杜 民（陜西省通信公司 710065）
通信電源是通信暢通的重要保障。蓄電池組作為通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，是電源系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)供電的最后保證。
VRLA（Valve-regulate Lead Acid）蓄電池由于具有體積小、體積比能大、無污染、在使用期間不需加水和維護(hù)相對(duì)簡單等優(yōu)勢而被迅速推廣，VRLA蓄電池已成為電信電源系統(tǒng)的重要組成部分。
在近幾年的實(shí)際使用中，因VRLA蓄電池故障造成的通信中斷事件屢屢發(fā)生，部分設(shè)計(jì)壽命為10～15年的閥控式密封鉛酸蓄電池在使用3～4年后即出現(xiàn)故障，對(duì)電信電源的供電造成威脅。VRLA蓄電池的外殼一般為ABS工程塑料，在維護(hù)中無法像對(duì)防酸式蓄電池那樣以測量電液比重、觀察液面和極板等判斷電池的好壞。隨著維護(hù)體制改革的深化和電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的逐步實(shí)施，電源維護(hù)也由傳統(tǒng)的單一專業(yè)的現(xiàn)場職守維護(hù)，變?yōu)樯偃恕o人執(zhí)守的綜合維護(hù)。維護(hù)人員減少，設(shè)備維護(hù)量不斷增加，因此傳統(tǒng)的蓄電池維護(hù)測試方法已很難滿足維護(hù)的需要。因此，結(jié)合目前電信維護(hù)模式和維護(hù)手段，確定高效、準(zhǔn)確的綜合測試方法判斷VRLA蓄電池的好壞日益重要。
1 VRLA蓄電池的容量與電池內(nèi)阻或電導(dǎo)的關(guān)系
通常，VRLA蓄電池的實(shí)際容量小于額定容量的80%，即認(rèn)為電池的壽命已終結(jié)。通過電池內(nèi)阻或電導(dǎo)的測量我們可以判斷電池極板的表面情況，判定其化學(xué)反應(yīng)能力。一般認(rèn)為電池的故障均會(huì)引起其內(nèi)阻或電導(dǎo)的變化，單體電池的容量隨其內(nèi)阻的增加而下降。電池的內(nèi)阻、電導(dǎo)值可以用電池內(nèi)阻測試儀、電導(dǎo)測試儀方便地測出，[但電池的內(nèi)阻隨電池溫度的變化而變化(可以修正)]。電池內(nèi)阻與測試接觸電阻在一個(gè)數(shù)量級(jí)（都是0.1MΩ級(jí)），測試受接觸電阻和測試儀表的影響很大，測試結(jié)果的離散性較大，而用以判斷電池好壞的基準(zhǔn)內(nèi)阻值也受測試人和測試環(huán)境的影響難以準(zhǔn)確確定，因而通過測量電池浮充狀態(tài)下的內(nèi)阻來判斷電池的好壞并不是很理想的方法。
電池的電導(dǎo)測試值和電池的放電時(shí)間（容量）有緊密的關(guān)聯(lián)性。因此用電池的電導(dǎo)可以判斷電池狀態(tài)的好壞。
電池的電導(dǎo)值與電池容量的關(guān)聯(lián)性較好，一般情況下，當(dāng)電池浮充時(shí)的電導(dǎo)值大于等于其參照電導(dǎo)值的65%可判斷為“健康”電池；小于等于其參考電導(dǎo)值的55%時(shí)，可判斷為故障電池。各個(gè)廠家用相同技術(shù)生產(chǎn)的相同容量VRLA蓄電池的電導(dǎo)值差別不大，所以電池的參考電導(dǎo)值可以通過測量一組新電池組的平均電導(dǎo)值獲得。電導(dǎo)測試雖然判斷范圍過大，不利于準(zhǔn)確地判斷故障電池，但因其測試簡單，省時(shí)、省力，用于定性判斷電池的好壞還是非常有效的。
2 根據(jù)電池端電壓的一致性判斷電池組的故障電池
