艾默生電信級(jí)12V電池在接入網(wǎng)上的應(yīng)用(圖)
2005/7/5 11:33:17
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司 供稿
1. 接入網(wǎng)配套12V蓄電池概況
1.1 接入網(wǎng)配套12V蓄電池的歷史與現(xiàn)狀
縱觀國(guó)內(nèi)接入網(wǎng)配套12V電池的發(fā)展，2000年是重要的分水嶺。在這一年發(fā)生的兩個(gè)事件值得再次回顧：其一是原華為電氣的接入網(wǎng)－蓄電池攻關(guān)小組在廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，首次提出電信級(jí)12V電池概念并開發(fā)出新一代接入網(wǎng)配套電池（即目前艾默生的Telion系列電信級(jí)12V電池）；另一重要事件是原河北電信在面對(duì)接入網(wǎng)配套12V電池（UPS類型電池）高故障率的困擾下，主動(dòng)出擊對(duì)接入網(wǎng)配套電池進(jìn)行選型，改變了單一由接入網(wǎng)OEM供應(yīng)商選配電池的狀況，極大提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量。然而有趣的巧合是，當(dāng)時(shí)的原河北電信選擇了原華為電氣的電信級(jí)12V電池，并且雙雙在2001年年底，一個(gè)因南北電信拆分組建為河北通信，一個(gè)因加入艾默生電氣更名為艾默生網(wǎng)絡(luò)能源。
接入網(wǎng)配套蓄電池的狀況可歸納為以下幾點(diǎn)：
�、偈褂脳l件方面，農(nóng)村與城市差異較大（包括電網(wǎng)條件和環(huán)境溫度）；
�、诋a(chǎn)品品種方面，在沒有選型的地區(qū)，產(chǎn)品質(zhì)量表現(xiàn)為良莠不齊；
�、凼褂脿顩r方面，UPS類型產(chǎn)品失效率較高，成為影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的隱患之一。
�、芨�?lián)Q代產(chǎn)品方面，符合接入網(wǎng)使用要求的電信級(jí)12V電池使用效果良好。
1.2 接入網(wǎng)配套12V蓄電池使用壽命統(tǒng)計(jì)
蓄電池制造商提供的蓄電池設(shè)計(jì)壽命均為特定條件下的理論值，不能等同視作實(shí)際使用壽命。實(shí)際使用壽命與使用條件（環(huán)境溫度、放電深度、斷電頻度、蓄電池管理等）密切相關(guān)，與設(shè)計(jì)壽命存在一定差異，甚至相差甚遠(yuǎn)。表－1為同期投入運(yùn)行的UPS類型12V100Ah蓄電池使用壽命統(tǒng)計(jì)結(jié)果（以蓄電池額定容量的80%作為壽命終止標(biāo)志），可以看出，使用時(shí)間一年以下的蓄電池比例占30%，使用時(shí)間兩年以下的蓄電池比例高達(dá)88%，而使用時(shí)間超過(guò)兩年的蓄電池比例只占12%（參見下圖）。
相應(yīng)地，電信級(jí)12V電池的失效率自2000年至2003年5月累計(jì)結(jié)果為725ppm，比UPS類型電池（使用兩年失效率達(dá)到30%以上）有顯著改善�！ �
1.3 接入網(wǎng)配套12V蓄電池的維護(hù)調(diào)查
目前接入網(wǎng)配套12V蓄電池大多是內(nèi)置到主設(shè)備機(jī)柜的最下層，日常接入網(wǎng)維護(hù)有時(shí)會(huì)忽視對(duì)電池的檢查。我們通過(guò)問(wèn)詢調(diào)查的方式獲得有關(guān)接入網(wǎng)內(nèi)置電池的維護(hù)情況（表－2）�？梢钥闯�，用戶對(duì)蓄電池維護(hù)方法不但非常了解而且具有豐富經(jīng)驗(yàn)，但在接入網(wǎng)電池維護(hù)人員配置以及維護(hù)實(shí)施方面尚存在一定薄弱環(huán)節(jié)，目前能自行維護(hù)的比例只占到23%，不能顧及的比例高達(dá)近80%。
1.4 從蓄電池維護(hù)角度考慮，以下因素在蓄電池選配時(shí)需要給予重視：
�、� 蓄電池性能價(jià)格比：在使用環(huán)境不理想、交通位置較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，設(shè)備可靠性（質(zhì)量性能）為首要考慮因素，價(jià)格因素其次（在合理的電池性能價(jià)格比范圍內(nèi)）。
