嚴(yán)安

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水 323000）

電力通信電源系統(tǒng)維護(hù)方案的探討

嚴(yán)安

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水 323000）

電力通信電源系統(tǒng)維護(hù)要在深入分析失效機(jī)理、表現(xiàn)的基礎(chǔ)上合理運(yùn)用有效測(cè)試技術(shù)及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，做好通信電源系統(tǒng)的日常管理與運(yùn)行維護(hù)，以保證電力系統(tǒng)通信安全與質(zhì)量。本文分析了電力通信電源蓄電池原理及失效機(jī)理，對(duì)蓄電池早期失效現(xiàn)象與測(cè)試方法進(jìn)行了總結(jié)，并提出了幾點(diǎn)蓄電池維護(hù)建議，希望能為電力通信電源系統(tǒng)的維護(hù)提供參考。

電力行業(yè)通信電源系統(tǒng)維護(hù)注意事項(xiàng)

電力行業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)肩負(fù)著電網(wǎng)運(yùn)行中數(shù)據(jù)交換的重責(zé)大任，是關(guān)系到數(shù)據(jù)通訊管理質(zhì)量的重要部分，對(duì)于維系電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義，因此加強(qiáng)電力系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)的管理與建設(shè)至關(guān)重要。通信電源系統(tǒng)作為通訊的核心設(shè)備，其正確使用與維護(hù)直接關(guān)系到其功能能否順利實(shí)現(xiàn)，需要運(yùn)行維護(hù)人員在管理中積極探索總結(jié)。近年來(lái)由于電力通信管理工作中維護(hù)方面的不足導(dǎo)致老舊電源系統(tǒng)安全隱患頻發(fā)，威脅通信安全與質(zhì)量，因此在通信電源系統(tǒng)維護(hù)管理中要正確掌握蓄電池使用方法及注意須知，以提升通信系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性。本文主要針對(duì)電力通信電源系統(tǒng)維護(hù)方案進(jìn)行探討。

1　電力通信電源蓄電池原理及失效機(jī)理

（1）工作原理。電力通信系統(tǒng)中所使用的蓄電池主要以閥控式密封鉛酸電池為主，該蓄電池因體積小、占地小、重量輕、放電性能高、易于疊放、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于電力通信領(lǐng)域，該蓄電池主要成分有PbO2、H2SO、Pb，其中后兩種因造價(jià)便宜、電位差較高因此在在閥控蓄電池方面得到了大力發(fā)展與應(yīng)用。

閥控式密封鉛酸電池正極活性電極反應(yīng)表達(dá)式為：

PbO2+3H++HSO4+2e=PbSO4+2H2O

負(fù)極活性反應(yīng)表達(dá)式為：Pb+HSO4-2e=PbSO4+H+

電池反應(yīng)表達(dá)式為：Pb+PbO2+2H++2HSO4=2PbSO4+2H2O

從以上三個(gè)反應(yīng)式可以看出硫酸參與電化學(xué)反應(yīng)并傳導(dǎo)電流，放電過(guò)程中硫酸生成水降低電解液濃度，充電時(shí)消耗水生成硫酸從而導(dǎo)致電解液濃度升高，并且整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中并不會(huì)生成氫氣與酸氣等危險(xiǎn)氣體。

（2）失效機(jī)理。在電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)中蓄電池組的存在都起著至關(guān)重要的作用，平常狀態(tài)下蓄電池組保持充電備用狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)充電機(jī)故障或者交流失電故障時(shí)，蓄電池組向程控交換機(jī)或者其他直流負(fù)荷提供能量為確保油機(jī)及時(shí)完成供電，從這方面來(lái)看，蓄電池組在日常狀態(tài)下并未對(duì)通信系統(tǒng)運(yùn)行作出較大貢獻(xiàn)，但是一旦出現(xiàn)電力事故，蓄電池組肩負(fù)了整個(gè)系統(tǒng)的能量貢獻(xiàn)，一旦蓄電池組出現(xiàn)問(wèn)題意味著整個(gè)通信系統(tǒng)將有可能癱瘓，從而造成重大電力事故以及經(jīng)濟(jì)損失，因此重視蓄電池組是保障電力通信系統(tǒng)持續(xù)良好運(yùn)行的關(guān)鍵。由于不同蓄電池各自失效機(jī)理不同，所以在運(yùn)行維護(hù)管理方面的需求也千差萬(wàn)別，要針對(duì)蓄電池類(lèi)型實(shí)施針對(duì)性運(yùn)行維護(hù)管理辦法。比如較常使用的閥控式鉛酸蓄電池，其失效機(jī)理以失水、極板硫酸化等為主，維護(hù)管理中要重點(diǎn)關(guān)注電壓及核對(duì)性放電，及時(shí)更換極板；鎘鎳電池失效機(jī)理為電解液碳酸化及記憶效應(yīng)，維護(hù)管理要采取加水、換液、活化舉措，加強(qiáng)對(duì)電壓、液面及核對(duì)性放電監(jiān)控；開(kāi)口式鉛酸蓄電池，其失效機(jī)理以極板腐蝕、活性物質(zhì)脫落等為主，維護(hù)管理中要采取加水、加酸舉措，加強(qiáng)對(duì)電壓、液面密度溫度計(jì)核對(duì)性放電的監(jiān)控。

