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1、第6章通信电源设备1第1页，共176页，编辑于2022年，星期一6 通信电源设备l通信配电l开关电源l蓄电池l油机发电机组l通信局(站)的防雷接地l安全用电2第2页，共176页，编辑于2022年，星期一6.1 通信配电l电源在通信中的地位及组成l交流供电系统l直流供电系统l变配电系统的维护3第3页，共176页，编辑于2022年，星期一电源在通信中的地位通信电源的组成6.1.1电源在通信中的地位及组成4第4页，共176页，编辑于2022年，星期一1.电源在通信中的地位-网络运行需要不间断的能源：交直流不间断电源网络运行需要合适的温湿度：空调系统-网络运行需要安全的环境：动力环境监控系统5第5页，
2、共176页，编辑于2022年，星期一2.通信电源的组成l通信局（站）中的电源设备及设施l通信电源的组成6第6页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）通信局（站）中的电源设备及设施l交流市电引入线路l高低压局内变电站设备l自备油机发电机组l整流设备l蓄电池组l交直流配电设备lUPSl（如DC/DC、DC/AC等）7第7页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）通信电源的组成l通信电源专指对通信设备直接供电的电源l通信设备的供电类型交流供电：无线寻呼、卫星地球站直流供电：程控交换、光通信、微波通信、移动通信设备l不间断电源交流不间断电源直流不间断电源蓄电池8第8页，共176页，编辑于20
3、22年，星期一9第9页，共176页，编辑于2022年，星期一l整个电源系统划分为三个部分第一级电源：交流市电和发电机组这一级是保证提供能源，但不保证不间断第二级电源：交流不间断电源和直流不间断电源主要保证电源不间断第三级电源：通信设备内部的DC/DC变换器、DC/AC逆变器及AC/DC整流器第三级电源主要是提供通信设备内部各种不同的交、直流电压要求，常由插板电源或板上电源提供10第10页，共176页，编辑于2022年，星期一11第11页，共176页，编辑于2022年，星期一l交流系统包含有高压市电进线及分配、低压市电的分配、油机发电机组、交流配电，相当于电源分级的第一级电源，主要作用是保证提供
4、能源。l在电力网中通过高压配电，将35KV以上的高压降到610KV高压送到企业变电所及高压用电设备，再通过降压变电站降至380/220V市电，然后供给整流设备和照明设备等供电。6.1.2 交流供电系统12第12页，共176页，编辑于2022年，星期一l较大容量的局（站）设置低压配电房用来接受与分配低压市电与备用油机发电机电源。低压配电房中安装的电气设备包括低压配电屏、油机发电机组控制屏（一般在油机房）、市电/油机电转换屏等设备 低压配电屏主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等功能。13第13页，共176页，编辑于2022年，星期一6.1.3 直流供电系统l集中供电方式
5、分散供电方式 l集中供电方式是将包括整流器、直流配电屏及直流变换器和蓄电池组等在内的直流电源设备集中安装在电力室和电池室。l分散供电方式半分散方式是把整流器与蓄电池及相应的配电单元等设备安装在通信机房或邻近房间中，向该通信机房中的通信设备供电全分散供电系统中，每列通信设备的机架内都装设了小型基本电源系统（包括整流模块、交直流配电单元、蓄电池）14第14页，共176页，编辑于2022年，星期一6.1.4 变配电系统的维护l目前基站上普遍采用户外型油式变压器l变压器油的作用是：绝缘、散热、灭弧l维护要点颜色，新油通常为淡黄色，长期运行后呈深黄色或浅红色。如果油质劣化，颜色就会变暗，并有不同的颜色；
6、如果油质发黑，则表明油炭化严重，不能使用 观察油质的透明度15第15页，共176页，编辑于2022年，星期一检测项目检查内容检查要求专用变压器油位油位高于刻度尺的1/3变压器接地系统距机房地网边缘30m以内时，变压器地网与机房地网或铁塔地网之间，应每隔35m相互焊接连通一次空开连接安装、固定可靠，标志醒目，各接线端子电气接触良好双掷开关空开连接安装、固定可靠，标志醒目，各接线端子电气接触良好电气设备双掷开关容量符合要求电力电缆地埋长度及深度埋地长度30米以上，钢管埋地深0.7m电力避雷系统1地埋进站：环绕机房敷设的直埋钢管，其钢管两端应与基站接地系统就近焊连2无条件地埋的：架空线路上方设避雷线
7、，电力线应在避雷线的25角保护范围内，避雷线应在离机房直线距离20m以上50m以内的每根电线杆处作一次接地变配电系统巡视维护注意事项（1）16第16页，共176页，编辑于2022年，星期一配电箱空开连接空开容量符合要求，独立连接，无复接现象电气设备1配电箱内各种接线连接正确并牢固2配电箱内必须加装电涌保护器接地系统保护接地母线线径必须大于70mm2开关电源架连接情况高频开关组合电源配置应根据不同设备类型对电流需求，配置适宜的空气开关或熔断器（32A、63A、100A、125A）接地系统应加装安全防护罩，并有可靠接地整流模块固定情况高频开关组合电源架应安装牢固、模块正确安装变配电系统巡视维护注意
