李培龙

（中国联合网络通信有限公司临沂市分公司，山东 临沂 276000）

0 引 言

通信电源是整个通信网络的重要组成部分，是动力“心脏”，通信蓄电池组是这颗“心脏”的最后一道屏障。大众通信步入电子化以来，从固话、拨号上网，到移动通信2G、3G、4G，直至今天的5G时代，交换、传输、数据等专业经历了日新月异发展，设备更新也是日新月异，而惟有通信电源还一直保持原来的本色，甚至部分通信局站发电机组、高压等20世纪90年代随程控一同建设的电源设备仍在网运行。

5G通信技术逐步进入商用后，为达到更高速度，实现无延迟高清海量连接，必须建设更多站点。而对于目前通信运营商，5G网络建设面临的主要问题是资金。有专家预计，国内三大运营商在5G周期总投资额为1 650亿美元。在竞争日趋激烈、营收放缓现实情况下，轻资产运行无疑是必然选择，以便腾出更多资金进行5G建设。轻资产模式主要是最少的占用自己的资金，以追求利润最大化。轻资产模式对于通信蓄电池组，就是降低蓄电池组配置容量和延长蓄电池组服役时间。而5G功耗增大，单站满载功率甚至达到3 000 W以上，这对通信后备蓄电池组提出了更高要求。

1 通信蓄电池组

1.1 当前通信蓄电池组使用方式

目前，通信运营商配套使用电池组的设备主要为开关电源（传统48 V系统）、UPS、高压直流。其中开关电源大多为2 V单体电池24或25串联成组后使用，系统电压低，电流高，单体电池容量大；UPS设备主要为数十只12 V单体电池串联后使用，系统电压高，单体电池容量一般100～200 AH；高压直流设备也算开关电源一个种类，应用较少，2 V及12 V电池均有配置。

1.2 通信蓄电池组种类

目前，通信电源配套的蓄电池大多是阀控式密封铅酸蓄电池，部分富液式铅酸电池，两者占比90%以上，部分站点试用胶体电池、锂电池及磷酸铁锂电池等，单体电压一般有2 V、6 V和12 V三种。

2 蓄电池传统的维护方法

目前，通信蓄电池组日常维护主要为外观检查、内阻测量、端电压测量、均浮充、放电测试五类手段[1]。

蓄电池组外观检查主要是电池壳体有无开裂、鼓胀、渗漏，极柱是否腐蚀。

蓄电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。蓄电池内阻是目前国际公认的对蓄电池最有效的、测量最便捷的性能参数。内阻测试（电导测试）能够反映蓄电池的劣化程度、容量状态等性能指标，也是目前同行运营商维护人员检测电池组性能好坏的重要手段。

蓄电池端电压是指蓄电池在充电或放电状态下所测得的电压，电池组内每只蓄电池端电压的一致性对整组蓄电池的性能有着直接的影响。

蓄电池组均浮充。通信运营商蓄电池组大多数时间处于后备状态，此时电池组一般工作于浮充状态下。电池组浮充状态主要是用少量电流来补偿蓄电池组局部作用的损耗，以使其能经常保持在充电满足状态。电池组均充是指均衡充电，电池组长期浮充后由于电池的个体差异等原因容易造成电池端电压不平衡，造成单体差异，因此需提高电池组的充电电压，对电池进行活化充电。但要注意的是，部分蓄电池组是没有标明均充参数的，也就是其指导意见是不用均充的。

蓄电池组放电测试是检测蓄电池组性能的最直接方法。目前，通信运营商蓄电池组放电测试主要为核对性放电测试、容量测试。根据通信电源运行维护规程要求，蓄电池组容量测试需放出电池组标称容量80%以上才能认定合格，但蓄电池组容量试验受安全因素限制，需专门仪器实现，操作频次无法有效提高。核对性放电试验一般要求放出蓄电池组标称容量的20%以上即可，可采用在线降低充电电压法实现，安全性高，真实反映电池组实际放电时工作情况，实用意义较大。