2　蓄電池早期失效現(xiàn)象與測(cè)試方法

（1）失效現(xiàn)象。電力通信系統(tǒng)中最常使用的閥控式鉛酸蓄電池早期失效現(xiàn)象主要有六大典型表現(xiàn)：一是失水，充電狀態(tài)下的蓄電池在復(fù)合反應(yīng)不完全的情況下出現(xiàn)失水現(xiàn)象造成板柵腐蝕；二是熱失控，充電過(guò)程中由于密封結(jié)構(gòu)導(dǎo)致熱量無(wú)法順利散出，電池升溫過(guò)高導(dǎo)致失效；三是工藝缺陷，因閥蓋開(kāi)閉失靈、電解液滲漏、電腐蝕斷裂等造成運(yùn)行失效；四是負(fù)極板硫酸鹽化，硫酸鉛的存在導(dǎo)致負(fù)極長(zhǎng)期處于非完全充電狀態(tài)從而形成不可逆硫酸鉛；五是溫度異常，蓄電池充電運(yùn)行過(guò)程中充電、放電過(guò)量，并且缺乏有效的運(yùn)行維護(hù)從而導(dǎo)致溫度異常，由于閥控式鉛酸蓄電池本身的貧液式設(shè)計(jì)使得電池本身對(duì)于周?chē)h(huán)境溫度較為敏感，溫度每增加10℃壽命就會(huì)減少一半，因此溫度過(guò)度會(huì)嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命，因此在充電方面必須要十分注意，同時(shí)充電機(jī)組也必須保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，以提供溫度補(bǔ)償；六是蓄電池本身的離散型影響，須知電極材料的選取、合成、安裝等工藝中存在的非穩(wěn)定因素及不一致因素導(dǎo)致了電池性能的離散，為蓄電池組的運(yùn)行埋下安全隱患，尤其是性能不一致的蓄電池組投入運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致其浮充電壓有假的哦啊差異，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)導(dǎo)致極板腐蝕與失水等問(wèn)題，造成容量損失及極板硫酸化等嚴(yán)重后果，從而致使蓄電池組性能劣化，無(wú)法順利滿足運(yùn)行要求。

（2）測(cè)試方法。電力通信系統(tǒng)中高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備正常使用時(shí)維護(hù)工作量較小，按照相關(guān)規(guī)程要求，需要對(duì)蓄電池組實(shí)施常規(guī)月度、季度、年度保養(yǎng)與維護(hù)，常規(guī)保養(yǎng)工作主要以蓄電池組清潔檢查、過(guò)熱檢查、浮充電流電壓測(cè)量、總電壓測(cè)量等為主，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果決定是否進(jìn)行均衡充電。目前國(guó)內(nèi)外蓄電池組的測(cè)量技術(shù)主要以內(nèi)阻測(cè)試（電導(dǎo)測(cè)試）、核對(duì)性放電測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)為主，這些技術(shù)各有利弊，要根據(jù)工作要求選擇最佳測(cè)試方法以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。

