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摘  要：本文首先介紹了蓄電池的維護(hù)現(xiàn)狀及其局限性基礎(chǔ)，通過(guò)大量的蓄電池測(cè)試、分析、驗(yàn)證，得出了蓄電池的容量與蓄電池的電導(dǎo)之間的相關(guān)度關(guān)系，二者相關(guān)度關(guān)系的確立，使可以通過(guò)蓄電池的電導(dǎo)（電阻）測(cè)量結(jié)果，預(yù)測(cè)蓄電池的容量、指導(dǎo)蓄電池的維護(hù)管理，提高維護(hù)效率。

關(guān)鍵詞：蓄電池 通信電源 相關(guān)度

0 引  言

蓄電池是通信電源（UPS、整流電源）穩(wěn)定可靠運(yùn)行的zui后一道保障，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是關(guān)乎現(xiàn)網(wǎng)通信設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，通過(guò)科學(xué)的方法、針對(duì)性的進(jìn)行維護(hù)，提高蓄電池的精細(xì)化維護(hù)程度，具有重要而現(xiàn)實(shí)的意義。本文主要研究蓄電池容量與電導(dǎo)的相關(guān)度關(guān)系及其應(yīng)用模式，通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)不同廠家數(shù)百組蓄電池的測(cè)試、分析、驗(yàn)證，初步得出了蓄電池電導(dǎo)測(cè)試值與放電試驗(yàn)所得到的蓄電池容量之間的相關(guān)度關(guān)系概率表述的結(jié)論，能夠幫助維護(hù)人員快速發(fā)現(xiàn)故障電池，全面、及時(shí)掌控蓄電池組的實(shí)際運(yùn)行狀況，從而改善傳統(tǒng)的蓄電池維護(hù)測(cè)試模式，有效提高維護(hù)管理效率。

1 蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

根據(jù)《中國(guó)移動(dòng)通信電源、空調(diào)與監(jiān)控維護(hù)管理規(guī)定》（2008版）關(guān)于蓄電池更換的規(guī)定：全浮充供電方式的2 V閥控式密封蓄電池，使用8年以上或容量低于80%額定容量的以及全浮充供電方式的6 V、12 V閥控式密封蓄電池，使用6年以上或容量低于80%額定容量的需要進(jìn)行更換；實(shí)際上如何準(zhǔn)確掌握蓄電池容量狀況、排查容量落后的單體電池等問(wèn)題一直以來(lái)都是爭(zhēng)議不斷，很難有統(tǒng)一的公式性、定理性的表述，現(xiàn)有的蓄電池維護(hù)管理主要是通過(guò)核對(duì)性放電來(lái)進(jìn)行的。

通過(guò)核對(duì)性放電來(lái)初步掌握蓄電池的容量狀況和性能及排查落后單體，這種方式具有一定的局限性，以下針對(duì)新建的工程驗(yàn)收新蓄電池及在網(wǎng)運(yùn)行的蓄電池分別進(jìn)行介紹。

（1）工程驗(yàn)收新蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

主要通過(guò)測(cè)試組內(nèi)蓄電池極柱上的單體離線電壓的一致性和浮充電壓一致性，驗(yàn)證組內(nèi)單體蓄電池性能的一致性；對(duì)電池組進(jìn)行全容量放電試驗(yàn)，驗(yàn)證蓄電池組的荷電容量是否達(dá)標(biāo)。

局限性：組內(nèi)單體端電壓的一致性不能有效地反映蓄電池的生產(chǎn)與裝配工藝質(zhì)量和實(shí)際荷電性能；全容量放電耗時(shí)耗力，雖能確定蓄電池當(dāng)前的荷電容量，但并不能從產(chǎn)品工藝質(zhì)量等根本上評(píng)估蓄電池組長(zhǎng)期的運(yùn)行性能。

（2）現(xiàn)網(wǎng)蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

現(xiàn)網(wǎng)蓄電池浮充電壓、浮充電流的常規(guī)巡檢（每月1次）；樞紐機(jī)房蓄電池組核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出容量的30％～40％（每年1次）；基站電池全容量放電試驗(yàn)（每2年1次）。（2008版的《中國(guó)移動(dòng)通信電源、空調(diào)與監(jiān)控維護(hù)管理規(guī)定》已經(jīng)明確了需要每月測(cè)量各單體電池電導(dǎo)/內(nèi)阻，但各省市實(shí)際尚未普遍的推行。）