8、事项（2）17第17页，共176页，编辑于2022年，星期一6.2 开关电源l高频开关电源概述l艾默生开关电源系统18第18页，共176页，编辑于2022年，星期一6.2.1高频开关电源概述 开关电源，广义上是由交、直流配电模块、监控模块、整流模块等组成的直流供电系统，在此主要是指整流模块 l高频开关整流器的组成 l高频开关电源的分类l控制电路l监控模块l故障处理及维护19第19页，共176页，编辑于2022年，星期一1.高频开关整流器的组成 l主电路 l控制电路 l检测电路 l辅助电源20第20页，共176页，编辑于2022年，星期一l从交流电网输入直流输出的全过程，包括：输入滤波：将电网存
9、在的杂波过滤，同时阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。整流滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供一级变换。逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。当然并不是频率越高越好，还涉及到元器件、成本、干扰、功耗等多种因素。输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。（1）主电路 21第21页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）控制电路 l从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定l根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。22第22页，共1
10、76页，编辑于2022年，星期一（3）检测电路 l提供保护电路中正在运行中各种参数l提供各种显示仪表数据给值班人员观察、记录 23第23页，共176页，编辑于2022年，星期一（4）辅助电源 l提供所有单一电路、所有不同要求的电源 24第24页，共176页，编辑于2022年，星期一2.高频开关电源的分类lDC/AC变换电路是开关电源的主要组成部分l根据DC/AC变换电路工作原理不同分类：PWM型谐振型lPWM型开关电源具有控制简单，稳态直流增益与负载无关等优点，但其开关损耗随开关频率的提高而增加，故限制了开关电源频率的进一步提高l谐振型开关电源则可使开关电源在更高的频率下工作而开关损耗很小，其
11、又可分为串联谐振型、并联谐振型和准谐振型几种25第25页，共176页，编辑于2022年，星期一3.控制电路l控制电路功能频率可在较宽范围内预调的固定频率振荡器占空比可调节的脉宽调制功能死区时间校准器一路或两路具有一定驱动功率的输出禁止、软启动和电流、电压保护功能l控制电路正向高频化、智能化、小型化发展 26第26页，共176页，编辑于2022年，星期一4.监控模块l监控模块的主要功能 信号采集功能：能采集直流输出电压、负载及其主要分路电流、电池充放电电流、交流输入电压、交流电流、交流频率等模拟量，应能采集熔丝断开，电池开关状态、烟雾、门禁等开关量。参数设置功能：能设置直流输出电压等告警上下限、
12、负载电流等的量程。历史文件记录：能记录故障历史。通信功能：有远程及本地通信功能、故障信息的自动上报功能，与各整流模块微处理器的数据通信功能。控制功能：能控制整流模块的开关机、浮充/均充/测试转换、并机均流等。电池管理功能：电池充电自动控制，放电电流及安时数的统计。27第27页，共176页，编辑于2022年，星期一l工作原理单片机或微计算机对各模拟量进行A/D转换，经标度换算而得模拟量采样结果，若其超过上、下限，则发出告警，若其由超上下限变为正常，则撤除相应告警，并作历史记录。单片机或微计算机对各开关量进行采样，判断其变化，发出或撤除相应告警，并作记录。单片机或微计算机从整流模块相连的通信口获取
13、整流模块的运行信息，判断其变化，发出或撤除相应告警，并作记录。单片机或微计算机运行电池管理程序，实现电池充电的自动控制，放电电流及安时数的统计。单片机或微计算机运行与上一级计算机通信的程序，若线路已连接，则向上一级计算机传送相应信息。28第28页，共176页，编辑于2022年，星期一5.故障处理及维护 高频开关电源系统具有一定的智能化，具有智能接口能与计算机相连实现集中监控，当系统发生故障时，系统监控单元码能显示故障事件发生的具体部位、时间等。维护人员利用监控单元信息初步判断故障的性质，再根据故障现象进行分析，作出正确检查、判断并处理 l系统检查维修的基本步骤 l开关电源的故障类型 29第29
