了加速电池硫化的条件。

　　快速充电可以抑制电池的硫化，基站的充电电流相对较小，因此电池的硫化程度比高充电电流的电池更严重。另外，浮动充电电压波动越小，浮动充电电流的扰动越小，这也就构成了电池硫化的条件。

　　低锑合金阴极板的电池具有较低的浮动充电压力，比其它铅钙锡铝合金电池更容易硫化。

　　由于上述硫化失效的缘由，许多电池是不可避免的。特别是当单个蓄电池落后时，单个电池充电不足，因此电池比其他电池更容易硫化。

　　电池1旦硫化，就不能通过简单的浮动充电乃至充电来解决。必须采取其他措施。目前，我公司的技术是消除电池的硫化，恢复其原来的名义容量，并将其重新投入使用。

　　4、蓄电池的失水

　　电池充电到达单体电池2.35V（25℃）以后，就会进入正极板大量析氧状态，对密封电池来讲，负极板具有了氧复合能力。如果充电电流比较大，负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度，气体会顶开排气阀而构成失水。如果充电电压到达2.42V（25℃），电池的负极板会析氢，而氢气不能够类似氧循环那样被正极板吸收，只能够增加电池气室的气压，最后会被排出气室而构成失水。电池具有负的温度特性，其析气也与温度特性1致。当电池温升以后，电池的析气电压也会降落，温升会致使蓄电池容易析气失水。长3角和珠3角地区夏季环境温度比较高，如果没有空调或空调容量不足，会使电池失水增加。如果单体电池的浮充电压折合为2.25V，在30℃的时候，电池失水比25℃条件下增加1倍，在40℃条件下，电池失水是25℃的8倍左右，除非相应的下降浮充电压。

　　如果电池的正极板含锑，随着锑的循环，部份的转移到负极板上面。由于氢离子在锑还原的超电势约低200mV，因而负极板锑的积累会致使电池的充电电压下降，充电的大部份电流用来做水份解而构成失水。所以，在大型固定型电池中应当逐渐淘汰低锑正极板的电池。另外，对在电池生产进程中，应当严格控制铅钙锡铝正极板的含量。

　　5、蓄电池的热失控

　　电池在均充状态时，充电电压会到达折合单格2.4V，这个电压超过了电池正极板大量析氧的电压，特别是在高温环境中，大量析氧电压会降落，这样产生的析氧量会大幅度的增加。而正极板产生的氧气在负极板会被吸收，吸收氧气是明显的放热反应，电池的温度会提升。如果电池已出现失水，玻璃纤维隔板的无酸孔隙增加，会加速负极板吸收氧气，产生的热量会更多，蓄电池温升也更高。而电池的温升也会加速正极板析氧，构成恶性循环——热失控。在热失控状态下，析氧量增加，电池内的气压增加，当到达塑料电池外壳的玻璃点温度的时候，电池开始鼓胀变型，这类变型除影响电池内部的机械结构之外，还会构成电池漏气，而致使更加严重的失水漏酸。

　　虽然蓄电池热失控现象产生的不多，但是1旦产生热失控，电池的寿命会迅速提早结束。

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