1 前言

　　某地電信中心機站發生通訊中斷故事，分析原因是，機站配置48 V 4000 Ah 電池組，采用4 組并聯每組24 只GFM- 1000 電池， 負載電流為260～300 A。電池為使用6 年半左右的VRLA (AGM) 電池。經檢查，4 組并聯電池組中，每組都有2～3 只容量很低的電池存在，當電池組負載放電時，整組電池電壓下降較快，在維護人員趕到前，總電壓已降至脫離電壓，所以導致發生通訊中斷事故。

　　某省的電信中心機站也發生過通訊中斷的嚴重事故，說明中國通訊行業中使用的VRLA 備用電池存在著較為嚴重的可靠性隱患，主要表現在：使用中后期缺乏行之有效的可靠性檢測方法及標準。

　　結合多年來在VRLA 電池的制造、工藝、使用維護等方面積累的經驗，特提出一種檢測VRLA 電池可靠性的方法，以期對同行有所借鑒，對VRLA備用電池組用戶的維護有所幫助。

　　2 通訊用VRLA 備用電池組配置

　　通訊用VRLA 備用電池組的電壓一般為48 V;中心機站一般把幾組24 只2V GFM系列的大容量48 V 電池組并聯起來;非中心機站及邊際網一般采用幾組4 只12V GFM系列48 V 電池組并聯方式，或采用幾組24 只2V GFM系列中小容量48 V電池組并聯方式。

　　通訊用48 V VRLA 備用電池組的容量大小是根據負載大小來配置的。負載電流一般設計為C10/15(A)左右。市電中斷時，在正常情況下，電池組能堅持供電12～16 h。例如：中心機站負載為48 V×270 A 左右時，一般配置48 V 4000 Ah 的電池組，常用4 組48 V 1000 Ah 電池組并聯起來，或者采用2 組48 V 2000 Ah 電池組并聯。

　　3 UPS 備用VRLA 電池組配置

　　UPS 備用VRLA 電池組一般常用的有220 V、380 V 電池組。電池組的容量大小是根據負載大小而定的，最大負載電流大小一般為電池組的1～2小時放電率。市電中斷時，在電池組正常情況下，至少能堅持供電1～2 h 左右。

　　4 市電斷電時的處理程序

　　中心通訊機站一般都備有柴油發電機系統，所以市電中斷后，VRLA 電池組只要能堅持供電2 h左右，就能啟動柴油發電機系統來供電。

　　對一般性的通訊機站，因為是無人值守的，所以有關維護人員一般需要4～5 h 左右才能趕到機站，啟動柴油發電系統，所以市電中斷后，VRLA電池組要求能堅持供電4～5 h 左右。

　　對于UPS 機站，市電中斷后，VRLA 電池組只要堅持供電15～30 min，有關人員就能啟動柴油發電系統供電。

　　5 市電斷電后的現狀

　　雖然現在VRLA 備用電池組容量配置裕度都較大，特別是對通訊備用電源，電池組容量只要有額定容量的40 %左右，至少能對負載供電達6 h左右，使維護人員有足夠的時間啟動柴油發電系統，從而保證通訊的正常運行。

　　但是，現實中常有通訊中斷事故，中斷2 h 以上的重大事故也不少見。這是因為：VRLA 電池組平時大多數時候都處于浮充備用狀態，只要每組電池中有極少部分的電池容量很小，在市電中斷而由電池組供電時，電池組總電壓就會下降很快，很快降至脫離電壓，使電池組對負載供電池時間較短，人們來不及啟動柴油發電系統，從而造成通訊中斷事故。

　　這其實并不僅僅只是VRLA 電池容量大小的問題，而且是VRLA 電池容量可靠性的問題，因為我們不可能頻繁地對電池組進行容量檢測。所以重要的是對VRLA 電池的容量的可靠性有一種判斷的方法(或稱為判斷標準)。

　　6 VRLA 電池容量可靠性有關的因素

　　現在的中心機站一般都有浮充檢控，對沒有檢控的機站，運維人員也會每隔一段時間去檢測電池浮充電壓的大小。但是電池的浮充電壓大小并不能較好地反應出電池內部狀態的可靠性，經常有浮充電壓很正常的電池，其容量已很小的情況。

　　多年來，通過對大量容量嚴重偏低且失效電池的分析及解剖，發現失效的原因主要有以下兩種類型：

　　第一種類型：匯流排及板耳腐蝕斷裂。一般有以下特點：

　　a) 負極匯流排及負極板耳腐蝕嚴重， 負極板耳與負極匯流排基本腐蝕脫離;

　　b) 正匯流排與正板耳完整， 無明顯腐蝕跡象;

　　c) 正極板完整， 無明顯變形膨脹現象， 活性物質無明顯的糊狀;

　　d) 正極板柵較完整;

　　e) 負極板完整， 不發硬， 無明顯硫酸鹽化之跡象。

　　也就是說， 對于第一種失效類型， 電池除了匯流排與板耳腐蝕斷裂外， 其余部分都正常。

　　第二種類型： PCL 現象。

　　一般有以下特點：

　　a) 正極匯流排與正極板耳完整， 無明顯腐蝕之現象;

　　b) 負極匯流排與負極板耳完整， 無明顯穿透型腐蝕;

　　c) 正極板完整， 無明顯變形膨脹現象， 活性物質無明顯的糊狀;

　　d) 正極板柵較完整;

　　e) 負極板完整，不發硬，無明顯硫酸鹽化之跡象;

　　f) 正極板發生早期容量損失現象， 使電池容量很小。

　　所以，影響VRLA 電池容量可靠性的因素主要有兩個：第一個是匯流排與板耳的腐蝕狀況，主要是負極匯流排與負極板耳的腐蝕狀況。第二個就是所謂的PCL 現象，即早期容量損失現象。對于VRLA 電池，主要是正極板的早期容量損失現象。

　　7 VRLA 電池可靠性檢測方法

　　對使用期為3 年以內的VRLA 電池組，每年做一次容量檢測，將C10 容量比同組電池中最高容量低10 %以上的電池換掉。

　　對使用3 年以上的電池組，每年檢查一次匯流排與板耳的腐蝕情況，然后再作容量檢測，具體操作方法如下：

　　(1) 分組檢測，檢測時應斷開熔絲;

　　(2) 開閥;

　　(3) 用內窺鏡(即胃鏡) 伸入電池氣室內，觀察匯流排與板耳的腐蝕情況，檢查時應注意不要損傷隔板;

　　(4) 如匯流排與板耳腐蝕較嚴重：匯流排有斷裂現象，部分板耳與匯流排有腐蝕斷裂現象，則應將該電池更換掉，且這樣的電池不能再做容量恢復，應直接報廢(如圖1);

 

　　圖1 腐蝕的板耳和匯流排