杜 民（陜西省通信公司 710065）
通信電源是通信暢通的重要保障。蓄電池組作為通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，是電源系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行和優(yōu)質(zhì)供電的最后保證。
VRLA（Valve-regulate Lead Acid）蓄電池由于具有體積小、體積比能大、無污染、在使用期間不需加水和維護相對簡單等優(yōu)勢而被迅速推廣，VRLA蓄電池已成為電信電源系統(tǒng)的重要組成部分。
在近幾年的實際使用中，因VRLA蓄電池故障造成的通信中斷事件屢屢發(fā)生，部分設(shè)計壽命為10～15年的閥控式密封鉛酸蓄電池在使用3～4年后即出現(xiàn)故障，對電信電源的供電造成威脅。VRLA蓄電池的外殼一般為ABS工程塑料，在維護中無法像對防酸式蓄電池那樣以測量電液比重、觀察液面和極板等判斷電池的好壞。隨著維護體制改革的深化和電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的逐步實施，電源維護也由傳統(tǒng)的單一專業(yè)的現(xiàn)場職守維護，變?yōu)樯偃恕o人執(zhí)守的綜合維護。維護人員減少，設(shè)備維護量不斷增加，因此傳統(tǒng)的蓄電池維護測試方法已很難滿足維護的需要。因此，結(jié)合目前電信維護模式和維護手段，確定高效、準確的綜合測試方法判斷VRLA蓄電池的好壞日益重要。
1 VRLA蓄電池的容量與電池內(nèi)阻或電導(dǎo)的關(guān)系
通常，VRLA蓄電池的實際容量小于額定容量的80%，即認為電池的壽命已終結(jié)。通過電池內(nèi)阻或電導(dǎo)的測量我們可以判斷電池極板的表面情況，判定其化學(xué)反應(yīng)能力。一般認為電池的故障均會引起其內(nèi)阻或電導(dǎo)的變化，單體電池的容量隨其內(nèi)阻的增加而下降。電池的內(nèi)阻、電導(dǎo)值可以用電池內(nèi)阻測試儀、電導(dǎo)測試儀方便地測出，[但電池的內(nèi)阻隨電池溫度的變化而變化(可以修正)]。電池內(nèi)阻與測試接觸電阻在一個數(shù)量級（都是0.1MΩ級），測試受接觸電阻和測試儀表的影響很大，測試結(jié)果的離散性較大，而用以判斷電池好壞的基準內(nèi)阻值也受測試人和測試環(huán)境的影響難以準確確定，因而通過測量電池浮充狀態(tài)下的內(nèi)阻來判斷電池的好壞并不是很理想的方法。
電池的電導(dǎo)測試值和電池的放電時間（容量）有緊密的關(guān)聯(lián)性。因此用電池的電導(dǎo)可以判斷電池狀態(tài)的好壞。
電池的電導(dǎo)值與電池容量的關(guān)聯(lián)性較好，一般情況下，當電池浮充時的電導(dǎo)值大于等于其參照電導(dǎo)值的65%可判斷為“健康”電池；小于等于其參考電導(dǎo)值的55%時，可判斷為故障電池。各個廠家用相同技術(shù)生產(chǎn)的相同容量VRLA蓄電池的電導(dǎo)值差別不大，所以電池的參考電導(dǎo)值可以通過測量一組新電池組的平均電導(dǎo)值獲得。電導(dǎo)測試雖然判斷范圍過大，不利于準確地判斷故障電池，但因其測試簡單，省時、省力，用于定性判斷電池的好壞還是非常有效的。
2 根據(jù)電池端電壓的一致性判斷電池組的故障電池
根據(jù)《電信電源維護規(guī)程》的要求，一組電池的單體端電壓不允許超出電池平均單體電壓的±50mV（超出電壓范圍的電池可能由沒有正常充電或電池故障引起的）。電池組在正常浮充狀態(tài)下的充電電流，一是補償電池自放電損耗，二是用于氧循環(huán)復(fù)合中PbSO4再充電轉(zhuǎn)變?yōu)镻b，這個電流值一般情況下非常小，通常只有幾安培。浮充狀態(tài)下，端電壓不能準確反映出電池內(nèi)阻的大小。同時，由于VRLA蓄電池的浮充電壓和電流的關(guān)系受電池內(nèi)部氧再化合的影響，單體電池浮充電壓的偏移范圍較大，因此這種方法檢測的結(jié)果存在誤差。曾出現(xiàn)過，浮充端電壓正常，而放電時電池不能放電的情況。所以這種檢測方法不能準確地判斷電池的好壞。
3 根據(jù)電池端電壓特征曲線判斷電池的好壞
根據(jù)電化學(xué)理論，鉛酸蓄電池的內(nèi)阻R包括歐姆內(nèi)阻RΩ和極化內(nèi)阻RP，其中歐姆內(nèi)阻RΩ指的是極板、極柱、匯流條、溶液、隔膜的電阻，這類電阻符合歐姆定律。極化內(nèi)阻RP是指電極的電荷傳遞極化電阻、擴散極化電阻等，它們不符合歐姆定律。電池充、放電時，電池的阻抗Z和電池的內(nèi)阻有對應(yīng)的關(guān)聯(lián)性，內(nèi)阻大，電池的阻抗必然也大。因此，電池的內(nèi)阻和電池組充放電時的端電壓存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。鉛酸蓄電池在放電時，電池的端電壓=電池的化學(xué)電動勢－電池兩端的電壓降。端電壓低，說明電池的阻抗大，內(nèi)阻也大，電池的容量小，反之亦然。鉛酸蓄電池在充電時，電池的端電壓=電池的化學(xué)電動勢+電池兩端的電壓降。端電壓高，電池的阻抗大，內(nèi)阻也大，電池的容量小，反之亦然。對于一組良好的電池組，其充、放電的各個端電壓特征曲線必然是均勻、一致的，因此，通過測量電池組的端電壓也可以判斷一組電池的好壞。在已經(jīng)實施動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控的局所，通過短時間的放電，或利用市電停電時的電池放電端電壓曲線來檢查電池的好壞是行之有效的辦法。