14、页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）系统检查维修的基本步骤 l首先查看系统有无声光告警指示。由于开关电源系统各模块均有相应的告警提示，如整流模块故障后其红色告指示灯点亮，同时系统蜂鸣器发生声告警。l再看具体故障现象或告警信息提示。如观察具体故障现象与监控单元告警单元提示是否一致，有无历史告警信息等，有时可能出现无告警但系统功能不正常的现象。l根据故障现象或告警信息，作出正确的分析及形成处理故障的检修方法，即可完成故障检修。30第30页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）开关电源的故障类型 l正常告警类故障：发生时，系统配电模块、整流模块会有相应的故障指示，查看监控单元有相应的
15、告警信息，各监控单元提示的故障信息与实际情况一致。31第31页，共176页，编辑于2022年，星期一l非正常告警类故障：发生时，虽然系统有故障灯亮、告警声响等现象，但情况与监控单元告警信息不一致或监控单元无相应告警信息。系统告警类的典型特征是系统对应部位声光告警，如交流配电发生故障会发生配电故障灯亮，或有蜂鸣器告警；模块发生故障会出现模块灯亮；监控有当前告警时监控单元灯亮，或有蜂鸣器告警。在处理时，一般先按正常告警方法检修，查不出故障时按非正常告警方法检修。在配电故障中，可依据监控告警信息，找出可能发生的故障部位。交流配电故障中，可分为交流电故障及交流输入回路（及后续电路引起交流输入回路）故障
16、；直流配电故障中，可分为输出电压故障、电池支路及输出支路故障。监控通信故障中（监控单元告警，其他部位无告警），可依据交、直流屏通信中断，模块通信中断等方面去梳理。模块故障依据告警性质不同（红、黄灯不同）分析属模块内部故障还是风扇故障 32第32页，共176页，编辑于2022年，星期一l功能丧失不告警故障：发生时系统的功能发生异常或丧失，但系统无任何告警提示。l性能不良不告警故障：发生时系统检测的参数不符合系统性能指标，发生检测不准或参数不对等情况。系统不告警类故障在交流配电中的故障现象如指示灯损坏、电路板损坏及当交流过压、欠压时的保护等。33第33页，共176页，编辑于2022年，星期一例：各
17、整流模块间均流不正常故障现象：模块间输出电流不均衡，不均流度大于5%，或某一模块总是偏大或偏小 34第34页，共176页，编辑于2022年，星期一l交流配电单元lHD4850-2整流模块l直流配电单元l监控模块l日常维护6.2.2 艾默生开关电源系统35第35页，共176页，编辑于2022年，星期一l供电方式系统：三相或单相模块：单相l市电切换：手动切换 机械互锁l交流范围：120290VACl重要器件：空气开关、交流接触器、防雷器 1.交流配电单元36第36页，共176页，编辑于2022年，星期一交流配电板件l交流采样板A14C3S1：两路交流输入采样，经隔离降压后输出两组交流信号，分别供交
18、流保护与交流检测用。l交流逻辑板A4485C2：实现交流过/欠压保护、缺相保护（可选择）高压启动、低压驱动逻辑判断l交流驱动板A4485C1：提供交流控制辅助电源以及交流接触器高压吸合、低压维持电压。37第37页，共176页，编辑于2022年，星期一（4）防雷方案lC级防雷：指示窗显示绿色表示完好；红色表示损坏作用：防止出现安全事故，保护设备lD级防雷：绿灯亮表示完好；不亮表示损坏38第38页，共176页，编辑于2022年，星期一2.HD4850-2整流模块39第39页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）整流模块主要功能和特点l限功率l短路回缩l热插拔l保护和告警功能l低差自主均流l无
19、级限流l防尘和风扇控制40第40页，共176页，编辑于2022年，星期一风扇控制技术和防尘l风扇采用温控无级调速，当模块温度低于60C时风扇处于停转状态（最大的延长风扇寿命）,温度高于60C时，风扇起转，转速随温度的提升而提高。风扇开路或短路时，模块告警。l风扇前面安装有可重复使用的防尘网。l风扇、防尘网均可直接用手进行拆卸且无需关停模块。风扇更换时间1min，防尘网清洗时间1min。41第41页，共176页，编辑于2022年，星期一l指示灯说明电源指示灯（绿）：电源指示灯（绿）：交流指示保护指示灯（黄）：保护指示灯（黄）：l交流过压（2977V保护，285 5V恢复）l交流欠压（115 5V
20、保护，125 5V恢复）l模块过温（95以上保护，85以下恢复）l模块关机保护，保护原因消除后，模块可自动恢复工作故障指示灯（红）：故障指示灯（红）：l输出过压，关机保护，不可恢复。l风扇在60以上发生故障，风扇故障不关机。（2）操作和维护42第42页，共176页，编辑于2022年，星期一3.直流配电单元l电池熔丝l电池分流器l负载分流器l电池保护接触器l直流板件l非重要负载l负载下电接触器l重要负载l转接板43第43页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）负载下电和电池保护l电池欠压告警值：45Vl负载下电值：44Vl电池保护值：43.2Vl重要器件：分流器、空气开关、熔断器、直流接触