所謂內(nèi)阻測(cè)試主要是對(duì)蓄電池組做簡(jiǎn)單的電導(dǎo)測(cè)試或者內(nèi)阻測(cè)試，利用直流、交流信號(hào)電源完成測(cè)試，其優(yōu)勢(shì)在于測(cè)試時(shí)間短、省時(shí)省力，但是由于其無(wú)法準(zhǔn)確顯示蓄電池組的容量，對(duì)測(cè)試儀表的精度要求也較高，因此限制了內(nèi)阻測(cè)試的廣泛應(yīng)用，目前該項(xiàng)測(cè)試技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外通信、電力、郵政等諸多行業(yè)。核對(duì)性放電測(cè)試是利用蓄電池組10%電流做恒流做持續(xù)10h放電，該測(cè)量方法可準(zhǔn)確反應(yīng)蓄電池組的容量，測(cè)試結(jié)果真實(shí)直觀，且維護(hù)簡(jiǎn)單，但是由于費(fèi)時(shí)費(fèi)力且放電過(guò)程中需要長(zhǎng)時(shí)間觀察放電過(guò)程即情況，因此限制了其廣泛應(yīng)用，目前多數(shù)集中在鐵路、通信、電力、郵政等領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)方法依托于當(dāng)前快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)蓄電池組的運(yùn)行狀態(tài)、電壓電流情況、溫度情況等實(shí)施全面監(jiān)測(cè)，通過(guò)額外添加放電模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制放電，該技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)在于可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控，弱點(diǎn)在于需要對(duì)每個(gè)蓄電池組添加在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，維護(hù)技術(shù)水平高、難度大，目前主要應(yīng)用于電力、鐵路與通信領(lǐng)域。

3　蓄電池維護(hù)建議

電力通信電源系統(tǒng)維護(hù)工作中要經(jīng)常檢查蓄電池端電壓情況、連接是否松動(dòng)、安全閥與極柱周?chē)欠裼袧B酸現(xiàn)象以及電池殼體有無(wú)變形及滲漏等，若出現(xiàn)以上任意一種情況要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)檢修或更換處理。在蓄電池組出現(xiàn)浮充電壓有兩只以上低于2.18V、放電超過(guò)額定容量20%以上或者擱置不用時(shí)間超過(guò)三個(gè)月、全浮充運(yùn)行超過(guò)三個(gè)月必須實(shí)施均衡充電。要保持每年一次的頻率對(duì)蓄電池組進(jìn)行核對(duì)性放電測(cè)試，尤其是每年需安裝新蓄電池組或者大修時(shí)必須要進(jìn)行放電測(cè)試，對(duì)于不能停運(yùn)的蓄電池組要做50%額定容量測(cè)試。要積極測(cè)量蓄電池組內(nèi)阻或電導(dǎo)，通過(guò)測(cè)量結(jié)果分析電池離散性，通過(guò)對(duì)比多次檢測(cè)結(jié)果來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)離散性較大的電池并進(jìn)行專(zhuān)業(yè)處理。蓄電池組維護(hù)過(guò)程中要注意每次放電后及時(shí)充電，避免蓄電池組過(guò)電流或者過(guò)電壓充電，盡量避免長(zhǎng)期擱置，若擱置時(shí)間超過(guò)三個(gè)月必須進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)后才可再投入運(yùn)行，要避免蓄電池組過(guò)放電，避免長(zhǎng)期浮充不放電，避免使用波紋較大的充電機(jī)，配以溫度補(bǔ)償功能控制蓄電池組溫度，避免電池壽命受影響。至于老化的蓄電池組，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以處理，可通過(guò)采取監(jiān)測(cè)浮充電壓、核對(duì)性放電測(cè)試、內(nèi)阻電導(dǎo)監(jiān)測(cè)等及時(shí)發(fā)現(xiàn)老舊蓄電池組，發(fā)現(xiàn)后要及時(shí)對(duì)欠沖電池進(jìn)行在線補(bǔ)充電，對(duì)輕度極板硫酸化電池進(jìn)行激活處理，對(duì)于嚴(yán)重硫酸化或者短路開(kāi)路、電解液干枯電池進(jìn)行更換處理。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電力通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)可有效降低各類(lèi)安全隱患發(fā)生的幾率，對(duì)于確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行有積極意義。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力通信電源管理維護(hù)工作不力會(huì)導(dǎo)致蓄電池組電源系統(tǒng)安全隱患頻發(fā)，威脅通信安全與質(zhì)量，因此要深入分析蓄電池組失效原因及表現(xiàn)，應(yīng)用有效測(cè)試方法及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做好日常運(yùn)行維護(hù)管理，以提升以提升通信系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性。

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嚴(yán)安（1961—），男，高級(jí)技師，工程師，從事電力系統(tǒng)通信運(yùn)行維護(hù)工作。