根據(jù)《電信電源維護(hù)規(guī)程》的要求，一組電池的單體端電壓不允許超出電池平均單體電壓的±50mV（超出電壓范圍的電池可能由沒有正常充電或電池故障引起的）。電池組在正常浮充狀態(tài)下的充電電流，一是補(bǔ)償電池自放電損耗，二是用于氧循環(huán)復(fù)合中PbSO4再充電轉(zhuǎn)變?yōu)镻b，這個(gè)電流值一般情況下非常小，通常只有幾安培。浮充狀態(tài)下，端電壓不能準(zhǔn)確反映出電池內(nèi)阻的大小。同時(shí)，由于VRLA蓄電池的浮充電壓和電流的關(guān)系受電池內(nèi)部氧再化合的影響，單體電池浮充電壓的偏移范圍較大，因此這種方法檢測的結(jié)果存在誤差。曾出現(xiàn)過，浮充端電壓正常，而放電時(shí)電池不能放電的情況。所以這種檢測方法不能準(zhǔn)確地判斷電池的好壞。
3 根據(jù)電池端電壓特征曲線判斷電池的好壞
根據(jù)電化學(xué)理論，鉛酸蓄電池的內(nèi)阻R包括歐姆內(nèi)阻RΩ和極化內(nèi)阻RP，其中歐姆內(nèi)阻RΩ指的是極板、極柱、匯流條、溶液、隔膜的電阻，這類電阻符合歐姆定律。極化內(nèi)阻RP是指電極的電荷傳遞極化電阻、擴(kuò)散極化電阻等，它們不符合歐姆定律。電池充、放電時(shí)，電池的阻抗Z和電池的內(nèi)阻有對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，內(nèi)阻大，電池的阻抗必然也大。因此，電池的內(nèi)阻和電池組充放電時(shí)的端電壓存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。鉛酸蓄電池在放電時(shí)，電池的端電壓=電池的化學(xué)電動(dòng)勢－電池兩端的電壓降。端電壓低，說明電池的阻抗大，內(nèi)阻也大，電池的容量小，反之亦然。鉛酸蓄電池在充電時(shí)，電池的端電壓=電池的化學(xué)電動(dòng)勢+電池兩端的電壓降。端電壓高，電池的阻抗大，內(nèi)阻也大，電池的容量小，反之亦然。對(duì)于一組良好的電池組，其充、放電的各個(gè)端電壓特征曲線必然是均勻、一致的，因此，通過測量電池組的端電壓也可以判斷一組電池的好壞。在已經(jīng)實(shí)施動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控的局所，通過短時(shí)間的放電，或利用市電停電時(shí)的電池放電端電壓曲線來檢查電池的好壞是行之有效的辦法。
圖1是通過動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)檢測到的電池放電端電壓曲線，可以非常準(zhǔn)確地判斷電池的優(yōu)劣。圖1（a）表明9#電池的性能良好，圖1（b）則表明電池組中2#電池為故障電池，雖然在放電前浮充電壓正常.。
利用蓄電池容量測試儀對(duì)電池組進(jìn)行約15 min短時(shí)間的在線放電檢測，根據(jù)端電壓特征曲線確定落后電池，并預(yù)測電池的容量。這種方法和動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的檢測原理一樣，都是利用了電池充放電時(shí)端電壓與電池內(nèi)阻的關(guān)聯(lián)性，不同的是蓄電池容量測試儀在軟件上預(yù)加了正常電池的端電壓特征曲線，通過對(duì)照可以計(jì)算出電池的容量。
（a） （b）
圖1 通過動(dòng)力監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的電池放電端電壓曲線
利用動(dòng)力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和智能蓄電池容量測試儀通過對(duì)VRLA蓄電池進(jìn)行在線短時(shí)間放電檢測，可以判斷出故障電池，利用智能蓄電池容量測試儀還可以較準(zhǔn)確地預(yù)測出電池組的容量。但是，VRLA蓄電池（尤其是使用年限較長的電池）大電流深度充、放電的過程有可能不是完全可逆的，單純的短時(shí)放電快速測試電池容量的方法依然不能完全準(zhǔn)確地反應(yīng)出電池組的實(shí)際容量。