21、器44第44页，共176页，编辑于2022年，星期一l分流器：检测电流l熔断器：过流及短路保护l直流接触器：电池保护及二次下电的执行器件45第45页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）直流板件功能lB64C2C1板直流控制板作用：电池欠压告警、二次下电、电池保护控制 lW4485X1板系统信号转接板 作用：完成交、直流配电信号的转接，并上报监控模块46第46页，共176页，编辑于2022年，星期一4.监控模块l功能：检测、告警、通讯；电池自动管理l类别：集中式监控交流、直流单元、整流模块均无自己单独的CPU。如：PSM-15集散式监控各单元均有独立的CPU。如：PSM-A混合式整流模块
22、有独立的CPU，交流、直流单元没有。如：PSM-A1147第47页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）菜单结构l在监控模块中必须进行与硬件和系统配套的参数设置，以实现模块的监控功能，确保开关电源的正常运行。lPSM-A11监控模块中的主菜单结构 l其他菜单查询信息菜单设置信息菜单电池管理菜单48第48页，共176页，编辑于2022年，星期一5.日常维护l电池管理关键参数设置 l常见故障分析（问题处理流程）49第49页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）电池管理关键参数设置 l浮充转均充条件转均充容量比：80转均充参考电流：根据电池确定，如标称值为50mA/Ah时为0.05C10
23、 l均充转浮充条件稳流均充电流：0.01C10稳流均充时间：180分钟充电限流点：0.1-0.25C10充电过流点：0.3C10电池测试：用于做电池核对性放电实验，终止电压及终止时间按各局习惯设定 50第50页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）常见故障分析（问题处理流程）l故障处理流程l问题处理流程l交流故障分析l直流故障分析 51第51页，共176页，编辑于2022年，星期一故障处理流程l消音l故障信息查询并记录（要全面，包括模块、面板指示灯及各种运行信息等）l故障分析、分类l故障处理（注意安全，换板插口顺序、做标记等）l核实52第52页，共176页，编辑于2022年，星期一问题处
24、理流程53第53页，共176页，编辑于2022年，星期一交流故障分析 l引发交流故障的原因：交流停电：交流停电将导致模块停止工作，检查实际交流输入是否正常。交流输入过欠压：交流输入过欠压将导致交流接触器断开，出现交流输入过欠压的告警。交流输入缺相：根据是否设置需要缺相保护而定，设置缺相保护后，交流接触器将动作，断开交流输入。交流接触器损坏：交流接触器线包损坏，辅助节点接触不良等。交流接触器驱动电路损坏：A4485C1板损坏，逻辑判断板A4485C2板损坏。交流空开跳闸：交流空开跳闸同样将导致交流停电，同时监控模块告警。交流采样板损坏：交流采样板损坏将导致交流输入检测电压不准确，或者交流接触器吸
25、合不上等现象。54第54页，共176页，编辑于2022年，星期一l模块故障模块无输出：模块无电流输出，均流不良，模块输出欠压。模块故障：模块风扇故障、模块输出过压锁死（关闭全部模块，故障不消失，说明是监控单元故障，否则逐个开启模块，出现保护时，说明最后开启的模块存在故障，予以更换）。模块保护：交流输入欠压、过压，模块过温，模块输出欠压等。模块通讯中断：W14C3X1板上的48V电源插头、上行地址设置、监控模块地址设置、通讯口号设置和通讯电缆等存在问题。55第55页，共176页，编辑于2022年，星期一直流故障分析 l母排检测电压不准确：出现母排欠压或者过压的告警，测量母排实际电压和检测电压是否
26、一致。l负载电流、电池电流检测不准确：检查分流器系数设置是否正确，一般可以数分流器片数，大部分情况应该根据出厂设定。l负载支路显示断：熔断器或者空开是否正常l电池支路显示断：检查熔断器检测线。56第56页，共176页，编辑于2022年，星期一6.3 蓄电池l蓄电池是通信电源系统中，直流及UPS供电系统的重要组成部分 l作用：在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务，但它与供电主设备整流器并联运行，改善整流器的供电质量起平滑滤波作用当市电异常或在整流器不工作的情况下，则由蓄电池单独供电，担负起全部负载供电的任务，起到荷电备用作用57第57页，共176页，编辑于2022年，星期一6.
