高原高寒通信保障中蓄電池的影響及對策分析

航蓋

摘 要：文章針對高原高寒對蓄電池的容量、充電接收能力、蓄電池極板、供電狀態的影響性展開分析，通過研究做好蓄電池日常養護、控制蓄電池放電程度、合理調整電解液濃度、進行蓄電池地埋改造、加強蓄電池狀態監測等對策，以延長蓄電池使用壽命，確保高原高寒地區通信過程的通暢性考。

關鍵詞：高原高寒地區;蓄電池極板;蓄電池容量

中圖分類號：TM912文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）03-026-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.012

高原高寒地區一般指海拔在3 000m以上，長年可見山頂積雪的地區，其環境特點是溫度低，年平均氣溫在0℃以下，晝夜溫差大，常年溫差10℃～20℃，最高溫差可達30℃，夜間最低溫度可達-40℃，冬季寒冷期長達6個月，大氣壓約為一般平原地區的60%，含氧量約為一般平原地區的40%～70%。在該環境下會對蓄電池性能帶來較大的負面影響，文章基于以往實踐經驗，提出可靠的應對策略，不僅可以對蓄電池運行狀態進行保護，而且對通信系統工作狀態穩定性的維持也有著積極的意義。

1 高原高寒對蓄電池的影響

1.1 蓄電池容量

如圖1所示，利用實驗研究不同溫度下蓄電池容量的變化情況。由圖1可以了解到，隨著溫度的不斷降低，蓄電池容量呈現出不斷下降的狀態。總結此類問題的原因，包括以下幾點：蓄電池的電動勢與環境溫度成正比。在較高的工作溫度下放電，蓄電池可以獲得較大的電量，溫度較低時電量減少。低溫降低了負極活性物質的利用率。蓄電池在低溫狀態下放電時，負極板鉛電極逐漸形成硫酸鉛，硫酸鉛隨放電時間增加而逐步向電極深處擴展，使活性物質中的微孔變窄，同時電極區至反應區距離增大，又使擴散速度變小。溫度越低，微孔堵塞現象越嚴重，導致活性物質利用率降低，嚴重時還會引起停止放電的問題。低溫環境也增大了蓄電池內阻，在外部環境溫度下降到0℃以下后，工作溫度每下降10℃，其內阻也會增加15%，從而減少了蓄電池的既定內存。導致此類問題出現的主要原因在于，工作溫度越低，蓄電池內部的電解液黏度也會增加，這也會限制其擴散速度，導致內阻增大問題出現。

1.2 充電接收能力

目前，高原高寒地區通信保障系統中所使用的蓄電池主要以鉛蓄電池為主，在電池充電、放電過程中，存在電化學極化以及濃度差極化現象，尤其是進行大功率電流充電和放電處理時，此類現象的明顯性也會提升。在蓄電池工作時的外部環境溫度小于0℃時，對蓄電池進行充電，蓄電池內部擴散電流密度會處于一個較小值范圍。隨著溫度的不斷降低，其密度范圍也會不斷縮減，但是交換電流密度所受影響較小，這樣便會擴大濃差極化現象，使蓄電池充電接收能力受到較大的負面影響，出現充電效率低下的情況。

1.3 蓄電池極板

蓄電池正常放電狀態下，極板上會在電流作用下與稀硫酸發生化學反應，在電極表面形成一些小顆粒的硫酸鉛;隨后進行充電時，又被重新還原成二氧化鉛和純鉛，這也是蓄電池的工作原理。如果蓄電池放電后在較長時間內沒有對其進行充電，那么附著在電極表面的硫酸鉛顆粒也會不斷溶解到電解液當中，溶解量和溫度成正比。如果外界溫度逐漸下降時，溶解在電解液中的硫酸鉛會逐漸趨向于飽和，在到達飽和狀態后，多余的硫酸鉛便會析出，以結晶的形式附著在蓄電池極板表面。此時，進行充電操作時，附著在表面的硫酸鉛顆粒并不能完成還原操作。尤其是在高原高寒環境下，因為該區域的晝夜溫差較大，如果蓄電池處于充電不足的情況，會加劇此現象發生，影響到蓄電池的工作狀態。

1.4 供電狀態

除了上述提到的影響內容外，在高原高寒環境下也容易出現供電狀態不穩定的情況，具體表現為蓄電池供電出現欠壓問題，導致設備啟動時間較長，或者無法啟動的情況。導致此類問題出現的主要原因如下：在電池放電過程中，存在電化學極化以及濃度差極化現象，而蓄電池工作時的外部環境溫度小于0℃時，對蓄電池進行放電時，因為蓄電池內部擴散電流密度較小，且交換電流密度變化幅度較小，在較大濃度差的影響下，也會使其輸出電壓出現下降的情況，即欠壓現象。此類情況的出現，也直接影響到系統的放電效率，影響到蓄電池工作狀態的穩定性。