圖1是通過動力監(jiān)控系統(tǒng)檢測到的電池放電端電壓曲線，可以非常準確地判斷電池的優(yōu)劣。圖1（a）表明9#電池的性能良好，圖1（b）則表明電池組中2#電池為故障電池，雖然在放電前浮充電壓正常.。
利用蓄電池容量測試儀對電池組進行約15 min短時間的在線放電檢測，根據(jù)端電壓特征曲線確定落后電池，并預(yù)測電池的容量。這種方法和動力監(jiān)控系統(tǒng)的檢測原理一樣，都是利用了電池充放電時端電壓與電池內(nèi)阻的關(guān)聯(lián)性，不同的是蓄電池容量測試儀在軟件上預(yù)加了正常電池的端電壓特征曲線，通過對照可以計算出電池的容量。
（a） （b）
圖1 通過動力監(jiān)測系統(tǒng)檢測到的電池放電端電壓曲線
利用動力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和智能蓄電池容量測試儀通過對VRLA蓄電池進行在線短時間放電檢測，可以判斷出故障電池，利用智能蓄電池容量測試儀還可以較準確地預(yù)測出電池組的容量。但是，VRLA蓄電池（尤其是使用年限較長的電池）大電流深度充、放電的過程有可能不是完全可逆的，單純的短時放電快速測試電池容量的方法依然不能完全準確地反應(yīng)出電池組的實際容量。
4 離線式容量試驗
對電池組進行離線放電試驗，以10小時率放電可以準確地測量電池組的容量，但蓄電池組必須脫離系統(tǒng), 在放電過程中找出落后電池, 以落后電池到達終止電壓時的放電時間與放電電流來估算其容量, 并以此容量作為整組電池的容量。但這種方法存在很多缺點：
（1）電池組需脫離系統(tǒng),，在放電期間和放電后的充電期間，如遇緊急情況，電池不能向負載供電。
（2）容易因人為疏忽造成過度放電，同時放電試驗會加速電池的老化，減少電池的使用壽命。
（3）工作量過大, 難以全面進行，需消耗大量電能。
（4）試驗給出的是試驗時電池的容量和性能，不能預(yù)測電池組未來的容量和性能。
因此，這種辦法應(yīng)避免頻繁地使用。
5 確定判斷VRLA蓄電池好壞的綜合測試方法
通過以上比較可知，目前所常用的幾種VRLA蓄電池的測試方法中單獨的任何一種都難以準確、高效的確定VRLA蓄電池的容量與好壞，只有針對不同的維護對象根據(jù)目前電信的維護模式和維護手段，綜合利用VRLA蓄電池的幾種測試方法，才能保證維護質(zhì)量，確保安全供電。
（1）對于交換端局及以上綜合局的直流供電系統(tǒng)的主電池組，日常可以通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測電池組的端電壓；周期性（每季或半年）觀測、分析市電停電時或人為設(shè)低整流系統(tǒng)的系統(tǒng)輸出電壓時的電池組短時充、放電單體電池的端電壓特征曲線；人工周期巡檢時（每月），應(yīng)對電池組進行必要的清潔、維護，測量單體電池的電導(dǎo)值并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量的電導(dǎo)值進行分析比較；每年可以用快速電池容量測試儀預(yù)測電池組容量；每兩年應(yīng)按《電信電源維護規(guī)程》要求做一次離線電池組容量試驗并修正快速容量測試的結(jié)果。
（2）UPS等系統(tǒng)的高電壓電池組，因為單體數(shù)量多、電壓高，一般監(jiān)控系統(tǒng)沒有對電池組單體端電壓進行監(jiān)測，因此在人工周期巡檢時（每月），應(yīng)對電池組進行必要的清潔、維護，測量單體電池的電導(dǎo)值和端電壓并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量值進行分析、比較；有條件的每年還可以對電池組進行快速容量試驗或核對性容量試驗。
（3）農(nóng)話、接入網(wǎng)點的電池組，由于網(wǎng)點多而分散，維護人員少，為節(jié)省投資，監(jiān)控系統(tǒng)一般也沒有對電池組單體端電壓進行監(jiān)測，因此很難保證常規(guī)維護。對此，可以通過人工周期巡檢（每月或季）對電池組進行必要的清潔、維護，測量單體電池的電導(dǎo)值和端電壓并與電池組的參考電導(dǎo)值和歷史測量值進行分析、比較；有條件的還可以每年（或兩年）對電池組進行一次快速容量試驗。