② 12V電池的選型：根據(jù)接入網(wǎng)實(shí)際使用要求，遵照YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)，制定蓄電池相應(yīng)選型規(guī)范。
③ 主、輔設(shè)備捆綁（一體化）配套方式：由于接入網(wǎng)存在分散建設(shè)的特點(diǎn)，工程安裝、維護(hù)工作量較大，加上部分設(shè)備將蓄電池內(nèi)置，總的來(lái)說(shuō)，主、輔設(shè)備一體化配套應(yīng)為優(yōu)選方案。
�、� 優(yōu)化12V電池配置：從海外交鑰匙工程的蓄電池配置設(shè)計(jì)來(lái)看，將設(shè)計(jì)容量“一分為二”是主流趨勢(shì)，可以提高系統(tǒng)供電安全。比如48V200Ah，采用2組48V100Ah并聯(lián)方式，比1組48V200Ah可靠性要高。
2. 艾默生電信級(jí)12V電池針對(duì)接入網(wǎng)應(yīng)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)
艾默生用于接入網(wǎng)配套的蓄電池，設(shè)計(jì)指標(biāo)遵循YD/T799-1996（已更新為YD/T799-2002），獲得用戶普遍認(rèn)可。
2.1 容量設(shè)計(jì)：首次放電即可達(dá)額定容量的100%。
在規(guī)定的條件下，蓄電池額定容量是指完全充電后所能提供的由制造廠標(biāo)明的安時(shí)電量。其中C10---10h率額定容量A·h；C3---3h率額定容量A·h，數(shù)值為0.75C10； C1---1 h率額定容量A·h，數(shù)值為0.55C10
艾默生電池設(shè)計(jì)容量充裕，用戶嚴(yán)格的容量測(cè)試均可以通過(guò)，但通用型UPS類電池（如高功率設(shè)計(jì)類型）主要是恒功率放電有優(yōu)勢(shì)（12V100Ah 15min率為370W），采用YD/T799-2002方法驗(yàn)收往往難以達(dá)到要求。
2.2 活性物質(zhì)設(shè)計(jì)：降低活性物質(zhì)利用率，延長(zhǎng)使用壽命
鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)為二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)為海綿鉛。活性物質(zhì)利用率的降低，可以有效延長(zhǎng)電池使用壽命，但相對(duì)增加了電池總重量。艾默生電池重量（T12V100SE/A、T12V100SE/B）約為42Kg，完全滿足YD/T799-2002中5.6.2款要求。
2.3 深放電恢復(fù)指標(biāo)設(shè)計(jì)：提高蓄電池使用壽命
接入網(wǎng)配套蓄電池往往是小電流、長(zhǎng)時(shí)間深放電應(yīng)用，電池發(fā)生深放電情況往往難以避免，艾默生電池通過(guò)以下改進(jìn)設(shè)計(jì)來(lái)提高電池深放電恢復(fù)能力：
�、� 提高板柵合金Sn含量，以減少板柵與鉛膏之間不動(dòng)態(tài)層的形成，提高充電效率；
② 改進(jìn)板柵結(jié)構(gòu)，采用錯(cuò)位式柵格結(jié)構(gòu)（高功率電池采用放射狀結(jié)構(gòu)較好），同時(shí)增加電池極板厚度（提高抗應(yīng)力強(qiáng)度，防止板柵變形、減少鉛膏軟化松動(dòng)，增強(qiáng)板柵耐腐蝕能力）；
�、� 鉛膏改型，延長(zhǎng)鉛膏被鈍化時(shí)間，適合長(zhǎng)時(shí)間放電。
2.4 內(nèi)置集氣排氣設(shè)計(jì)：提高系統(tǒng)可靠性的有效措施
用于接入網(wǎng)設(shè)備的集氣排氣裝置得到越來(lái)越多用戶的認(rèn)可，可以將蓄電池充電過(guò)程產(chǎn)生的氣體（氫氣混合氣體及微量酸霧），經(jīng)收集、中和后排放到設(shè)備之外，有效避免發(fā)生爆炸、腐蝕等嚴(yán)重事故。
2.5 綜合比較
*注：如要求UPS類型電池（電池尺寸相對(duì)較�。┰O(shè)計(jì)成C10達(dá)到100Ah，電池需要采用相對(duì)緊裝配設(shè)計(jì)，電池板柵需要減薄，活性物質(zhì)利用率需提高，將在一定程度造成電池壽命的降低，另外過(guò)于緊裝配的結(jié)構(gòu)將減少電解液體積，電池高溫失水造成熱失控幾率可能加大。
3、艾默生電信級(jí)12V電池在接入網(wǎng)上的應(yīng)用情況
3.1 抽樣調(diào)查說(shuō)明