局限性：浮充電壓不能確切反映蓄電池的實(shí)際剩余容量和電池運(yùn)行性能；在線核對(duì)性放電試驗(yàn)并不能確切掌握電池的全過(guò)程放電性能；容量測(cè)試只能反映整組電池的部分性能zui差單體的容量；一年一次的全容量放電的測(cè)試密度仍然不能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池性能的劣化狀況；進(jìn)一步加大放電試驗(yàn)密度將使蓄電池維護(hù)所牽扯的人力、物力投入過(guò)大，缺乏可操作性；對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)量龐大的蓄電池，缺乏系統(tǒng)性的運(yùn)行性能統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析、預(yù)警和質(zhì)量管理的支撐平臺(tái)，維護(hù)管理手段落后。維護(hù)工作缺乏主動(dòng)性、預(yù)防性。

2 測(cè)試及研究方法

為了通過(guò)對(duì)新入網(wǎng)新蓄電池組單體電池的電導(dǎo)一致性測(cè)，以檢驗(yàn)蓄電池組各單體的生產(chǎn)工藝與荷電容量的一致性；以及通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)蓄電池單體電導(dǎo)的測(cè)試，快速篩選、以查找故障蓄電池；以及通過(guò)在電導(dǎo)與容量范圍的咬合度收斂性得到廣泛驗(yàn)證后，以zui終取消容量測(cè)試，我們采樣大量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。

2.1 工程驗(yàn)收的新電池測(cè)試

對(duì)工程驗(yàn)收的新入網(wǎng)華達(dá)500Ah蓄電池、南都500Ah蓄電池、雙登500Ah蓄電池進(jìn)行電導(dǎo)測(cè)試，共采樣電池?cái)?shù)1405個(gè)；測(cè)試方法：測(cè)試每個(gè)蓄電池的電導(dǎo)值，并統(tǒng)計(jì)每個(gè)品牌序列的平均電導(dǎo)值、zui高電導(dǎo)值及zui低電導(dǎo)值；測(cè)試結(jié)果具體見圖1~圖3，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1~表3。

圖1 華達(dá)電池電導(dǎo)值測(cè)試結(jié)果

表1 華達(dá)電池電導(dǎo)測(cè)試統(tǒng)計(jì)

圖2 南都電池電導(dǎo)值測(cè)試結(jié)果

表2 南都電池電導(dǎo)測(cè)試統(tǒng)計(jì)

圖3 雙登電池電導(dǎo)值測(cè)試結(jié)果

表3 雙登電池電導(dǎo)測(cè)試統(tǒng)計(jì)

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：

同一批次的蓄電池，蓄電池廠家一般能將蓄電池電導(dǎo)一致性范圍控制在±10%以內(nèi)。

使用電導(dǎo)測(cè)試手段驗(yàn)收電池，要求蓄電池廠家所供應(yīng)的蓄電池的電導(dǎo)值控制在一定的范圍內(nèi)，能夠確保構(gòu)成電池組的每個(gè)單體電池在工藝、質(zhì)量、性能上的一致性，從而zui大程度保障電池組的整體荷電能力與運(yùn)行壽命。

2.2 現(xiàn)網(wǎng)蓄電池測(cè)試

對(duì)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的蓄電池進(jìn)行測(cè)試，選取華達(dá)500Ah蓄電池共480只。測(cè)試方法：1、測(cè)試并記錄電池組浮充電壓、浮充電流、紋波電壓、電池溫度、環(huán)境溫度等等指標(biāo)，確定這些指標(biāo)處于正常范圍，蓄電池組處于正常浮充狀態(tài)；2、測(cè)試蓄電池的電導(dǎo)值；3、對(duì)蓄電池組采用3小時(shí)率（12）的電流進(jìn)行離線全容量放電試驗(yàn)，放電終止電壓為1.8V。當(dāng)有1個(gè)或更多單體抵達(dá)終止電壓，或容量放出80％時(shí)，即停止放電。在此過(guò)程中，每5-10分鐘測(cè)試并記錄各個(gè)電池的單體電壓；4、為了獲得更多電池單體的準(zhǔn)確容量，同時(shí)又不對(duì)正常運(yùn)行中的系統(tǒng)帶來(lái)影響，對(duì)于放電停止時(shí)已經(jīng)比較接近終止電壓的蓄電池單體，繼續(xù)以離線方式使用單體活化儀按3小時(shí)率（12）放電至終止電壓。測(cè)試結(jié)果見圖4。

圖4 華達(dá)500Ah蓄電池電導(dǎo)值與容量相關(guān)度關(guān)系圖

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：

當(dāng)蓄電池電導(dǎo)值高于參考值（廠家提供）的90％時(shí)，并且組內(nèi)電導(dǎo)值差異在15％之內(nèi)，判定該蓄電池組的容量高于80％是非常安全的；

