電信級12V蓄電池在接入網(wǎng)上的應用
2019-11-03 10:03:42
供稿：網(wǎng)友
吳志軍 艾默生網(wǎng)絡能源有限公司
0 引言
縱觀國內接入網(wǎng)配套12V蓄電池的發(fā)展，2000年是個分水嶺。在這一年發(fā)生的兩件事值得再次回顧：其一是原華為電氣的接入網(wǎng)—蓄電池攻關小組在廣泛調查研究的基礎上，首次提出電信級12V電池概念并開發(fā)出新一代接入網(wǎng)配套電池（即目前艾默生的Telion系列電信級12V電池）；另一重要事件是原河北電信在面對接入網(wǎng)配套12V電池（UPS類型電池）高故障率的困擾下，主動出擊對接入網(wǎng)配套電池進行選型，改變了原先單一由接入網(wǎng)OEM供應商選配電池的狀況，極大提高了網(wǎng)絡運行質量。然而有趣的巧合是，當時的原河北電信選擇了原華為電氣的電信級12V電池，并且雙雙在2001年年底，一個因南北電信拆分組建為河北通信，一個因加入艾默生電氣更名為艾默生網(wǎng)絡能源。
接入網(wǎng)配套蓄電池的狀況可歸納為以下幾點：
——使用條件方面，農村與城市差異較大（包括電網(wǎng)條件和環(huán)境溫度）；
——產品品種方面，在沒有選型的地區(qū)，產品質量表現(xiàn)為良莠不齊；
——使用狀況方面，UPS類型產品失效率較高，成為影響網(wǎng)絡穩(wěn)定運行的隱患之一；
——更新?lián)Q代產品方面，符合接入網(wǎng)使用要求的電信級12V電池使用效果良好。1 接入網(wǎng)配套12V蓄電池
1.1 使用壽命
蓄電池制造商提供的蓄電池設計壽命均為特定條件下的理論值，不能等同實際使用壽命。實際使用壽命與使用條件（環(huán)境溫度、放電深度、斷電頻度、蓄電池管理等）密切相關，與設計壽命存在一定差異，甚至相差甚遠。表1為同期投入運行的UPS類型12V100A·h蓄電池使用壽命統(tǒng)計結果（以蓄電池額定容量的80％作為壽命終止標志），可以看出，使用時間一年以下的蓄電池比例占30％，使用時間兩年以下的蓄電池比例高達58％，而使用時間超過兩年的蓄電池比例只占12％。
相應地，電信級12V電池的失效率自2000年至2003年5月累計結果為725ppm，比UPS類型電池（使用兩年失效率達到30％以上）有顯著改善。
1.2 維護調查
目前接入網(wǎng)配套12V蓄電池大多是內置到主設備機柜的最下層，日常接入網(wǎng)維護有時會忽視對電池的檢查。表2為我們通過問詢調查的方式獲得的有關接入網(wǎng)內置電池的維護情況。可以看出，用戶對蓄電池維護方法不但非常了解，而且具有豐富經(jīng)驗，但在接入網(wǎng)電池維護人員配置以及維護實施方面尚存在一定薄弱環(huán)節(jié)，目前能自行維護的比例只占到23％，不能顧及的比例高達近80％。
從蓄電池維護角度考慮，以下因素在蓄電池選配時需要給予重視：
——蓄電池性能價格比在使用環(huán)境不理想、交通位置較偏遠的地區(qū)，設備可靠性（質量性能）為首要考慮因素，價格因素其次（在合理的電池性能價格比范圍內）；
——12V電池的選型根據(jù)接入網(wǎng)實際使用要求，遵照YD/T799－2002標準，制定蓄電池相應選型規(guī)范；
——主、輔設備捆綁（一體化）配套方式由于接入網(wǎng)存在分散建設的特點，工程安裝、維護工作量較大，加上部分設備將蓄電池內置，總的來說，主、輔設備一體化配套應為優(yōu)選方案；
——優(yōu)化12V電池配置從海外交鑰匙工程的蓄電池配置設計來看，將設計容量“一分為二”是主流趨勢，它可以提高系統(tǒng)供電安全。比如48V200A·h，采用2組48V100A·h并聯(lián)方式，比1組48V200A·h可靠性要高。