27、3.1阀控式铅酸蓄电池的基本结构l阀控式铅酸蓄电池主要组成正负极板组隔板电解液安全阀壳体还有一些零件如端子、连接条和极柱等 58第58页，共176页，编辑于2022年，星期一 壳体 端极柱 汇流排 正负极板组 隔板 安全阀 电解液 59第59页，共176页，编辑于2022年，星期一l壳体蓄电池的外壳是盛装极板群、隔板和电解液的容器材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大，水汽蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求一般采用改良型塑料，如PP、PVC、ABS等材料 60第60页，共176页，编辑于2022年，星期一l端极柱内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化极柱采用三层特殊密封技术，完全避免蓄电池漏液可
28、能 l汇流排用于防腐蚀、抗氧化，耐大电流冲击 61第61页，共176页，编辑于2022年，星期一l正负极板组正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2）负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）。参加电池反应的活性物质铅和二氧化铅是疏松的多孔体，需要固定在载体上l用铅或铅钙多元合金制成的栅栏片状物为载体，称为板栅板栅使活性物质固定在其中，作用是支撑活性物质并传输电流VRLA的极板大多为涂膏式即在板栅上涂敷由活性物质和添加剂制成的铅膏，经过固化等工艺过程制成 62第62页，共176页，编辑于2022年，星期一l隔板VRLA中的AGM电池隔板普遍采用超细玻璃纤维为了提供氧复合通道，隔板需有10%左右孔隙不
29、被电解液占有，即为贫液式隔板在蓄电池中是一个酸液储存器，电解液大部分被吸附在其中，并被均匀地、迅速地分布，而且可以压缩，并在湿态和干态条件下都保持着弹性，以保持导电和适当支撑活性物质的作用为了使电池有良好的工作特性，隔板还必须与极板紧密保持接触作用主要有：吸收电解液；提供正极析出的氧气向负极扩散的通道；防止正、负极短路 63第63页，共176页，编辑于2022年，星期一l安全阀一种自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，其内有防酸雾垫，只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内，同时不允许空气中的气体进入电池内，以免造成自放电l电解液铅蓄电池的电解液是用纯
30、净的浓硫酸与纯水配置而成，与正极和负极上的活性物质进行反应，实现化学能和电能间的转换 64第64页，共176页，编辑于2022年，星期一6.3.2阀控式铅酸蓄电池的分类和性能l分类 通常按不同的固定电解液技术和氧复合通道分为AGM和GEL结构特点：l负极容量相对正极容量过剩，使其具有吸附氧气并化合成水的功能，抑制氢氧气体的产生速率。l固定电解液，AGM采用吸液能力强的材料做隔膜，使较大浓度的电解液全部贮存，方便电池的放置，保证正、负板间氧气迁移的通道。l改进板栅材料，提高抗腐蚀能力，提高析氢过电位。l采用提高析氧过电位的添加剂。l电池端盖上装设单向节流阀，可泄放残存气体。65第65页，共176
31、页，编辑于2022年，星期一l性能 自放电 l电池在不工作时，会由于内部原因而自放电。由于是荷电出厂，在储存期，正极板和负极板上活性物质小孔内吸满了电解液，便可产生多种附加电极反应，造成电池容量损耗 l影响自放电速率大小的因素 板栅材料的自放电性能。板栅材料为铅锑合金，由于锑的存在，降低了析氢过电位，故自放电大。若为纯铅、铅钙多元合金，则析氢过电位都较高。杂质对自放电的影响。电池活性物质添加剂、隔板、硫酸电解液中的有害杂质含量偏高是使电池自放电高的重要原因。温度对自放电速度的影响。蓄电池自放电速度随温度升高而增加，因此宜在较低温度下储存，浮充时温度也不宜太高。电解液浓度对自放电的影响。自放电速
32、度随浓度增加而增加，正极板所受影响最大。66第66页，共176页，编辑于2022年，星期一使用寿命 l影响充放电循环主要因素在于用户的使用条件，影响的方面主要有：过充电、过放电、在恶劣条件下放电、高温长期充电等。l过充电影响极板活性物质使用寿命，增加气阀开启次数，造成水分散失。l过放电降低负极活性物质孔率，难以还原，减小电池使用寿命。l低温、大电流放电易生成致密PbSO4结晶层，使电极反应停止，即电极钝化。l高温长期充电会使正极析氧加速，加快正极板的腐蚀，影响使用寿命。67第67页，共176页，编辑于2022年，星期一6.3.3阀控式铅酸蓄电池的基本原理l基本工作原理 l阀控式蓄电池的氧循环原
