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三河发电有限责任公司 河北 三河 065201
摘要：通过多年对2V通信阀控密封铅酸蓄电池进行核对性放电，结合阀控蓄电池日常维护工作中积累的经验和数据，介绍如何通过科学的电池充放电方法降低蓄电池劣化趋势提高电池使用寿命改善通信蓄电池容量特性。
关键词：蓄电池；核对性放电；降低；劣化趋势
0.引言
通信蓄电池作为电力通信系统中的直流系统向外供电的唯一设备，其性能的好坏直接关系到电力系统和厂站通信系统的安全和可靠。但是由于运行维护不当，经常会导致蓄电池组中个别蓄电池的早期失效，从而严重影响整个电池组的放电容量，严重者会导致整个供电系统的崩溃。因此必须加强对通信蓄电池的维护和保养提高蓄电池的使用寿命和效率使其处于良好的运行状态。
1.阀控式铅酸蓄电池自放电的原因
电池的自放电是指发生存储期间容量降低的现象，电池开路时由于自放电使电池容量损失。自放电通常主要在负极，因为负极活性物质为较活泼的海绵状铅电极，在电解液中其电势比氢低，可发生置换反应。电极中如存在着析氢过电位低的金属杂质，这些杂质和负极活性物质能形成腐蚀微电池，结果负极金属自溶解，并伴有氢气析出，从而电池容量减少。正级的自放电是由于在放置期间，正极活性物质发生分解，形成硫酸铅并伴随着氧气析出，在电极的上端和下端，以及电极的孔隙和电极的表面处酸的浓度不同，因而电极内外和上下形成了浓差电池。处在较稀硫酸区域的二氧化铅为负极，氧化过程析出氧气；处在较浓硫酸区域的二氧化铅为正极，进行还原过程，二氧化铅还原为硫酸铅。这种浓差电池在充电终了的正极和放电终了的正极都可形成，因此都有氧析出。但是在电解液浓度趋于均匀后，浓差消失，由此引起的自放电也就停止了。
2.弥补自放电能量损失的措施
为了及时补充因自放电引起的能量损失就必须对蓄电池进行充电。在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时较容易地还原为铅。如果电池的使用和维护不当，如经常处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法充电很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至造成蓄电池寿命终止，该现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化和抵制自放电导致容量减少，必须及时对蓄电池进行充电。
3、科学地进行蓄电池的日常维护
3.1 两种蓄电池端电压测量的方法
蓄电池端电压测量是为了判断蓄电池的性能一般通过两个方法进行（执行标准是信息产业部发布的《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》（YD/T799-2002）
第一种方法是蓄电池组在浮充状态下测量各单体电池的端电压，要求最大节电压与最小节电压不得超过90 mV（较低标准）或者计算整组电池的平均值，然后对每支电池的端电压与平均值进行比较两者之差不大于50mV（高标准），如果发现偏差大于50mV则需要进行充放电试验以提高蓄电池的性能。
第二种方法是开路电压法，就是将蓄电池与高频开关电源断开静置1个小时后测量各节电压，要求最大节电压与最小节电压不得超过20 mV。
3.2 日常维护中发现的问题及整改方法
对三河发电公司通信用蓄电池多年测量结果发现，核对性放电前后蓄电池浮充电节电压有明显的改善，同时有利于改善蓄电池的性能，但是發现核对性放电前节电压与组平均电压最大差值为120 mV，而放电后差值减少为90 mV，但个别数据不能满足平均值比较方法中要求的差值不大于50 mV的较高标准，这是由于测量人员测量方法、使用的表计以及测量时系统与直流母线并列运行有关，受高频开关电源浮充电流影响测时数据不稳定将造成端电压数据不能真实反映蓄电池的性能优劣，因此自2012年按网调要求开始使用开路电压法测量蓄电池端电压。这种方法可以科学的反映蓄电池的特性。
4密封蓄电池的核对性放电
4.1核对性放电
核对性放电一般有两种方式第一是以实际负荷做核对性容量放电，放出额定容量的30-40%；第二是以10小时率做核对性容量放电，放电深度为100%。目前电力系统通信用蓄电池均备有两组并列运行，因此一般建议断开高频开关电源由单独的充放电设备进行放电。
4.2 标示电池的选择
蓄电池的容量多少取决于整组蓄电池中容量较小的一只单体电池，也就是以电池组中最先达到放电终止电压的那一只为基准，在进行日常维护和核对性放电时应该着重对其中容量小的蓄电池进行监测，选定的这个容量最小的电池就是标示电池。
标示电池选出后并不一定是固定不变的，过一定时间后应重新确认，如果在连续三次放电循环中一只电池始终是最低的，这可判断其为落后电池，对整组电池进行均衡充电可以改善落后电池性能，情况严重的在条件允许的情况下则需要对其进行活化。
