基站蓄电池使用常见问题分析及其相应改善措施

王旭 江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

基站蓄电池使用常见问题分析及其相应改善措施

王旭 江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

铁塔公司已全面承接3家运营商的新建站点建设及存量站维护工作，通过对运营商移交站点排查发现基站蓄电池存在诸多问题。本文对蓄电池结构功能、新建站蓄电池配置方案、存量站中电池存在的问题及相应的解决方案进行介绍，并对蓄电池使用中的改进措施等方面进行分析，目的是指导合理利用蓄电池，充分发挥其在通信系统中的“心脏”作用。

蓄电池；放电时间；容量配置；改善措施

1 引言

2014年9月中国铁塔股份有限公司成立，目的是减少电信行业内铁塔以及相关基础设施的重复建设，提高行业投资效率，进一步提高电信基础设施共建共享水平，从机制上进一步促进节约资源和环境保护。目前铁塔公司已全面承接3家运营商新建站点的建设需求及接收3家运营商移交的现网存量站点，但通过对移交站点的盘查发现相当一部分站点的后备电源蓄电池存在配置不合理和诸多问题隐患，铁塔公司急需进行全面整治，并需对新建站点进行容量合理配置，确保基站蓄电池在整个通信系统中发挥出应有的作用。

2 蓄电池结构、原理及其作用

蓄电池是一种能量转换装置，在充电时把电能转化为化学能，在放电时把化学能转化为电能并提供给用电负载。蓄电池均由正极、负极、电解液、隔膜、电池槽（容器）5个主要部分组成，其中对于阀控式铅酸蓄电池，还需要有安全阀。蓄电池在通信系统起到后备电源与平滑滤波的作用，作用非常重要。

3 新建站基站蓄电池的配置方案

3.1 基站蓄电池容量配置原理

铁塔公司通过对基站蓄电池的巡检发现有部分站点存在容量配置不合理现象，现对有机房即自建砖混机房和租赁机房站点从农村、乡镇、城区3大场景同时结合运营商网络数量需求来给出蓄电池的典型配置方案。

按照城区、乡镇、农村3大场景的基站后备时长分别为3、5、7h的要求，主要根据代维人员从发现基站停掉至赶到现场发电所需时间而定。根据目前运营商设备运行平均功耗，假设传输设备为200W，无线设备每张网为1100W，则当运营商有一张网络需求则总功耗为1300W，对应负载电流为27.08A；运营商有两张网络需求则总功耗为2400W，对应负载电流为50A，当运营商有3张网络需求则总功耗为3500W，对应负载电流为72.92A，当运营商有四张网络需求则总功耗为4600W，对于负荷电流为95.83A。

根据电池容量测算公式：

其中，Q为蓄电池容量（Ah）；K为安全系数1.25；I为近期负荷电流；t为最低环境温度（5℃）；η为放电容量系数；α为电池温度系数0.006，其中放电时间T与放电系数η的对应关系如表1所示。

3.2 不同场景下的电池配置方案

根据以上条件计算，农村场景在不同网络数量放电时间为7h的配置方案，其中放电系数η为折中取值，取0.91，配置方案如表2所示；乡镇场景在不同网络数量放电时间为5h的配置方案如表3所示；城区场景在不同网络数量放电时间为3h的配置方案如表4所示。

通过对以上3大场景类型各种网络配置数据分析

得出了建议配置方案，但是在实际使用的时候要求铁塔公司客户经理尽可能的与3家运营商确认近期及远期的网络需求，使蓄电池的容量配置尽量一次性到位，否则后期再进扩容或增容都会带来投资浪费的现象。

表1 放电时间：T与放电系数η对应关系

表2 农村场景电池配置方案

表3 乡镇场景电池配置方案

表4 城区场景电池配置方案

4 铁塔公司对基站蓄电池摸排情况

4.1 基站蓄电池常见问题类型

铁塔公司通过对运营商移交站点进行逐个排查，并对各种现象进行分类总结析，常见问题归类如下：

（1）常见问题1：电池容量不足

主要表现：后备时间与实际要求时间存在较大差距。

产生原因：基站频繁停电、停电时间长、停电时间无规律。电池在放电后未能及时充足电，这种现象称之为部分荷电态（PSOC），在部分荷电态条件下备用电池会出现容量非正常衰减的现象，主要原因是电池充电不足造成电池负极硫酸盐化，阻碍了负极的充放电进程，表现为容量不足。长期下去，电池容量就达不到额定容量的80%，表现为电池失效。

处理方式：电池厂家制造改进；电池参数调整、运行环境改善。

（2）常见问题2：漏液

主要表现：目前工艺电池出现漏液的并不多见，如果出现漏液，经常是安全阀、极柱、槽盖等部位出现液体溢出或堆积白色结晶体。

产生原因：热封、胶封工艺不良；安装、搬运过程磕碰。

处理方式：漏液电池需及时更换，除可能造成设备腐蚀、电池失水外，高电压系统可能有安全隐患。

（3）常见问题3：电压不均

主要表现：主要是指浮充电压不均，国家信息产业部标准最高与最低值应≤90MV。

产生原因：连接不好、落后电池、浮充设置、新旧混用。

处理方式：检查连接和参数设置；新安装电池运行3～6个月：吸酸饱和度的均匀性；放电均充处理；通常电压不均与容量并无太大关系，但浮充状态低于2.17V或高于2.35V的电池需关注，而出现短路、断路等极端问题的电池需及时更换。

（4）常见问题4：鼓胀

主要表现：电池表面非正常鼓起。

产生原因：内因：装配压过高、外壳厚度薄、开阀压太高；外因：环境温度高，特别是交流停电后在恢复市电时空调不能起动；安装间隙（电池间至少10mm以上）；充电限流：电流大；充电电压：电压过高，且持续时间长；无温度补偿等。