同一組蓄電池中，電導(dǎo)測(cè)試值偏離整組電池中其他單體或參考值40～50％以上的單體電池，在排除連接存在問(wèn)題前提下，該電池95％以上可能存在嚴(yán)重故障；

對(duì)于電導(dǎo)值在參考值的60％～80％之間的蓄電池，90％以上其剩余容量在40％～80％之間。

2.3 蓄電池縱向測(cè)試

蓄電池隨著使用時(shí)間的增加而逐漸老化，當(dāng)蓄電池容量下降到初始容量的80％左右的時(shí)候，蓄電池進(jìn)入急劇衰退的狀態(tài)，同時(shí)蓄電池的電導(dǎo)值也比初始值明顯下降；因此，累積并縱向比對(duì)每個(gè)單體電池的電導(dǎo)，能夠有效判斷電池的性能變化趨勢(shì)及容量衰減程度。

采用對(duì)同一組蓄電池在前后兩次對(duì)比電導(dǎo)測(cè)試，兩次測(cè)試時(shí)間間隔將近5個(gè)月，下圖中蓄電池組容量為37％左右（zui差電池的容量），整組電池已進(jìn)入衰退狀態(tài)，在不到5個(gè)月的時(shí)間里，電池的電導(dǎo)發(fā)生比較明顯的變化，其中zui差的電池單體在5個(gè)月后的下降幅度又比其他單體幅度更大。

圖5：同組蓄電池縱向測(cè)試電導(dǎo)值示意圖

蓄電池電導(dǎo)隨測(cè)試時(shí)間推移發(fā)生的變化情況表明：縱向?qū)Ρ刃铍姵貑误w電導(dǎo)的變化對(duì)判定蓄電池的健康狀況非常有效。

運(yùn)行2年之內(nèi)的電池，因制造工藝不良等原因造成早期容量損失，情況會(huì)復(fù)雜一些；許多造成早期容量損失的原因（如失水）也會(huì)引起電導(dǎo)測(cè)試值下降；但也有的不一定對(duì)電導(dǎo)測(cè)試值立刻造成影響。這樣的例外情況在現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的蓄電池驗(yàn)證測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的比例不足1％，而且會(huì)隨著蓄電池制造工藝的不斷成熟而越來(lái)越少。

不同品牌相同容量的蓄電池的電導(dǎo)參考值、以及咬合度模型存在很大差異，因此，不同電池的電導(dǎo)與容量的相關(guān)度關(guān)系，必須建立在大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、統(tǒng)計(jì)、分析的基礎(chǔ)上，盲目、簡(jiǎn)單地直接復(fù)制和套用是不夠理性的。本文是通過(guò)大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并應(yīng)用概率表述方法來(lái)處理蓄電池容量與電導(dǎo)值之間的關(guān)系，將更加貼近實(shí)際。

3 結(jié)  論

通過(guò)大量的蓄電池的測(cè)試及驗(yàn)證，可以精細(xì)化的對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)和對(duì)容量進(jìn)行預(yù)測(cè)：

針對(duì)新裝電池驗(yàn)收：可以要求各電池廠家在每個(gè)電池單體粘貼該系列電池的參考電導(dǎo)，各分公司在蓄電池組安裝工程前，檢測(cè)蓄電池單體電導(dǎo)，同組電池電導(dǎo)的一致性應(yīng)在±10%以內(nèi)，確保新安裝電池組的各單體在生產(chǎn)工藝、質(zhì)量與荷電容量的一致性。

針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的蓄電池：定期測(cè)試電池電導(dǎo)，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)試值偏離整組電池中其他單體或參考值40～50％以上的單體電池，應(yīng)立即核實(shí)并采取措施；對(duì)于電導(dǎo)值在參考值的60％～80％之間的蓄電池，90％以上其剩余容量在40％～80％之間，及時(shí)組織放電容量測(cè)試，驗(yàn)證實(shí)際容量。

建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)相同一組蓄電池間隔一定時(shí)間進(jìn)行電導(dǎo)測(cè)試，比較其電導(dǎo)值，若電導(dǎo)下降明顯，則其容量特性也隨之下降明顯，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

通過(guò)對(duì)蓄電池組的電導(dǎo)測(cè)試，可以直接判定每個(gè)蓄電池單體的運(yùn)行狀況及容量范圍，快速發(fā)現(xiàn)故障單體電池，對(duì)于電導(dǎo)處于正常范圍的蓄電池可以繼續(xù)使用，避免盲目報(bào)廢。為節(jié)能減排綠色行動(dòng)提供了較好的維護(hù)模式支撐

參考文獻(xiàn)：

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