為了解艾默生電信級(jí)12V100Ah電池在接入網(wǎng)配套方面的使用情況，特別選擇電網(wǎng)條件、環(huán)境溫度有一定代表性的地區(qū)進(jìn)行抽樣檢測(cè)。
3.2 睢縣接入網(wǎng)點(diǎn)蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
睢縣共有30個(gè)點(diǎn)采用艾默生電池，本次調(diào)查隨機(jī)抽樣6個(gè)點(diǎn)，其中5個(gè)點(diǎn)直接斷開交流電由蓄電池對(duì)負(fù)載供電，負(fù)載工作電流約3A，放電開始蓄電池電壓平均51.02V，人工停止放電時(shí)的電壓平均為48.24V，放電過(guò)程單體電池電壓一致性良好，平均放電時(shí)間約20小時(shí)；另一個(gè)點(diǎn)采用3小時(shí)率放電，放電電流25A，放電3小時(shí)后蓄電池電壓為46.1V，結(jié)果十分理想（3小時(shí)率容量標(biāo)準(zhǔn)：以0.25C10電流放電到終止電壓43.2V時(shí)，放電時(shí)間≥3小時(shí)）。
3.2 阜平縣蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
隨機(jī)抽查一組48V200Ah電池（由12V100Ah兩組并聯(lián)組成），投入運(yùn)行時(shí)間為2000年12月下旬采用1小時(shí)率放電，放電電流110A，放電1小時(shí)，蓄電池組電壓為45.2V，容量合格。
3.3 永清縣蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
隨機(jī)抽查一組48V200Ah電池（由12V100Ah兩組并聯(lián)組成），采用3小時(shí)率放電，放電電流50A，放電3小時(shí)，蓄電池組電壓為43.94V，容量合格。
4、總結(jié)
4.1 接入網(wǎng)配套12V電池優(yōu)選電信級(jí)12V電池，盡量減少選用UPS類型電池。
4.2 符合YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)的電信級(jí)12V電池在接入網(wǎng)的實(shí)際使用情況比UPS類型電池有明顯改善。
1.1 接入網(wǎng)配套12V蓄電池的歷史與現(xiàn)狀
縱觀國(guó)內(nèi)接入網(wǎng)配套12V電池的發(fā)展，2000年是重要的分水嶺。在這一年發(fā)生的兩個(gè)事件值得再次回顧：其一是原華為電氣的接入網(wǎng)－蓄電池攻關(guān)小組在廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，首次提出電信級(jí)12V電池概念并開發(fā)出新一代接入網(wǎng)配套電池（即目前艾默生的Telion系列電信級(jí)12V電池）；另一重要事件是原河北電信在面對(duì)接入網(wǎng)配套12V電池（UPS類型電池）高故障率的困擾下，主動(dòng)出擊對(duì)接入網(wǎng)配套電池進(jìn)行選型，改變了單一由接入網(wǎng)OEM供應(yīng)商選配電池的狀況，極大提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量。然而有趣的巧合是，當(dāng)時(shí)的原河北電信選擇了原華為電氣的電信級(jí)12V電池，并且雙雙在2001年年底，一個(gè)因南北電信拆分組建為河北通信，一個(gè)因加入艾默生電氣更名為艾默生網(wǎng)絡(luò)能源。
接入網(wǎng)配套蓄電池的狀況可歸納為以下幾點(diǎn)：
�、偈褂脳l件方面，農(nóng)村與城市差異較大（包括電網(wǎng)條件和環(huán)境溫度）；
�、诋a(chǎn)品品種方面，在沒有選型的地區(qū)，產(chǎn)品質(zhì)量表現(xiàn)為良莠不齊；
�、凼褂脿顩r方面，UPS類型產(chǎn)品失效率較高，成為影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的隱患之一。
�、芨�?lián)Q代產(chǎn)品方面，符合接入網(wǎng)使用要求的電信級(jí)12V電池使用效果良好。
1.2 接入網(wǎng)配套12V蓄電池使用壽命統(tǒng)計(jì)
