電力通信電源系統維護方案的探討

嚴安

【摘 要】電力通信電源系統維護要在深入分析失效機理、表現的基礎上合理運用有效測試技術及早發現問題并解決問題，做好通信電源系統的日常管理與運行維護，以保證電力系統通信安全與質量。本文分析了電力通信電源蓄電池原理及失效機理，對蓄電池早期失效現象與測試方法進行了總結，并提出了幾點蓄電池維護建議，希望能為電力通信電源系統的維護提供參考。

【關鍵詞】電力行業 通信電源 系統維護 注意事項

電力行業通信網絡肩負著電網運行中數據交換的重責大任，是關系到數據通訊管理質量的重要部分，對于維系電力系統安全、穩定運行有重要意義，因此加強電力系統中通信網絡的管理與建設至關重要。通信電源系統作為通訊的核心設備，其正確使用與維護直接關系到其功能能否順利實現，需要運行維護人員在管理中積極探索總結。近年來由于電力通信管理工作中維護方面的不足導致老舊電源系統安全隱患頻發，威脅通信安全與質量，因此在通信電源系統維護管理中要正確掌握蓄電池使用方法及注意須知，以提升通信系統可靠性與穩定性。本文主要針對電力通信電源系統維護方案進行探討。

1 電力通信電源蓄電池原理及失效機理

（1）工作原理。電力通信系統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、維護方便等優勢廣泛應用于電力通信領域，該蓄電池主要成分有Pb02、H2SO、Pb，其中后兩種因造價便宜、電位差較高因此在在閥控蓄電池方面得到了大力發展與應用。

閥控式密封鉛酸電池正極活性電極反應表達式為：Pb02+3H++HS04+2e=PbS04+2H20

負極活性反應表達式為：Pb+HS04-2e=PbS04+H+

電池反應表達式為：Pb+Pb02+2H++2HS04=2PbS04+2H20

從以上三個反應式可以看出硫酸參與電化學反應并傳導電流，放電過程中硫酸生成水降低電解液濃度，充電時消耗水生成硫酸從而導致電解液濃度升高，并且整個化學反應過程中并不會生成氫氣與酸氣等危險氣體。

（2）失效機理。在電力系統通信系統中蓄電池組的存在都起著至關重要的作用，平常狀態下蓄電池組保持充電備用狀態，當出現充電機故障或者交流失電故障時，蓄電池組向程控交換機或者其他直流負荷提供能量為確保油機及時完成供電，從這方面來看，蓄電池組在日常狀態下并未對通信系統運行作出較大貢獻，但是一旦出現電力事故，蓄電池組肩負了整個系統的能量貢獻，一旦蓄電池組出現問題意味著整個通信系統將有可能癱瘓，從而造成重大電力事故以及經濟損失，因此重視蓄電池組是保障電力通信系統持續良好運行的關鍵。由于不同蓄電池各自失效機理不同，所以在運行維護管理方面的需求也千差萬別，要針對蓄電池類型實施針對性運行維護管理辦法。比如較常使用的閥控式鉛酸蓄電池，其失效機理以失水、極板硫酸化等為主，維護管理中要重點關注電壓及核對性放電，及時更換極板；鎘鎳電池失效機理為電解液碳酸化及記憶效應，維護管理要采取加水、換液、活化舉措，加強對電壓、液面及核對性放電監控；開口式鉛酸蓄電池，其失效機理以極板腐蝕、活性物質脫落等為主，維護管理中要采取加水、加酸舉措，加強對電壓、液面密度溫度計核對性放電的監控。

2 蓄電池早期失效現象與測試方法

（1）失效現象。電力通信系統中最常使用的閥控式鉛酸蓄電池早期失效現象主要有六大典型表現：一是失水，充電狀態下的蓄電池在復合反應不完全的情況下出現失水現象造成板柵腐蝕；二是熱失控，充電過程中由于密封結構導致熱量無法順利散出，電池升溫過高導致失效；三是工藝缺陷，因閥蓋開閉失靈、電解液滲漏、電腐蝕斷裂等造成運行失效；四是負極板硫酸鹽化，硫酸鉛的存在導致負極長期處于非完全充電狀態從而形成不可逆硫酸鉛；五是溫度異常，蓄電池充電運行過程中充電、放電過量，并且缺乏有效的運行維護從而導致溫度異常，由于閥控式鉛酸蓄電池本身的貧液式設計使得電池本身對于周圍環境溫度較為敏感，溫度每增加10℃壽命就會減少一半，因此溫度過度會嚴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，同時充電機組也必須保持良好的運行狀態，以提供溫度補償；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定因素及不一致因素導致了電池性能的離散，為蓄電池組的運行埋下安全隱患，尤其是性能不一致的蓄電池組投入運行時會導致其浮充電壓有假的哦啊差異，長時間運行后會導致極板腐蝕與失水等問題，造成容量損失及極板硫酸化等嚴重后果，從而致使蓄電池組性能劣化，無法順利滿足運行要求。