4 離線式容量試驗(yàn)
對(duì)電池組進(jìn)行離線放電試驗(yàn)，以10小時(shí)率放電可以準(zhǔn)確地測量電池組的容量，但蓄電池組必須脫離系統(tǒng), 在放電過程中找出落后電池, 以落后電池到達(dá)終止電壓時(shí)的放電時(shí)間與放電電流來估算其容量, 并以此容量作為整組電池的容量。但這種方法存在很多缺點(diǎn)：
（1）電池組需脫離系統(tǒng),，在放電期間和放電后的充電期間，如遇緊急情況，電池不能向負(fù)載供電。
�。�2）容易因人為疏忽造成過度放電，同時(shí)放電試驗(yàn)會(huì)加速電池的老化，減少電池的使用壽命。
�。�3）工作量過大, 難以全面進(jìn)行，需消耗大量電能。
�。�4）試驗(yàn)給出的是試驗(yàn)時(shí)電池的容量和性能，不能預(yù)測電池組未來的容量和性能。
因此，這種辦法應(yīng)避免頻繁地使用。
5 確定判斷VRLA蓄電池好壞的綜合測試方法
通過以上比較可知，目前所常用的幾種VRLA蓄電池的測試方法中單獨(dú)的任何一種都難以準(zhǔn)確、高效的確定VRLA蓄電池的容量與好壞，只有針對(duì)不同的維護(hù)對(duì)象根據(jù)目前電信的維護(hù)模式和維護(hù)手段，綜合利用VRLA蓄電池的幾種測試方法，才能保證維護(hù)質(zhì)量，確保安全供電。
（1）對(duì)于交換端局及以上綜合局的直流供電系統(tǒng)的主電池組，日�？梢酝ㄟ^監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測電池組的端電壓；周期性（每季或半年）觀測、分析市電停電時(shí)或人為設(shè)低整流系統(tǒng)的系統(tǒng)輸出電壓時(shí)的電池組短時(shí)充、放電單體電池的端電壓特征曲線；人工周期巡檢時(shí)（每月），應(yīng)對(duì)電池組進(jìn)行必要的清潔、維護(hù)，測量單體電池的電導(dǎo)值并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量的電導(dǎo)值進(jìn)行分析比較；每年可以用快速電池容量測試儀預(yù)測電池組容量；每兩年應(yīng)按《電信電源維護(hù)規(guī)程》要求做一次離線電池組容量試驗(yàn)并修正快速容量測試的結(jié)果。
�。�2）UPS等系統(tǒng)的高電壓電池組，因?yàn)閱误w數(shù)量多、電壓高，一般監(jiān)控系統(tǒng)沒有對(duì)電池組單體端電壓進(jìn)行監(jiān)測，因此在人工周期巡檢時(shí)（每月），應(yīng)對(duì)電池組進(jìn)行必要的清潔、維護(hù)，測量單體電池的電導(dǎo)值和端電壓并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量值進(jìn)行分析、比較；有條件的每年還可以對(duì)電池組進(jìn)行快速容量試驗(yàn)或核對(duì)性容量試驗(yàn)。
�。�3）農(nóng)話、接入網(wǎng)點(diǎn)的電池組，由于網(wǎng)點(diǎn)多而分散，維護(hù)人員少，為節(jié)省投資，監(jiān)控系統(tǒng)一般也沒有對(duì)電池組單體端電壓進(jìn)行監(jiān)測，因此很難保證常規(guī)維護(hù)。對(duì)此，可以通過人工周期巡檢（每月或季）對(duì)電池組進(jìn)行必要的清潔、維護(hù)，測量單體電池的電導(dǎo)值和端電壓并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量值進(jìn)行分析、比較；有條件的還可以每年（或兩年）對(duì)電池組進(jìn)行一次快速容量試驗(yàn)。