2 優(yōu)化設計
艾默生用于接入網(wǎng)配套的蓄電池，設計指標遵循YD/T799－2002，獲得用戶普遍認可。
2.1 容量設計
首次放電即可達額定容量的100％。
在規(guī)定的條件下，蓄電池額定容量是指完全充電后所能提供的由制造廠標明的A·h容量。其中C10為10h率額定容量A·h；C3為3h率額定容量A·h，數(shù)值為0.75C10；C1為1h率額定容量A·h，數(shù)值為0.55C10。
艾默生電池設計容量充裕，均可以通過用戶嚴格的容量測試，但通用型UPS類電池（如高功率設計類型）主要是恒功率放電有優(yōu)勢（12V100A·h15min率為370W），采用YD/T799－2002方法驗收往往難以達到要求。
2.2 活性物質設計
鉛酸蓄電池正極活性物質為二氧化鉛，負極活性物質為海綿鉛。活性物質利用率的降低，可以有效延長電池使用壽命，但相對增加了電池總重量。艾默生電池重量（T12V100SE/A、T12V100SE/B）約為42kg，完全滿足YD/T799－2002中5.6.2條要求。
2.3 深放電恢復指標設計
接入網(wǎng)配套蓄電池往往是小電流、長時間深放電應用，電池發(fā)生深放電情況往往難以避免，艾默生電池通過以下改進設計來提高電池深放電恢復能力：
——提高板柵合金Sn含量，以減少板柵與鉛膏之間不動態(tài)層的形成，提高充電效率；
——改進板柵結構，采用錯位式柵格結構（高功率電池采用放射狀結構較好），同時增加電池極板厚度（提高抗應力強度，防止板柵變形、減少鉛膏軟化松動，增強板柵耐腐蝕能力）；
——鉛膏改型，延長鉛膏被鈍化時間，適合長時間放電。
2.4 內置集氣排氣設計
用于接入網(wǎng)設備的集氣排氣裝置得到越來越多用戶的認可，可以將蓄電池充電過程產生的氣體（氫氣混合氣體及微量酸霧），經(jīng)收集、中和后排放到設備之外，有效避免發(fā)生爆炸、腐蝕等嚴重事故。
2.5 綜合比較
3 應用情況
3.1 抽樣調查說明
為了解艾默生電信級12V100A·h電池在接入網(wǎng)配套方面的使用情況，特別選擇電網(wǎng)條件、環(huán)境溫度有一定代表性的地區(qū)進行抽樣檢測。
3.2 睢縣接入網(wǎng)點蓄電池使用狀況調查
睢縣共有30個點采用艾默生電池，本次調查隨機抽樣6個點，其中5個點直接斷開交流電由蓄電池對負載供電，負載工作電流約3A，放電開始蓄電池電壓平均51.02V，人工停止放電時的電壓平均為48.24V，放電過程單體電池電壓一致性良好，平均放電時間約20h；另一個點采用3h率放電，放電電流25A，放電3h后蓄電池電壓為46.1V，結果十分理想（3h率容量標準：以0.25C10電流放電到終止電壓43.2V時，放電時間≥3h）。
抽樣測試結果滿足應用要求。
3.3 阜平縣蓄電池使用狀況調查
隨機抽查一組48V200A·h電池（由12V100A·h兩組并聯(lián)組成），投入運行時間為2000年12月下旬，采用1h率放電，放電電流110A，放電1h，蓄電池組電壓為45.2V，容量合格。
抽樣測試結果滿足應用要求。
3.4 永清縣蓄電池使用狀況調查
隨機抽查一組48V200A·h電池（由12V100A·h兩組并聯(lián)組成），采用3h率放電，放電電流50A，放電3h，蓄電池組電壓為43.94V，容量合格。
抽樣測試結果滿足應用要求。
4 結語
接入網(wǎng)配套12V電池優(yōu)選電信級12V電池，盡量減少選用UPS類型電池。幾年來的實際運行經(jīng)驗顯示，符合YD/T799－2002標準的電信級12V電池在接入網(wǎng)的實際使用情況，比UPS類型電池有明顯改善。
摘自 中國電源網(wǎng)