4.3 补充充电改善蓄电池性能
当发现电池组中存在落后电池时应对整组蓄电池进行均衡充电，均充工作按规定电压2.35V/节均充一次，时间为12小时或24小时。核对性放电试验后发现存在这种情况应首先进行放电再进行放电后的补充电，反复进行可有效改善电池性能。充电时可采用恒流恒压的补充充电方法。即将充电电流限制在0.20C10以下（一般用0.1 C10～0.2C10充电），待电池端电压上升到2.30—2.35V/单体时，在充电电流降到0.1 I10或充电超过10h 后转为浮充。
4.4 通过核对性放电改善容量特性的方法
在连续多年的蓄电池核对性放电过程中发现A组蓄电池组2中第3、11、22节电池节电压；A组蓄电池组1第1、19节电压始终较组中其它节电压低近150 mV之多，并且在整个放电过程中放电至5小时后，电池节电压下降有明显的加速趋势，整个电池组容量受该电池影响降低，我们日常充放电工作的重点就是及时发现这些落后电池，针对这些电池进行活化操作，通过整组电池的核对性放电或者单独对这一节电池进行反复充放电。
为了防止其进一步劣化，2012年10月通信专业对该电池组进行了连续3次的均衡充电，对单节电池进行了活化操作，及时有效的缓解了上述电池的劣化趋势，有效地提高了蓄电池的使用寿命。
5蓄电池浮充电压的设置
阀控铅酸蓄电池在电力系统的广泛采用的是浮充运行，浮充运行是在使用中将蓄电池组和整流器设备并接在负载回路作为支持负载工作的唯一后备电源，电池组平时并不放电，负载的电流全部由整流器供给。只有当市电中断或整流器发生故障时，蓄电池组才担负对负载单独供电任务，这种工作方式可以起平滑滤波作用这是由于蓄电池对低频谐波电压呈现极小电阻，对纹波电压有明显的旁路作用，从而保证了负载设备对电压的要求。
浮充电压的选择，国外一般选择稍高的浮充电压，范围可达2.25—2.33V，国内稍低2.23—2.27V。由于浮充电压与环境温度有密切关系，通常浮充电压是指环境25℃而言，所以当环境温度变化时，需按温度系数补偿，调整浮充电压。不同厂家电池的温度补偿系数不一样，在设置开关电源浮充参数时，应根据说明书上的规定设置温度补偿系数，一般电池的温度补偿系数为±3.5mV/C。
参考文献：
[1]候振义、夏峥，通信电源站原理及设计，人民邮电出版社，2002年版。
[2]华北电网通信专业管理制度汇编-华北通信电源维护管理办法，1997。
[3]贾继伟、蔡仁冶，通信电源的科学管理与集中监控，人民邮电出版社，2004年8月
[4]通信用阀控式密封铅酸蓄电池 YD/T799-2002
摘要：通过多年对2V通信阀控密封铅酸蓄电池进行核对性放电，结合阀控蓄电池日常维护工作中积累的经验和数据，介绍如何通过科学的电池充放电方法降低蓄电池劣化趋势提高电池使用寿命改善通信蓄电池容量特性。
关键词：蓄电池；核对性放电；降低；劣化趋势
0.引言
通信蓄电池作为电力通信系统中的直流系统向外供电的唯一设备，其性能的好坏直接关系到电力系统和厂站通信系统的安全和可靠。但是由于运行维护不当，经常会导致蓄电池组中个别蓄电池的早期失效，从而严重影响整个电池组的放电容量，严重者会导致整个供电系统的崩溃。因此必须加强对通信蓄电池的维护和保养提高蓄电池的使用寿命和效率使其处于良好的运行状态。
1.阀控式铅酸蓄电池自放电的原因
电池的自放电是指发生存储期间容量降低的现象，电池开路时由于自放电使电池容量损失。自放电通常主要在负极，因为负极活性物质为较活泼的海绵状铅电极，在电解液中其电势比氢低，可发生置换反应。电极中如存在着析氢过电位低的金属杂质，这些杂质和负极活性物质能形成腐蚀微电池，结果负极金属自溶解，并伴有氢气析出，从而电池容量减少。正级的自放电是由于在放置期间，正极活性物质发生分解，形成硫酸铅并伴随着氧气析出，在电极的上端和下端，以及电极的孔隙和电极的表面处酸的浓度不同，因而电极内外和上下形成了浓差电池。处在较稀硫酸区域的二氧化铅为负极，氧化过程析出氧气；处在较浓硫酸区域的二氧化铅为正极，进行还原过程，二氧化铅还原为硫酸铅。这种浓差电池在充电终了的正极和放电终了的正极都可形成，因此都有氧析出。但是在电解液浓度趋于均匀后，浓差消失，由此引起的自放电也就停止了。
2.弥补自放电能量损失的措施
为了及时补充因自放电引起的能量损失就必须对蓄电池进行充电。在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时较容易地还原为铅。如果电池的使用和维护不当，如经常处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法充电很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至造成蓄电池寿命终止，该现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化和抵制自放电导致容量减少，必须及时对蓄电池进行充电。