33、理 lVRLA的技术指标 68第68页，共176页，编辑于2022年，星期一1.基本工作原理 l在蓄电池内部，正极和负极通过电解质构成电池的内电路在电池外部接通两极导线和负载构成电池的外部电路 l铅蓄电池在放电时，两极活性物质与硫酸溶液发生作用，变成硫酸化合物PbSO4，导电性能较差，放电后，蓄电池内阻增加，而电解液比重下降，电动势逐渐降低。到放电终了时，蓄电池的端电压下降到1.8V左右。69第69页，共176页，编辑于2022年，星期一l充电时，两个电极上的PbSO4又分别恢复为原来的物质铅Pb和二氧化铅PbO2。同时，电解液水比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加。充电过程后期，极板上的活
34、性物质大部分已经还原，如再继续大电池充电，充电电流只能起电解水的作用，负极板上将有大量的氢气逸出，正极板上有大量的氧气逸出，蓄电池产生剧烈的冒气。这不仅要消耗大量的电能，而且冒气过甚会使极板活性物质受冲击而脱落，因此应避免充电终期电流过大。70第70页，共176页，编辑于2022年，星期一lVRLA充放电的总化学反应方程式为：(正极)(电解液)(负极)(正极)(电解液)(负极)PbO2 +2H2SO4 +Pb PbSO4 +2H2O +PbSO4 二氧化铅 硫酸 绒状铅 硫酸铅 水 硫酸铅l充放电的转化过程是可逆的，这样的放电与充电循环进行，可多次重复，直到铅蓄电池寿命终结为止 71第71页，
35、共176页，编辑于2022年，星期一2.阀控式蓄电池的氧循环原理 lVRLA的氧循环原理：在充电过程中因电解水从正极析出氧气，通过电池内循环扩散到负极被吸收，变为固体氧化铅后，又化合成液态的水，经历了一次大循环。lVRLA采用负极活性物质过量设计负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小故使用期间不需加酸加水。l在VRLA中负极起双重作用，充电末期或过充电时：一方面极板中的海绵状铅与正极产生的氧气反应成一氧化铅PbO另一方面是极板中的硫酸铅接受外电路传输来的电子进行还原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅 72第72页，共176页，编辑于2022年，星期一3VRLA的技术指标 l容量 l最大放电电流
36、l耐过充电能力 l容量保存率 l密封反应性能 l安全阀动作 l防爆性能 l防酸雾性能 73第73页，共176页，编辑于2022年，星期一6.3.4VRLA的维护使用及注意事项l阀控式铅酸蓄电池的使用与维护 l阀控式铅酸蓄电池常见故障分析 74第74页，共176页，编辑于2022年，星期一1.阀控式铅酸蓄电池的使用与维护 l安装 l使用 l测试操作 l维护 75第75页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）安装方式 lVRLA应与通信设备同装一室，可叠放组合或安装在机架上高形电池浓差极化大，影响电池性能，最好卧式放置；矮形电池可卧可立 l 安装前检查电池型号、规格、数量、包装、附件（检查电
37、池连接条的配置与设计的安装方式是否相符）准备安装工具开箱检查电池外观 76第76页，共176页，编辑于2022年，星期一l安装将金属安装工具用绝缘胶带包裹，进行绝缘处理电池架柜安装，固定到地面电池间连接，多组并联时，遵循先串联后并联的方式，同时避免短路为保证较好的散热条件，保持电池10mm左右间距加防护措施，端子、连接片加绝缘保护盖，接线部位涂防锈剂，电池加盖防尘罩测量单个电池开路电压及电池组总电压，以防电池接反或制造过程的反极电池组与电源连接，加载上电对电池进行充电。77第77页，共176页，编辑于2022年，星期一l使用条件 并联使用：推荐为3组以内多层安装：层间温度差控制在3以内散热条件
38、：电池间距保持5mm10mm之间换气通风条件：保证室内氢气浓度小于0.8%关于电池混用：新旧不同、厂家不同的产品不允许混合使用浮充使用条件：限流0.25C10 电压为2.232.28V/cell最佳环境温度：2025（2）蓄电池的使用 78第78页，共176页，编辑于2022年，星期一l蓄电池的报废及更换标准 根据维护规程规定：当某组电池容量小于额定容量的80时，该组电池可以申请报废处理实际上，进口电池的使用寿命一般可以达到810年，国产电池在正常使用情况下可达48年，UPS电池可达35年为了充分发挥整组电池的经济效益，电池的报废一般按照以下原则进行：l机房电池：当机房单体电池容量小于80的数