蓄電池制造商提供的蓄電池設(shè)計(jì)壽命均為特定條件下的理論值，不能等同視作實(shí)際使用壽命。實(shí)際使用壽命與使用條件（環(huán)境溫度、放電深度、斷電頻度、蓄電池管理等）密切相關(guān)，與設(shè)計(jì)壽命存在一定差異，甚至相差甚遠(yuǎn)。表－1為同期投入運(yùn)行的UPS類型12V100Ah蓄電池使用壽命統(tǒng)計(jì)結(jié)果（以蓄電池額定容量的80%作為壽命終止標(biāo)志），可以看出，使用時(shí)間一年以下的蓄電池比例占30%，使用時(shí)間兩年以下的蓄電池比例高達(dá)88%，而使用時(shí)間超過(guò)兩年的蓄電池比例只占12%（參見下圖）。
相應(yīng)地，電信級(jí)12V電池的失效率自2000年至2003年5月累計(jì)結(jié)果為725ppm，比UPS類型電池（使用兩年失效率達(dá)到30%以上）有顯著改善�！ �
1.3 接入網(wǎng)配套12V蓄電池的維護(hù)調(diào)查
目前接入網(wǎng)配套12V蓄電池大多是內(nèi)置到主設(shè)備機(jī)柜的最下層，日常接入網(wǎng)維護(hù)有時(shí)會(huì)忽視對(duì)電池的檢查。我們通過(guò)問(wèn)詢調(diào)查的方式獲得有關(guān)接入網(wǎng)內(nèi)置電池的維護(hù)情況（表－2）�？梢钥闯�，用戶對(duì)蓄電池維護(hù)方法不但非常了解而且具有豐富經(jīng)驗(yàn)，但在接入網(wǎng)電池維護(hù)人員配置以及維護(hù)實(shí)施方面尚存在一定薄弱環(huán)節(jié)，目前能自行維護(hù)的比例只占到23%，不能顧及的比例高達(dá)近80%。
1.4 從蓄電池維護(hù)角度考慮，以下因素在蓄電池選配時(shí)需要給予重視：
�、� 蓄電池性能價(jià)格比：在使用環(huán)境不理想、交通位置較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，設(shè)備可靠性（質(zhì)量性能）為首要考慮因素，價(jià)格因素其次（在合理的電池性能價(jià)格比范圍內(nèi)）。
② 12V電池的選型：根據(jù)接入網(wǎng)實(shí)際使用要求，遵照YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)，制定蓄電池相應(yīng)選型規(guī)范。
③ 主、輔設(shè)備捆綁（一體化）配套方式：由于接入網(wǎng)存在分散建設(shè)的特點(diǎn)，工程安裝、維護(hù)工作量較大，加上部分設(shè)備將蓄電池內(nèi)置，總的來(lái)說(shuō)，主、輔設(shè)備一體化配套應(yīng)為優(yōu)選方案。
�、� 優(yōu)化12V電池配置：從海外交鑰匙工程的蓄電池配置設(shè)計(jì)來(lái)看，將設(shè)計(jì)容量“一分為二”是主流趨勢(shì)，可以提高系統(tǒng)供電安全。比如48V200Ah，采用2組48V100Ah并聯(lián)方式，比1組48V200Ah可靠性要高。
2. 艾默生電信級(jí)12V電池針對(duì)接入網(wǎng)應(yīng)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)
艾默生用于接入網(wǎng)配套的蓄電池，設(shè)計(jì)指標(biāo)遵循YD/T799-1996（已更新為YD/T799-2002），獲得用戶普遍認(rèn)可。
2.1 容量設(shè)計(jì)：首次放電即可達(dá)額定容量的100%。
在規(guī)定的條件下，蓄電池額定容量是指完全充電后所能提供的由制造廠標(biāo)明的安時(shí)電量。其中C10---10h率額定容量A·h；C3---3h率額定容量A·h，數(shù)值為0.75C10； C1---1 h率額定容量A·h，數(shù)值為0.55C10
艾默生電池設(shè)計(jì)容量充裕，用戶嚴(yán)格的容量測(cè)試均可以通過(guò)，但通用型UPS類電池（如高功率設(shè)計(jì)類型）主要是恒功率放電有優(yōu)勢(shì)（12V100Ah 15min率為370W），采用YD/T799-2002方法驗(yàn)收往往難以達(dá)到要求。
2.2 活性物質(zhì)設(shè)計(jì)：降低活性物質(zhì)利用率，延長(zhǎng)使用壽命
鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)為二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)為海綿鉛。活性物質(zhì)利用率的降低，可以有效延長(zhǎng)電池使用壽命，但相對(duì)增加了電池總重量。艾默生電池重量（T12V100SE/A、T12V100SE/B）約為42Kg，完全滿足YD/T799-2002中5.6.2款要求。
