為了充分發(fā)揮蓄電池作為后備電源的作用，以保證通信、電力系統(tǒng)的正常運行，使得對后備電源的維護問題成為了我們探討的中心。
一、蓄電池使用壽命
影響閥控式鉛酸蓄電池實際使用壽命的因素很多，起主要作用的有以下幾方面。
1.1溫度與容量的關(guān)系
閥控式蓄電池在環(huán)境溫度為25℃時的容量為100％；超過25℃時，每升高10℃蓄電池的容量會減少一半；而在25℃以下時，溫度與容量的關(guān)系如表1所列。
表1 在25℃以下時溫度與容量的關(guān)系
從表1不難看出，閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，維護人員必須認真做到根據(jù)實際溫度的變化合理地調(diào)整蓄電池的放電電流，同時要控制好蓄電池的環(huán)境溫度使其保持在22℃～25℃以內(nèi)。
1.2不同的充電方式對蓄電池壽命的影響
對閥控式鉛酸蓄電池的維護需要建立精確的充放電制度并加以實施，才能使該蓄電池達到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命。國內(nèi)外大量研究的結(jié)果表明，充放電方式?jīng)Q定了蓄電池使用的壽命，有一些蓄電池與其說是使用壞的，不如說是充電方式不妥被損壞的。在這方面，國內(nèi)有許多蓄電池生產(chǎn)廠家和科研院所或?qū)W校都做過類似的實驗。經(jīng)泰倫電源技術(shù)研究所試驗證明，將蓄電池分成兩組進行實驗，一組采用普通恒壓限流方式進行全容量壽命的試驗，另一組則采用階段恒流充電方式控制充電的容量，并在充電后期采用短時間中等電流沖擊方式進行容量循環(huán)壽命的試驗。結(jié)果，兩組蓄電池因采用不同的充電方式而得到相差甚大的循環(huán)壽命，其中采用階段恒流充電方式的蓄電池循環(huán)壽命較長。可見，目前被廣泛采用的恒壓限流充電方式，特別在充電后期是有相當缺憾的。
1.3放電與容量的關(guān)系
大家知道，不同倍率的放電電流會使蓄電池有不同的容量，如表2所列。
表2 放電與容量的關(guān)系
在通信電源直流供電系統(tǒng)中配置的蓄電池容量是不相同的，對蓄電池在實際放電電流下運行的容量應(yīng)有一個準確的計算。
這里值得注意的是，在小電流放電條件下形成的硫酸鉛，要氧化還原是十分困難的，這是因為在小電流放電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠比大電流放電條件下的大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小。而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不容易被還原。如硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。
1.4浮充電壓的設(shè)置對蓄電池壽命的影響
浮充運行是蓄電池的最佳運行條件，運行時電池一直處于滿荷電狀態(tài)，理論上在此條件下運行蓄電池將達到最長的使用壽命。
浮充電壓的設(shè)置對蓄電池的壽命具有相當重要的影響，浮充電壓產(chǎn)生的電流量應(yīng)達到補償自放電及電池單體放電電量和維持氧循環(huán)的需要。
不合理的浮充電壓主要在兩個方面影響電池，即正極板柵腐蝕速率和電池內(nèi)氣體的排放。特別是當電池的浮充電壓超過一定值時，板柵腐蝕現(xiàn)象會進一步加劇，電池內(nèi)的氧氣和氫氣產(chǎn)生較高氣壓，通過排氣閥排放，從而造成電池失水，正極腐蝕則意味著電池失水，進一步加劇電池劣化、壽命縮短。若將浮充電壓超過一定幅度，增大的浮充電流會產(chǎn)生更多的盈余氣體，這樣便使氧在負極復(fù)合受到阻力，從而削弱了氧的循環(huán)機能。
此外浮充運行時，充電電壓還應(yīng)隨環(huán)境溫度作適當調(diào)整，具體可以參考有關(guān)技術(shù)資料或者電池廠家給出的相關(guān)參數(shù)要求。
1.5均充電方法對蓄電池壽命的影響
均充電是為了防止某些蓄電池因容量、端壓的不一致而進行的補充電。一般做法是將浮充電壓提高0.05～0.07V/℃，但最高不得超過2.35V。由于在均衡充電時氣體的產(chǎn)生量比浮充充電時多幾十倍，所以充電時間不能太長，以避免盈余氣體影響氧的再復(fù)合效率，使失水量增加，而且使板柵腐蝕速度增加，從而損壞電池。一般對于新電池或狀態(tài)較好的電池，均充充電時電壓應(yīng)相對較低，而對于使用時間較長或者性能較差的電池，均充電壓可適當升高。
1.6蓄電池容量檢測中注意的問題
蓄電池容量測試受到實際操作條件的影響，如在非標準條件（如放電倍率、溶液溫度等）下檢測時，應(yīng)先換算成標準情況下的容量，以便在此基礎(chǔ)上進行分析研究和比較判斷，不過對于普通維護人員，換算工作顯然比較繁雜。