39、量超过25%时，整组电池申请报废否则，用相同品牌、相同型号的电池更换容量不足的电池。l基站电池：当基站电池容量小于60的单体数量超过25%时，整组电池申请报废否则，用相同品牌、相同型号的电池更换容量不足的电池。79第79页，共176页，编辑于2022年，星期一（3）蓄电池的测试操作 l电池电压测试端电压的测量应该从单体电池极柱的根部用四位半数字电压表来测量。有些品牌的蓄电池在平时浮充使用时电压表表笔无法接触极柱根部来测量其端电压，只能在极柱的螺钉上测量，这将会带来测量误差在测量时需要考虑电池的充电电流，如果浮充电流很小，则测量误差可以忽略对于若干单体电池组成的蓄电池组，经浮充、均充电工作三个月
40、后各单体电池开路电压最高与最低的差值应不大于20mV（2V电池）、50mV（6V电池）、100mV（12V电池）。蓄电池处于浮充状态时，各单体电池电压之差应不大于90mV（2V电池）、240mV（6V电池）、480mV（12V电池）。电池端电压的均匀性判断也可参照以下标准：电池组在浮充状态上，测量各单体电池的端电压，求得一组电池的平均值，则每只电池的端电压与平均值之差应小于50mV。80第80页，共176页，编辑于2022年，星期一l电池连接条压降测试极柱压降的测量需要使用直流钳形表、四位半数字万用表，极柱压降必须在相邻两只电池极柱的根部测量测量步骤如下：调低整流器输出电压或关掉整流器交流输入
41、，使电池向负载放电，待电池端电压稳定后测得放电电流及电池连接条的压降，折算成1h率的极柱压降后，与指标要求进行比较。蓄电池按1h率电流放电时，整组电池每个连接条压降都应小于10 mV在实际直流系统中，如果蓄电池的放电电流不满足1h率时，必须将测得值折算成1h率的极柱压降。81第81页，共176页，编辑于2022年，星期一电池连接条压降测试 82第82页，共176页，编辑于2022年，星期一l蓄电池容量测试影响电池容量的因素有：正极板栅腐蚀（过充电、电池失水）；电池失水（电池电压偏高）；负极板硫酸盐化（小电流放电、深放电、未及时回充）；早期容量损失等。简单在线容量试验方法：利用BCSU-60B系
42、列蓄电池容量监测设备，只要让电池在线放电510分钟后充电，即可知道每个单体的剩余容量，并找出最小落后单体电池，通过软件可显示各种充放电曲线、数据及剩余容量。83第83页，共176页，编辑于2022年，星期一离线放电试验法：与传统的放电试验法类似，以BCSU代替人工测试、记录、控制，以智能假负载BDCT代替传统电阻丝 84第84页，共176页，编辑于2022年，星期一（4）蓄电池的维护l清洁经常保持蓄电池外表及工作环境的清洁、干燥状态l蓄电池的清扫应采取避免产生静电的措施l用湿布清扫蓄电池l禁止使用有机溶剂接触蓄电池85第85页，共176页，编辑于2022年，星期一l 注意事项VRLA的使用寿命
43、和机房环境、整流器的设置参数及运行状况有关在使用维护过程中应注意l最好不要使蓄电池有过放电l整流器等的参数设置与蓄电池厂家沟通后确定l不同局站其容量配置有所不同如机房-48V通常配置12小时l定期检查单体和电池组浮充电压、外壳和极柱温度、壳盖有无变形和渗液、极柱和安全阀周围是否渗液和酸雾溢出l定期拧紧连接条，保证连接处的接触电阻不增大l定期考察电池容量、作核对性放电试验l蓄电池放电时应注意l检查整组电池的连接条是否拧紧，确定放电记录的时间间隔，对已开通机房用假负载进行单组放电，另一组放电前，对已放电电池进行充电，注意较落后电池，以免某个单体过放电 86第86页，共176页，编辑于2022年，星
44、期一2阀控式铅酸蓄电池常见故障分析 l失水 l早期容量损失PCL l热失控 l负极不可逆硫酸盐化 l板栅腐蚀与伸长 l隔板质量下降 l反极 87第87页，共176页，编辑于2022年，星期一（1）失水 l从VRLA中排出氢气、氧气、水蒸气、酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因l失水的原因有以下几个方面气体再化合效率低电池壳体渗水板栅腐蚀消耗水自放电损失水安全阀失效或频繁开启 88第88页，共176页，编辑于2022年，星期一（2）早期容量损失PCL l在VRLA中使用了低锑或无锑的板栅合金，易在如下条件下发生不适宜的循环条件，如连续高速放电，深放电，充电开始时低电流密度缺乏特殊添加剂如Sb、S