3 运营商轻资产模式下蓄电池组变化

3.1 电池组质量

通信运营商其电池组采购是公开招标的，鉴于价格分在整个评标中占比较大，为了尽可能降低成本，蓄电池组厂家提供产品也是严格按照招标标准提供的，因此现阶段通信蓄电池组整体质量并不稳定。

3.2 电池组容量配置标准

目前，为了轻资产运行，运营商地市级一类市电核心局开关电源电池组后备时间为1 h左右，县级汇聚局站为2～4 h，UPS后备时间一般按0.5～1 h配置。

3.3 蓄电池组服役期限

通信运营商维护规程一般是2 V免维电池组使用寿命为8年，富液式铅酸电池寿命10年，12 V和6 V电池组寿命为6年。然而为了降低基础设施投入，蓄电池组即时达到服役寿命，也不再立即更换，导致了大量超期服役电池组运行。

4 当前电池组存在问题

4.1 电池组质量不稳定导致寿命期内突然劣化

以实际维护工作案例来看，笔者遇到某厂家3 000 AH、 100 AH电池组使用不到3年出现单体失效问题。其中，100 AH电池组为UPS使用，月度内阻测量中1节电池内阻达到13 mΩ，偏离其他电池组一倍以上，实际放电测试时电池组仅仅支撑1 min左右。3 000 AH电池组单体内阻、端电压均正常，进行核对性放电测试时单体端电压迅速下降至1.89 V左右，电池组已无法正常放电。

4.2 电池组超期运行后不稳定性

电池组超期运行，尤其是当前运营商配置大容量免维护电池组，其规程使用寿命为8年，服役至10年左右存在短时间急剧劣化失效问题。某一地市核心局站2009年配置3 000 AH蓄电池组，2018年上半年核对性放电试验仍旧达到2 h后备能力，2018年10月份再次测试，一组电池组单体劣化，2节端电压放电开始即达到1.89 V左右，调整其他电池单体应急使用。2019年2月份再次测试，电池组1节单体端电压达到1.76 V，已无支撑力。

4.3 电池组混用

为进一步降低基础投资，目前通信局站电池组存在不同厂家、批次单体电池混用问题，将单体损坏的不同电池组挑选后组成新电池组继续使用几年。但电池组混用带来的危害很大，不同厂家、不同批次的电池组合成电池组其单体一致性肯定存在问题，长时间运行很容易带来单体电压不均衡、过充、馈电等问题，甚至引起电池热失控，出现燃烧的危险。

5 当前蓄电池组使用与维护

（1）坚决杜绝不同厂家、不同批次电池组长时间混用问题。各个局站蓄电池组，不论是开关电源、UPS配套蓄电池组，严禁混用，应急混用的电池组时间宜以一个月为界，严禁自行组合电池组长时间运行。

（2）增加大容量电池组单体监控功能，检测单体电池端电压、内阻，发现数据偏离，系统及时告警。

（3）根据局站供电情况选择蓄电池组容量标准。部分地市级核心局站虽然达到双路外市电引入、后备发电机组配置标准，但整个前级供电系统往往存在瓶颈，如ATS、主开关、单母线问题，而且这类设备往往已服役十多年，突发故障机率越来越高，因此必须考虑此类故障处理时限问题。

（4）蓄电池组超期服役时间达到寿命20%以上必须加大核对性放电试验频次，至少每半年进行一次核对性放电测试。计划停电前必须进行放电测试[2]。

（5）电池组内阻测试尽量选择在蓄电池放电情况下进行，内阻记录一次，端电压以放电前、放电中、充电中分三次测量。

6 结 论

5G时代的通信局站的建设和运行有了更高的标准和要求，尤其是很多基站是在现有的基站基础上进行改造建设的，在改进建设的过程中蓄电池组的使用和维护是一个非常重要的内容。在竞争日趋激烈、用户饱和导致营收增长放缓现实情况下，运营商需腾出更多资金进行5G建设，因此作为运营商基础配套中的重资产占比大户，通信后备蓄电池组投资也不得不进行缩减。