在容量檢測時，操作也要謹慎，首先，應(yīng)了解直流供電和市電供電情況，油機發(fā)電機能否啟動。檢測時應(yīng)時時注意直流供電系統(tǒng)的情況和市電的供電情況，一旦發(fā)現(xiàn)不正常，應(yīng)立即停止蓄電池容量檢測工作，恢復(fù)整流器的正常輸出，以免影響正常供電。
二、傳統(tǒng)的蓄電池維護測試技術(shù)發(fā)展歷程及效果分析
2.1早期蓄電池電壓的測量法
蓄電池的性能狀態(tài)最終體現(xiàn)在電池的容量與落后程度上，電池的電壓可以在一定程度上反映出電池性能的好壞，當電池放電到一定程度后，其電壓值便開始明顯降低，在早期的電池維護中，由于測試儀器的匱乏，維護人員普遍采用萬用表對電池電壓進行測量，通過電壓高低來簡單判斷電池性能的好壞，而電池的實際放電能力只能通過電池實際容量反映出來，通過測量電池端電壓只能在一定程度上反映電池的落后情況。實際操作中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，在浮充狀態(tài)下，壞電池或者落后電池與正常電池的電壓沒有太明顯區(qū)別，也沒有太好的規(guī)律性可言，大量研究實踐證明，即便是淺度放電狀態(tài)，單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。
2.2核對放電法
長期以來，蓄電池放電試驗主要沿用以下兩種方式：一是利用實際負載進行核對性放電試驗，二是利用傳統(tǒng)電阻箱進行放電試驗。傳統(tǒng)電阻箱放電容量試驗，蓄電池組須脫離系統(tǒng)，利用電阻箱對電池組進行放電試驗，經(jīng)過數(shù)小時后，可以找出最落后的一到幾節(jié)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。
容量試驗是檢測電池容量最直接、最可靠的方法，無論是在線還是離線進行檢測，都必須設(shè)置備用電源作為防范措施，以保證通信安全。
傳統(tǒng)的核對放電設(shè)備普遍采用電阻絲或者水阻進行核對放電，并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險，這種傳統(tǒng)的核對放電試驗方式正在逐步被淘汰。目前，國內(nèi)外普遍采用了新型的智能核對放電技術(shù)，該技術(shù)利用PWM控制原理，根據(jù)放電過程中電池組放電電壓的變化，對放電假負載可以進行實時調(diào)整，以保證電池組恒流放電。
核對放電法具有容量測試準確可靠的優(yōu)點，因此，仍然是目前世界上檢測電池性能的最可靠方法，同時由于核對放電本身可以對電池起到一定的維護作用，所以，核對放電是其他設(shè)備暫時還不能替代的。不過它的缺點也很突出，主要表現(xiàn)為：
——核對放電時間長，風險大，電池組須脫離系統(tǒng)，蓄電池組所存儲的化學能全部以熱能形式消耗掉，既浪費了電能又費時費力，并且增加了系統(tǒng)斷電風險；
——進行核對性放電試驗，必須具備一定條件，首先，盡可能在市電基本保障的條件下進行；其次，機房必須有備用電池組，所以，更適于具備一主一備電池組結(jié)構(gòu)的機房。
目前，核對放電只能測試整組電池容量，不能測試每一節(jié)單體電池容量，以容量最低的一節(jié)作為整組容量，而其他部分電池由于放電深度不夠，其劣化或落后程度還不能完全充分暴露出來。
頻繁地對蓄電池進行深放電，會產(chǎn)生硫酸鉛沉淀，導(dǎo)致極板硫酸化，容量下降，電池落后，因此不適宜對鉛酸蓄電池頻繁進行深放電。
所以，核對放電只能對蓄電池進行定期維護，無法滿足日常維護的需要。
2.3在線快速容量測試法（電池巡檢法）
在放電狀態(tài)下，對蓄電池組的各單體電池的端電壓進行巡檢，找出端電壓下降最快的一只，將其確認為落后電池，再利用核對放電儀器，對該節(jié)電池進行核對放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。
目前，用在線快速測試法可以較快地判定電池組中部分或者個別落后或劣化電池，但還不足以準確測定電池的好壞程度，包括電池的容量等指標，僅適宜作為一個定性測試的參考。以前有廠家根據(jù)客戶的需求特點，推出一系列在線測試電池容量的設(shè)備與儀器，即在線監(jiān)測儀或在線巡檢儀，其宣傳的重點是容量測試不僅快速準確可靠，而且可以在線進行。這種技術(shù)研究的思路是值得推廣的，不過技術(shù)研究情況以及在各地基站進行的實地測試表明，除了少數(shù)情況外，一般都達不到一個很理想的效果。原因是多方面的，其中有蓄電池的生產(chǎn)制造工藝的原因，有蓄電池電化學特性的原因，有蓄電池的實際使用與維護的原因，有實際測試條件的原因等。