45、n等低速率放电时高活性物质利用率，电解液过剩，极板过薄等活性物质密度过低，装配压力过低。89第89页，共176页，编辑于2022年，星期一（3）热失控 l充电电流和电池温度发生累积性相互增强作用大多数电池体系都存在发热问题，在VRLA中可能性更大，这是由于氧再化合过程使电池内产生更多热量，排出的气体量小，减少了热量的消散若VRLA工作环境温度过高、或充电设备电压失控，则电池内阻升高，充电电流进一步提高，内阻进一步升高如此反复形成恶性循环，直到热失控使电池壳体严重变形，涨裂l为避免热失控，需采取如下措施充电设备有温度补偿功能或限流严格控制安全阀质量，以正常排气放置在通风良好处，并控制温度 90第
46、90页，共176页，编辑于2022年，星期一（4）负极不可逆硫酸盐化 l在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，充电时较容易还原为铅l如电池使用维护不当，如经常处于充电不足、过放电，负极就会逐渐形成坚硬的、不易溶解的大颗粒硫酸铅，很难用常规方法转化为活性物质而使电池容量下降，甚至寿命终止l为防止发生此种情况，须对蓄电池及时充电，不可过放电 91第91页，共176页，编辑于2022年，星期一（5）板栅腐蚀与伸长 l在实际运行过程中，要根据环境温度选择合适的浮充电压l浮充电压过高，可引起快速失水和正极板的加速腐蚀。当合金板发生腐蚀时，产生应力，致使极板变形，伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流
47、排顶部短路。l而且VRLA的设计寿命按正极板的腐蚀速率计算的，正极板被腐蚀的越多，电池的剩余容量就越少，寿命就越短 92第92页，共176页，编辑于2022年，星期一（6）隔板质量下降 lVRLA为紧密装配，使用一段时间后，电池中的吸附式玻璃纤维棉AGM会产生弹性疲劳，使电池极群失去压缩或压缩减小，而在AGM隔板与极板间产生裂纹，电池内阻增大，电池性能下降。93第93页，共176页，编辑于2022年，星期一（7）反极 l蓄电池多个串联使用，如果有某个电池容量降低，甚至完全丧失容量，那么在放电过程中，它就很快放完了自己的容量。这时这个失去容量的蓄电池不但不放电，还因为它的端电压比其他电池的端电压
48、低而被反充电，以至使它的极板的正负极性逆转。主要原因多是由于过量放电后充电不足，或者极板间有短路故障存在等引起。94第94页，共176页，编辑于2022年，星期一6.4 油机发电机组l柴油机l无刷同步发电机l便携式（小型）油机发电机组95第95页，共176页，编辑于2022年，星期一6.4.1 柴油机l用途l总体结构 l工作原理 96第96页，共176页，编辑于2022年，星期一1用途l柴油发电机组主要是为备用交流电源，能在市电停电后迅速提供稳定的、符合要求的交流电源l为保证通信设备和其他设备工作，对机组的要求：随时能启动、及时供电、运行安全可靠、供电电压和频率满足通信设备和其他设备的要求。9
49、7第97页，共176页，编辑于2022年，星期一2总体结构 l机体由气缸盖、气缸体和曲轴箱组成气缸：燃料燃烧的地方。温度可达15002000，壁为中空，以水套冷却；壁要光滑，减小摩擦损失；与活塞间密封性好。l曲轴连杆机构：由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组等组成，作用是将燃料燃烧时产生的化学能转变为机械能，并将活塞在气缸内的上下往返直线运动变为曲轴的圆周运动，带动其他机械做功。活塞：承受高温、高压力、高速，且惯性大，需有良好的机械强度和导电性能，且质量较轻，减小惯性；上部的活塞环以防止气缸漏气，机油窜入燃烧室。连杆：将活塞与曲轴连接起来，从而将活塞承受压力传给曲轴，并把活塞的往返直线运动变为圆周运动
50、。曲轴：输出气缸内燃烧气体对活塞所作的功，并驱动附属设备如风扇、水泵等。98第98页，共176页，编辑于2022年，星期一l配气机构：适时打开和关闭进气门和排气门，将可燃气体送入气缸，并及时将燃烧后的废气排出l供油系统：由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵和喷油嘴等组成油机工作时，柴油从油箱中流出，经粗滤器过滤，低压油泵升压，经细滤器进一步过滤，高压油泵升压后，通过高压油管送到喷油嘴，并在适当时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃 99第99页，共176页，编辑于2022年，星期一l润滑系统：可减轻机件磨损，循环的机油对磨擦表面进行清洗和冷却，机油膜提高了气缸的气密性，还可防止构件生锈，延长