3、科学地进行蓄电池的日常维护
3.1 两种蓄电池端电压测量的方法
蓄电池端电压测量是为了判断蓄电池的性能一般通过两个方法进行（执行标准是信息产业部发布的《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》（YD/T799-2002）
第一种方法是蓄电池组在浮充状态下测量各单体电池的端电压，要求最大节电压与最小节电压不得超过90 mV（较低标准）或者计算整组电池的平均值，然后对每支电池的端电压与平均值进行比较两者之差不大于50mV（高标准），如果发现偏差大于50mV则需要进行充放电试验以提高蓄电池的性能。
第二种方法是开路电压法，就是将蓄电池与高频开关电源断开静置1个小时后测量各节电压，要求最大节电压与最小节电压不得超过20 mV。
3.2 日常维护中发现的问题及整改方法
对三河发电公司通信用蓄电池多年测量结果发现，核对性放电前后蓄电池浮充电节电压有明显的改善，同时有利于改善蓄电池的性能，但是發现核对性放电前节电压与组平均电压最大差值为120 mV，而放电后差值减少为90 mV，但个别数据不能满足平均值比较方法中要求的差值不大于50 mV的较高标准，这是由于测量人员测量方法、使用的表计以及测量时系统与直流母线并列运行有关，受高频开关电源浮充电流影响测时数据不稳定将造成端电压数据不能真实反映蓄电池的性能优劣，因此自2012年按网调要求开始使用开路电压法测量蓄电池端电压。这种方法可以科学的反映蓄电池的特性。
4密封蓄电池的核对性放电
4.1核对性放电
核对性放电一般有两种方式第一是以实际负荷做核对性容量放电，放出额定容量的30-40%；第二是以10小时率做核对性容量放电，放电深度为100%。目前电力系统通信用蓄电池均备有两组并列运行，因此一般建议断开高频开关电源由单独的充放电设备进行放电。
4.2 标示电池的选择
蓄电池的容量多少取决于整组蓄电池中容量较小的一只单体电池，也就是以电池组中最先达到放电终止电压的那一只为基准，在进行日常维护和核对性放电时应该着重对其中容量小的蓄电池进行监测，选定的这个容量最小的电池就是标示电池。
标示电池选出后并不一定是固定不变的，过一定时间后应重新确认，如果在连续三次放电循环中一只电池始终是最低的，这可判断其为落后电池，对整组电池进行均衡充电可以改善落后电池性能，情况严重的在条件允许的情况下则需要对其进行活化。
4.3 补充充电改善蓄电池性能
当发现电池组中存在落后电池时应对整组蓄电池进行均衡充电，均充工作按规定电压2.35V/节均充一次，时间为12小时或24小时。核对性放电试验后发现存在这种情况应首先进行放电再进行放电后的补充电，反复进行可有效改善电池性能。充电时可采用恒流恒压的补充充电方法。即将充电电流限制在0.20C10以下（一般用0.1 C10～0.2C10充电），待电池端电压上升到2.30—2.35V/单体时，在充电电流降到0.1 I10或充电超过10h 后转为浮充。
4.4 通过核对性放电改善容量特性的方法
在连续多年的蓄电池核对性放电过程中发现A组蓄电池组2中第3、11、22节电池节电压；A组蓄电池组1第1、19节电压始终较组中其它节电压低近150 mV之多，并且在整个放电过程中放电至5小时后，电池节电压下降有明显的加速趋势，整个电池组容量受该电池影响降低，我们日常充放电工作的重点就是及时发现这些落后电池，针对这些电池进行活化操作，通过整组电池的核对性放电或者单独对这一节电池进行反复充放电。
为了防止其进一步劣化，2012年10月通信专业对该电池组进行了连续3次的均衡充电，对单节电池进行了活化操作，及时有效的缓解了上述电池的劣化趋势，有效地提高了蓄电池的使用寿命。
5蓄电池浮充电压的设置
阀控铅酸蓄电池在电力系统的广泛采用的是浮充运行，浮充运行是在使用中将蓄电池组和整流器设备并接在负载回路作为支持负载工作的唯一后备电源，电池组平时并不放电，负载的电流全部由整流器供给。只有当市电中断或整流器发生故障时，蓄电池组才担负对负载单独供电任务，这种工作方式可以起平滑滤波作用这是由于蓄电池对低频谐波电压呈现极小电阻，对纹波电压有明显的旁路作用，从而保证了负载设备对电压的要求。
浮充电压的选择，国外一般选择稍高的浮充电压，范围可达2.25—2.33V，国内稍低2.23—2.27V。由于浮充电压与环境温度有密切关系，通常浮充电压是指环境25℃而言，所以当环境温度变化时，需按温度系数补偿，调整浮充电压。不同厂家电池的温度补偿系数不一样，在设置开关电源浮充参数时，应根据说明书上的规定设置温度补偿系数，一般电池的温度补偿系数为±3.5mV/C。
参考文献：
[1]候振义、夏峥，通信电源站原理及设计，人民邮电出版社，2002年版。
[2]华北电网通信专业管理制度汇编-华北通信电源维护管理办法，1997。
[3]贾继伟、蔡仁冶，通信电源的科学管理与集中监控，人民邮电出版社，2004年8月
[4]通信用阀控式密封铅酸蓄电池 YD/T799-2002