2 高原高寒通信保障中蓄電池保護對策

2.1 做好蓄電池日常養護

通過做好蓄電池日常養護，可以減少環境腐蝕帶來的影響，以此確保蓄電池外殼的穩定性。在具體養護過程中，也需要注意以下幾點：首先，檢查蓄電池安裝位置是否牢固，在其側面和底部需要利用橡膠墊或橡膠塊對其進行固定，減少晃動問題發生。同時，需要檢查極樁和電纜連接位置，及時處理連接點表面附著的雜物，對松動處做好固定，穩定整個結構的輸出過程。其次，保證蓄電池外表的干燥性，在高寒地區晝夜溫差影響下，很容易在結構表面附著水滴，同時隨著使用年限的增長，也會在表面堆積一些灰塵、析出一些電解質，增加電極短路的風險。因此，需要定期清理蓄電池表面的附著物和氧化物，確保電流輸出過程的穩定性。最后，檢查通氣孔的通暢性，如果出現氣孔封堵情況，很容易出現蓄電池張股問題，甚至還會導致爆炸事故發生，因此需要做好該環節的檢查工作，滿足運行要求。

2.2 控制蓄電池放電程度

通過控制蓄電池放電程度，能夠維持穩定的供壓狀態，提升通信系統運行狀態的可靠性。前文中已經簡單提到過，蓄電池在低溫環境下的容量會處于快速衰減狀態，這樣也會影響到設備啟動過程的順暢性?；诖?，也需要對蓄電池放電程度做好控制工作，具體內容如下：在白天通信系統運行期間，所使用到的蓄電池放電量不能超過額定電容的25%;而晚上進行放電時，蓄電池放電量不能超過額定電容的50%?？紤]到這樣會影響通信保障供應過程的持續性，因此可以適當增加蓄電池數量，以補充供電量的不足[1]。

2.3 合理調整電解液濃度

通過合理調整電解液濃度，可以在一定程度上緩解極化現象，從而確保蓄電池充放電過程的穩定性。在高原高寒環境下，受溫度及氣壓因素影響，也會增加電解液的揮發速度，同時也會降低反應速率，減少蓄電池電量。基于此，需要對電解液濃度進行適當調整，同時在調整過程中需要注意以下幾點：首先，對電解液濃度進行適當調整，增加濃度值需要結合區域氣候條件進行計算，確保其濃度值的合理性。其次，做好電解質填充材料的合理選擇，做好電解質內部雜質的清理工作，這樣可以穩定蓄電池內部存儲容量的合理性，從而延長蓄電池使用壽命[2]。最后，對蓄電池濃度進行實時監測，及時調整電解液濃度，提高蓄電池工作狀態的穩定性。

2.4 進行蓄電池地埋改造

進行蓄電池地埋改造工作，可以減少外界溫度對蓄電池工作狀態的影響，提升通信工程運行狀態的穩定性。如某地區在改造過程中，選擇外掛單電池作為通信系統的供電載體，設置電池容量為60Ah～100Ah。同時在該區域結合其供電方式，也設置了長50cm、寬25cm地溝井，在井內還設置了蓄電池的升降架結構，滿足蓄電池維護的基礎需求。同時，還會在蓄電池上方和地溝井口處完成絕熱板的安裝，將蓄電池與外界環境隔絕開，從而減少環境溫度流失，維持蓄電池工作環境溫度的穩定性[3]。

2.5 加強蓄電池狀態監測

通過加強蓄電池狀態監測，能夠及時了解蓄電池目前的工作狀態，做好相應的養護操作，從而確保蓄電池工作狀態的穩定性。在實際應用過程中，需要在蓄電池合適位置處安裝傳感器，用來實時傳遞蓄電池工作狀態、通信系統工作狀態數據，利用相應數據模型分析工作狀態的合規性。如果發現運行過程存在一定的不穩定性，需要及時定位存在隱患的部位，對其及時進行處理，如清理表面雜物、鞏固接頭、更換電解液等，從而確保蓄電池工作狀態的穩定性，滿足相應的運行需求[4]。

3 結語

綜上所述，做好蓄電池日常養護，可以減少環境腐蝕帶來的影響，控制蓄電池放電程度，能夠維持穩定的供壓狀態，合理調整電解液濃度，可以在一定程度上緩解極化現象。進行蓄電池地埋改造工作，可以減少外界溫度對蓄電池工作狀態的影響，加強蓄電池狀態監測，能夠及時了解蓄電池的工作狀態。通過采用合理措施維持蓄電池工作狀態的穩定性，對提升通信工程運行狀態合理性有著積極的意義。

參考文獻

[1] 諾桑，胡貴軍，措加旺姆，等.西藏高寒地區離網光伏系統蓄電池壽命研究[J].節能與環保，2019（2）：89-91.

[2] 朱紅章，吳學偉.高原高寒通信保障中蓄電池的影響及對策分析[J].山西建筑，2016，42（30）：132-133.

[3] 柳虔林，丁洪偉.高原環境下汽車分隊成建制開進通信保障初探[J].國防交通工程與技術，2015，13（4）：116-119，144.

[4] 李越，張一品，甘文道，等.論高原地區應急通信的保障措施[J].無線互聯科技，2015（7）：119-121.