2.3 深放電恢復(fù)指標(biāo)設(shè)計(jì)：提高蓄電池使用壽命
接入網(wǎng)配套蓄電池往往是小電流、長(zhǎng)時(shí)間深放電應(yīng)用，電池發(fā)生深放電情況往往難以避免，艾默生電池通過(guò)以下改進(jìn)設(shè)計(jì)來(lái)提高電池深放電恢復(fù)能力：
�、� 提高板柵合金Sn含量，以減少板柵與鉛膏之間不動(dòng)態(tài)層的形成，提高充電效率；
② 改進(jìn)板柵結(jié)構(gòu)，采用錯(cuò)位式柵格結(jié)構(gòu)（高功率電池采用放射狀結(jié)構(gòu)較好），同時(shí)增加電池極板厚度（提高抗應(yīng)力強(qiáng)度，防止板柵變形、減少鉛膏軟化松動(dòng)，增強(qiáng)板柵耐腐蝕能力）；
�、� 鉛膏改型，延長(zhǎng)鉛膏被鈍化時(shí)間，適合長(zhǎng)時(shí)間放電。
2.4 內(nèi)置集氣排氣設(shè)計(jì)：提高系統(tǒng)可靠性的有效措施
用于接入網(wǎng)設(shè)備的集氣排氣裝置得到越來(lái)越多用戶的認(rèn)可，可以將蓄電池充電過(guò)程產(chǎn)生的氣體（氫氣混合氣體及微量酸霧），經(jīng)收集、中和后排放到設(shè)備之外，有效避免發(fā)生爆炸、腐蝕等嚴(yán)重事故。
2.5 綜合比較
*注：如要求UPS類型電池（電池尺寸相對(duì)較�。┰O(shè)計(jì)成C10達(dá)到100Ah，電池需要采用相對(duì)緊裝配設(shè)計(jì)，電池板柵需要減薄，活性物質(zhì)利用率需提高，將在一定程度造成電池壽命的降低，另外過(guò)于緊裝配的結(jié)構(gòu)將減少電解液體積，電池高溫失水造成熱失控幾率可能加大。
3、艾默生電信級(jí)12V電池在接入網(wǎng)上的應(yīng)用情況
3.1 抽樣調(diào)查說(shuō)明
為了解艾默生電信級(jí)12V100Ah電池在接入網(wǎng)配套方面的使用情況，特別選擇電網(wǎng)條件、環(huán)境溫度有一定代表性的地區(qū)進(jìn)行抽樣檢測(cè)。
3.2 睢縣接入網(wǎng)點(diǎn)蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
睢縣共有30個(gè)點(diǎn)采用艾默生電池，本次調(diào)查隨機(jī)抽樣6個(gè)點(diǎn)，其中5個(gè)點(diǎn)直接斷開交流電由蓄電池對(duì)負(fù)載供電，負(fù)載工作電流約3A，放電開始蓄電池電壓平均51.02V，人工停止放電時(shí)的電壓平均為48.24V，放電過(guò)程單體電池電壓一致性良好，平均放電時(shí)間約20小時(shí)；另一個(gè)點(diǎn)采用3小時(shí)率放電，放電電流25A，放電3小時(shí)后蓄電池電壓為46.1V，結(jié)果十分理想（3小時(shí)率容量標(biāo)準(zhǔn)：以0.25C10電流放電到終止電壓43.2V時(shí)，放電時(shí)間≥3小時(shí)）。
3.2 阜平縣蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
隨機(jī)抽查一組48V200Ah電池（由12V100Ah兩組并聯(lián)組成），投入運(yùn)行時(shí)間為2000年12月下旬采用1小時(shí)率放電，放電電流110A，放電1小時(shí)，蓄電池組電壓為45.2V，容量合格。
3.3 永清縣蓄電池使用狀況調(diào)查
抽樣測(cè)試結(jié)果：滿足應(yīng)用要求
隨機(jī)抽查一組48V200Ah電池（由12V100Ah兩組并聯(lián)組成），采用3小時(shí)率放電，放電電流50A，放電3小時(shí)，蓄電池組電壓為43.94V，容量合格。
4、總結(jié)
4.1 接入網(wǎng)配套12V電池優(yōu)選電信級(jí)12V電池，盡量減少選用UPS類型電池。
4.2 符合YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)的電信級(jí)12V電池在接入網(wǎng)的實(shí)際使用情況比UPS類型電池有明顯改善。
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http:m.mangadaku.com/news/2005-7/200575113317.html
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