供电系统的可用度保持

系别通信工程系专业通信电源姓名俞忠通信基站供电系统的可用度保持整流模块的可用度保持移动基站用高频开关电源目前均采用模块化并联方式，其单模块的输出电流从20A至100A不等，其冷却方式有自冷和强迫风冷两种方式。笔者认为知名厂家设计的整流模块在技术指标上不必担心，在自我保护功能上也不必过多担心，倒是一些看似小事的维护问题需要引起注意。例如系统在选用时一般基站都在150-200A以上，远远大于实际负荷（正常情况下一个普通基站连同电池浮充电流也就是20A以内），那么整流模块是冷备用方式还是全部投入呢？笔者倾向于后者。电子器件工作寿命其实很长，然而长期不上电并非益事，电解电容难道不是如此吗。更何况负荷不高温升较小，对功率电子器件的寿命更没有影响。而且有利于去湿。再如整流模块的交流输入部份基本都接有压敏电阻，以承接前级防雷抗涌器件（SPD）的残压，保护后端的器件及电路。但是当交流电压长期偏高时，看似并非脉冲冲击方式，但是导致长期的漏电流加大事实上会有一种热积累，大大影响其寿命，因此维护中应该予以注意，严重变色的压敏电阻不如提前换掉。有些压敏电阻爆裂时会带来明火，不要小视其对安全的危害。再如环境温度保持问题。我们不能认为反正厂家说明书中都己载明，整流器的温度适应一般都标明可以达到45度或更高，而且模块内还有温度保护措施，因而不重视对机房空调的运行保证。其实这对保证整流模块可用度而言是一种误区，例如我们都知道电解电容的寿命与温度的关系是每升高10度寿命降50％的关系；压敏电阻因长期过高的热积累不仅降低寿命，还有可能随时击穿甚至起明火；功率器件及组件对高温影响的敏感性更高。因此我们应该在巡检维护时关注空调设备的状况，并保证在无人值守条件下交流电源停电再来电时空调应能自启动，10至30度的环境温度保持是合适的，而且空调的运行同时也带来了机房除湿的效果。再如风冷整流模块的防尘罩定期清洗除尘问题。看似小事，如不重视带来的后果还是会很严重的。再如整流模块的内部调整以及并联、保护等都已经通过微处理器以及机架监控单元来实理，因此认直了解使用维护说明书并按其中的提示设置与操作是很重要的，否则有时难免造成差之毫厘失之千里的效果，大大影响整流模块的可用度。2铅酸蓄电池组的可用度保持蓄电池组是基站实现直流不间断供电的一个重要组成部份，其投资额和机架电源设备基本相当。目前移动基站采用的都是二十世纪末发展起来的阀控式密封铅酸蓄电池（简称VRLA电池）。由于采用了阀控式密封结构，不需要加酸、加水维护，无酸液、酸雾泄出，可与设备同机房安放。由于体积小、重量轻、自放电小、少维护、寿命长、使用方便、安全可靠等特点，深受用户欢迎。但是我们却必须看到，一方面这种电池的基本电化学原理仍然未变，因而其固有的电特性要求不仅没变，反而要求更严；另一方面这种电池在推广初期，厂家的说明书有时或多或少地将这种电池称之为“免维护”电池，致部份维护人员认为这种电池不1需要维护，这一误区至今还有影响。因而科学地加强对这种蓄电池组的维护与保养对提高其可用度仍是十分重要的。2.1是要防止过充。蓄电池的寿命和性能与电池内部产生的热积累密切相关，而电池内部的热源主要来之于内部电化学反应的功率损耗，可以简单地看着充电电压和充电电流的乘积。在氧再化合反应中，浮充电流会增大而产生较多的热量，在恒压充电时，浮充电流又会随温度上升而增大，从而又使温度进一步上升。热失控现象是阀控密封蓄电池的结构方式所造成的特有现象。热失控常带来严重危害如电池失水、外壳‘鼓肚子’等，严重者造成电池报废。防止过充就是要严格按厂家说明书提供充电电压值。现在的组合电源均可以设置，并实现智能化的管理，需要注意的是首先是要设置正确，其次是未经授权人员平常不可以随便改动。2.2是要防止充电不足。和过充正好相反，充电不足主要是充电电压设置偏低或过低所致。或者是机架系统出现了问题。2.3是要防止过放。放电深度与电池设计充放电循环次数（使用寿命）密切相关。例如放电深度为5％时，循环次数为10000次，当放电深度为50％时，循环次数只有800次。过度放电严重者会造成电池无法再激活到最佳状态，甚至报废。不同的放电速率其放电时间和终止电压是不同的，所放出的有效容量也是不同的，并且受到环境温度的影响。这里不再列表及绘制有关曲线，不同厂家的电池说明书中是给出了的。维护人员应该予以关注，并严格按有关数据在监控单元中设定，不得随便更改。现在机架电源厂家都设计有电池下电功能，即当电池放电至设定的终止电压时，通过监控指令自动切断电池放电回路。更有厂家考虑到监控单元因故（视其工作电源而定）无法检测到电池终止电压或无法发出指令时另设备份强制切断电路。因此维护人员还应在巡检中关注这些硬件电路的可靠性，予以检查与维护。2.4是控制环境温度。电池温度升高时，电解液活动加剧，电池内阻减小，其浮充电流增大导致导电元件腐蚀加剧，寿命减少；反之，电解液活动减弱，电池内阻加大，电池对负载的放电能力则减弱。所以，对电池温度的监测和环境温度的控制与并保持是十分必要的。同时还必须对充电电压进行温度补偿，以避免高温下的过充和低温下的欠充。绝大多数使用VRLA电池组的地方，都把环境温度控制在25度左右，加速寿命试验表明，环境温度升高10度，又不对充电电压进行调整，其电池使用寿命将缩短一半。2.5是要及时更换故障电池。由于每一个单体的工艺差异，长期浮充下可能逐度渐‘落后’，因此在监控单元中会有定期对电池组进行均充的管理功能，以期激活这一落后单体，使之不再落后。但经常落后，最终可能变成故障电池。我们可以用多种方法来判定其是否己病入膏肓，如对其单独进行容量试验，或在线测试其内阻值等。关键是要及时更换故障电池，这样对电池组的可用性乃至整组寿命是非常重要的。2.6是建议定期进行电池组的容量测试和放电试验。容量测试是为了对电池组进行体检，当然工作量较大，但从需要和可能性考虑，建议有条件时进行抽样试验还是必要的。