這種方法的優(yōu)點是操作簡單，風險系數(shù)小，并可以快速查找落后電池。不過最大的缺點還是測試精度低，只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù)，不能準確測算電池的好壞程度及電池容量指標。同時測試要求較高，如要達到一定的測試精度，則機房一般應(yīng)滿足包括放電因素在內(nèi)的系列條件，而機房實際情況卻各有差別，大多達不到相應(yīng)的測試要求，所以，測試情況還不是很理想，尤其是容量測試準確度較低。
2.4電導(dǎo)（內(nèi)阻）測量法
電導(dǎo)測量是向蓄電池兩端加一個已知頻率和振幅的交流電壓信號，測量出與電壓同相位的交流電流值，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導(dǎo)。電導(dǎo)是頻率的函數(shù)，不同的測試頻率下有不同的電導(dǎo)值，在低頻率下，電池電導(dǎo)與電池容量相關(guān)性很好，一般測量頻率在30Hz左右，根據(jù)不同容量的電池其測量頻率一般會作相應(yīng)調(diào)整。電池的容量越小，電池電阻越大，電導(dǎo)值越小。
電導(dǎo)法能準確查出完全失效的電池，根據(jù)大量的實驗分析及研究結(jié)果證明，電池的容量只有降低到50％以后，內(nèi)阻或者電導(dǎo)會有較大變化，降低到40％以后，會有明顯變化，所以，根據(jù)電池電導(dǎo)值或者內(nèi)阻值，可以在一定程度上確定電池的性能，但對于電池的好壞程度，還不能提供準確的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，采用電導(dǎo)法測試電池的內(nèi)阻或電導(dǎo)是判定蓄電池好壞的一種有價值的參考思路，但卻不足以準確地測算出電池的實際性能指標，尤其是容量指標。
電導(dǎo)測量技術(shù)雖然測試工作比較簡單，但是，由于內(nèi)阻與容量線性關(guān)系不好，所以，測試結(jié)果不能很好地反映蓄電池的真實健康狀況。
三、容量測試技術(shù)發(fā)展趨勢
在各地區(qū)的實際應(yīng)用中，閥控式蓄電池的使用壽命是否終結(jié)的主要判據(jù)為，電池的剩余容量是否滿足機房工作要求，或者滿足有關(guān)維護規(guī)程的要求。隨著廣大電池維護工作者對電池構(gòu)造、工藝、工作原理認識的逐步深入，早期那種單純靠電池端電壓來了解電池性能的方法已經(jīng)被淘汰，而依據(jù)在線測試法對電池進行容量測試的手段還不夠準確和可靠，所以，了解電池的實際容量最準確的方法是通過放電檢測的手段來進行，國家有關(guān)電源維護規(guī)程中的核對放電試驗?zāi)壳叭允俏ㄒ槐还J的測試剩余容量的最有效方法，它是衡量蓄電池在關(guān)鍵時刻能否發(fā)揮作用，確保通信暢通與生產(chǎn)正常的重要手段。但由于風險大，時間過長，工作量過大，不宜作為日常檢驗的測試儀器，只宜作為電池組以一年一度或者三年一度的核對放電測試。
針對目前的實際情況，包括廣大蓄電池制造廠家、蓄電池測試技術(shù)研究機構(gòu)，以及廣大蓄電池維護人員而言，都在積極探索一種快速、準確、可靠、安全的蓄電池測試技術(shù)。特別對于廣大現(xiàn)場維護工程師而言，這種需求更顯迫切。
遺憾的是，蓄電池是一種非常復(fù)雜的設(shè)備，對它進行快速準確的容量測試是非常困難的。從蓄電池性能與容量測試技術(shù)、測試效果的角度來看，作者認為可以將蓄電池在線測試技術(shù)歸納為定性測試技術(shù)。之前講到的包括電導(dǎo)法、內(nèi)阻法、電壓測量法等，也都可以歸之為一個技術(shù)大類，即定性測試技術(shù)類。而核對放電技術(shù)可以歸之為定量測試技術(shù)類。定性測試技術(shù)的側(cè)重點在于給我們提供一個蓄電池性能狀態(tài)的參考，不需要準確測算整組電池或每節(jié)單體電池的實際容量指標，這樣就不會給客戶造成誤導(dǎo)。
對電池組進行實際容量測試的目的在于能夠準確掌握電池組的實際放電能力，根據(jù)國家有關(guān)電源維護規(guī)程以及蓄電池維護效果要求，電池組荷電容量達不到80％便應(yīng)整組淘汰，但是，一般客戶在使用過程中，即便電池容量只有60％，有的甚至只有40％也還在繼續(xù)使用，更有的相對落后地區(qū)，電池組實際容量甚至不到20％，這是非常危險的，在這種情況下，作者認為一種快速定量的蓄電池容量測試技術(shù)與產(chǎn)品的推出就顯得更為迫切。這種技術(shù)或者產(chǎn)品的推出，將有效解決目前困擾電池測試領(lǐng)域的一個世界性難題。