处理方式：对起鼓严重的电池进行及时更换，运行环境改善。

（5）常见问题5：失火

主要表现：该问题不常见，一旦出现，损失大。

常见原因：电池连接条松动，高电压系统局部漏液，电池组局部短路，雷击，防盗电焊施工等。

（6）常见问题6：其他原因

安装过程出现短路现象会造成损坏设备，电池线接反造成开关电源、其他设备受损；自然灾害导致电池进水、遭遇雷击导致损坏设备等，部分站点电池缺失（漏装或被盗）。

综上：蓄电池的相关参数调整主要是通过开关电源柜来管控，包括：浮充电压、均充电压、温度、一二次下电、浮充转均充、均充转浮充、均充周期、时间、充电电流等，以上设置如有任何一个有问题，蓄电池就会随着时间表现出相应的结果。另外基站电池不能碰撞，否则后期电池会出现短路、鼓肚、漏液、容量不足、电池电压异常等现象。蓄电池运行的室内环境空调或通风系统一定要正常运行，否则基站室内温度偏高，降低了蓄电池使用寿命。

4.2 铁塔公司蓄电池更换整治类型

（1）通过对常见问题梳理分析，对其中蓄电池外观严重缺陷包含外观开裂、严重变形、严重漏液进行整治，主要整治方式为进行电池更换。各种情况详见图1。

（2）另外对部分电池使用年代较长，电池容量严重衰竭，放电时间远满足不了后备时长要求（负载电流备电不足0.5h），需参照新建基站配置原则进行电池更换。

（3）对于应配未配站点指具备独立的电源设备（开关电源或UPS）且有蓄电池组安装位置但蓄电池组缺失情况进行蓄电池补充。

在对蓄电池进行更换或补充的时候要特别注意外租机房这种情况，当所更换电池的容量大于原电池容量和新增蓄电池的站点必须由设计单位进行承重核实，确保满足承重要求的情况下进行施工，否则需要进行方案调整。

5 蓄电池使用中的改善措施

（1）针对基站市电停电频繁造成蓄电池在未充足电的情况下又放电，建议采用以下措施弥补，增加蓄电池充入的电量：

●对目前基站组合开关电源中蓄电池充电限流值参数进行调整，目前开关电源中对蓄电池充电限流值一般设定为0.1C10A，建议调整为0.15～0.2C10A，（充电电压2.33V/单体），但最大充电电流不能超过0.2C10A，以缩短充电时间，增加蓄电池充电前期充入的电量。

●根据该基站停电次数及时间，如果停电次数多且停电时间长，建议对开关电源中均衡充电时间判别参数（充电时间和充电电流值判别）进行调整，延长均衡充电时间，可比原设定延长20%～30%（12～13h）；另外，建议调整开关电源均衡充电时间周期设置，把原

设置一般3个月时间周期调整为1～2个月。

图1 蓄电池外观严重缺陷情况

（2）对基站组合开关电源内电池欠压保护设置电压值进行重新设定，提高蓄电池欠压保护的设置电压，尽量避免蓄电池出现过放电和深度过放电（小电流过放电），具体设置要求如下，开关电源一次下电设置电压要求不低于46V，二次下电设置电压要求大于44V（建议设置在44.4V）。负载电流不应小于1/3I10A，对负载电流小于1/3I10A的基站，其放电时间不应大于24h。

（3）改善基站机房室内环境，加装基站智能通风系统，解决基站由于市电停电或空调故障，机房内温升过高对蓄电池及通信设备影响；基站加装智能通风系统，不但能节省大量能源，降低基站运行费用，更能提高基站通信设备系统可靠性，降低通信设备故障率，减少蓄电池热失控发生概率和降低电池失水速率，从而延长蓄电池使用寿命。

（4）监控中心一旦接到基站停电告警后，应密切注意该基站运行情况，一旦出现中断超过时限，应及时通知基站维护人员携带发电机组赶赴现场进行发电，确保蓄电池因放电终止后能进行及时充电，延长蓄电池使用寿命。

（5）在工程前期站址勘察、设计阶段，一方面应选择供电质量好的供电线路；另一方面应了解该基站市电供应情况（停电时间、次数等），有重点的参加新建站各种场景下的建议配置方案选择基站蓄电池容量，而不应采取一刀切方式配置蓄电池组容量。

（6）加强基站巡检工作，每年在停电频繁的季节前安排各蓄电池厂家售服人员对基站蓄电池进行巡检，及时发现和更换落后电池。另外对代维人员进行技术培训，熟练掌握如何延缓电池性能下降的方法，对常见的问题能够及时发现并能提前预防。

6 结束语

原先基站有3家运营商分别建设并自行维护，由于每家具体要求不一样，导致现网电池问题很多，现在新建站和存量站统一由铁塔公司进行建设与维护，我们坚信在铁塔公司高效管理与运营模式下，前期存在的遗留问题将陆续解决掉，后续基站的建设、蓄电池的配置与维护也会有更合理更优越的方案，这样会使基站蓄电池、电源系统乃至整个配套系统在通信系统中充分发挥其应有的功能与作用。

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Common problems of the base station battery and corresponding improvement measures

WANG Xu

China tower has fully undertake the construction of the new site and the stock station maintenance work for three telecom operators,through the investigation found that there are many problems in the base battery.The paper introduces function structure on the battery,battery configuration of the new station,presence problems of stock battery and corresponding solutions,and carries on the analysis to the battery of improvement measures.To give full play to the battery in the communication system of the“heart”.

battery;discharge time;capacity configuration;improvement measure

2016-09-21）