（2）測試方法。電力通信系統中高頻開關電源設備正常使用時維護工作量較小，按照相關規程要求，需要對蓄電池組實施常規月度、季度、年度保養與維護，常規保養工作主要以蓄電池組清潔檢查、過熱檢查、浮充電流電壓測量、總電壓測量等為主，并根據測量結果決定是否進行均衡充電。目前國內外蓄電池組的測量技術主要以內阻測試（電導測試）、核對性放電測試、網絡化在線監測等技術為主，這些技術各有利弊，要根據工作要求選擇最佳測試方法以及時發現問題并解決問題。

所謂內阻測試主要是對蓄電池組做簡單的電導測試或者內阻測試，利用直流、交流信號電源完成測試，其優勢在于測試時間短、省時省力，但是由于其無法準確顯示蓄電池組的容量，對測試儀表的精度要求也較高，因此限制了內阻測試的廣泛應用，目前該項測試技術廣泛應用于國內外通信、電力、郵政等諸多行業。核對性放電測試是利用蓄電池組10%電流做恒流做持續10h放電，該測量方法可準確反應蓄電池組的容量，測試結果真實直觀，且維護簡單，但是由于費時費力且放電過程中需要長時間觀察放電過程即情況，因此限制了其廣泛應用，目前多數集中在鐵路、通信、電力、郵政等領域。

網絡化在線監測方法依托于當前快速發展的網絡監測技術，對蓄電池組的運行狀態、電壓電流情況、溫度情況等實施全面監測，通過額外添加放電模塊實現遠距離控制放電，該技術方法的優勢在于可實現遠距離監控，弱點在于需要對每個蓄電池組添加在線監測管理系統，維護技術水平高、難度大，目前主要應用于電力、鐵路與通信領域。

3 蓄電池維護建議

電力通信電源系統維護工作中要經常檢查蓄電池端電壓情況、連接是否松動、安全閥與極柱周圍是否有滲酸現象以及電池殼體有無變形及滲漏等，若出現以上任意一種情況要及時進行維護檢修或更換處理。在蓄電池組出現浮充電壓有兩只以上低于2.18V、放電超過額定容量20%以上或者擱置不用時間超過三個月、全浮充運行超過三個月必須實施均衡充電。要保持每年一次的頻率對蓄電池組進行核對性放電測試，尤其是每年需安裝新蓄電池組或者大修時必須要進行放電測試，對于不能停運的蓄電池組要做50%額定容量測試。要積極測量蓄電池組內阻或電導，通過測量結果分析電池離散性，通過對比多次檢測結果來及時發現離散性較大的電池并進行專業處理。蓄電池組維護過程中要注意每次放電后及時充電，避免蓄電池組過電流或者過電壓充電，盡量避免長期擱置，若擱置時間超過三個月必須進行技術檢測后才可再投入運行，要避免蓄電池組過放電，避免長期浮充不放電，避免使用波紋較大的充電機，配以溫度補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，要及時發現并予以處理，可通過采取監測浮充電壓、核對性放電測試、內阻電導監測等及時發現老舊蓄電池組，發現后要及時對欠沖電池進行在線補充電，對輕度極板硫酸化電池進行激活處理，對于嚴重硫酸化或者短路開路、電解液干枯電池進行更換處理。通過加強對電力通信電源系統的運行維護可有效降低各類安全隱患發生的幾率，對于確保電力系統的安全可靠運行有積極意義。

4 結語

綜上所述，電力通信電源管理維護工作不力會導致蓄電池組電源系統安全隱患頻發，威脅通信安全與質量，因此要深入分析蓄電池組失效原因及表現，應用有效測試方法及早發現問題并做好日常運行維護管理，以提升以提升通信系統可靠性與穩定性。

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