试论通信基站蓄电池组的维护

一、基本情况介绍

吉林省联通公司共建有G网、C网共1986个物理站址，见下表：

基站内蓄电池共3972组，每组电池24只，共9.5万只。根据掌握的蓄电池运行的基本情况，当前蓄电池运行出现较为严重的问题是：蓄电池组运行超过厂家的质保期后，蓄电池组出现严重的劣化现象，远远不能满足实际生产的要求，甚至部分基站的蓄电池的保有容量仅仅达到标称容量的10%。个别蓄电池的劣化失效，带来整组电池的快速失效等等。

所有基站内设备的维护隶属于运维等部门负责，全省共在九个市州、40个县市设立了49个分公司。各个分公司专业运维人员一般4～5人，这样人数较少的维护人员，要进行近万台设备的蓄电池维护工作比较困难，无法安排专人负责蓄电池组的维护。

分析通信基站蓄电池组的运行状况，主要是在蓄电池组的维护上投入不足造成的，首先是人员的投入、设备的投入，其次这近十年时间，联通公司一直致力于基础设施的建设，对于建设后的设施维护工作投入不够，一直处于滞后状态。目前基础设施建设基本完成，联通公司必将对设施的维护提到议事日程上来，加大维护的投入，减少设备运行成本，提高设备运行的可靠率，由前期的建设期转型进入正常的运行模式。

如何摸索探讨一套运行模式下设施的维护方式，特别是基站蓄电池组的维护模式，对于其他运营公司也同样具有借鉴意义。

二、目前基站中蓄电池设备运行中常见的问题

目前在电源设备、通讯交换设备、空调等出现问题的几率，已经大大下降，这是由于这些产品的本身稳定性已经随着技术水平的发展得到品质的提升。而由于蓄电池自身技术的发展、再由于蓄电池维护手段的不完善，应该是保障基站安全运行的重点。具体分析如下：

1） 蓄电池寿命无法达到设计要求

在实际应用中，蓄电池往往在使用一年后就开始出现劣化，使用超过5年的蓄电池劣化程度非常严重，不能够达到标称容量。这其中存在两个方面的问题：其一，蓄电池厂家对于蓄电池的使用年限是在较为理想的状态下预测的，而我省农网改造频繁，基站经常掉电，造成蓄电池使用年限明显低于理论值；其二，在对蓄电池的使用中在蓄电池组劣化前期没有及时发现落后蓄电池，致使蓄电池组劣化积累、加剧，导致蓄电池过早报废。

2） 对于蓄电池的运行情况不明

由于人员以及技术条件的限制，同时缺乏良好的技术手段以及有效管理，蓄电池的使用者对于蓄电池的运行情况缺乏足够的了解，特别是对于蓄电池历史数据的整理以及分析。而这些数据的整理与分析需要较强的专业知识。

3） 目前充放电机制急需改进

当前基站蓄电池组的充电机制一致采用高频开关电源完成，但从蓄电池组自身的运行特点而言，目前通信电源对于蓄电池的充放电机制，显然是不完善的，这也是目前蓄电池组提前失效的一个重要原因。如通过脉冲等方式的充电机制，将大大降低蓄电池组过早失效的比例。

三、基站蓄电池失效原因的分析

根据蓄电池实际运行状况以及当前蓄电池性能的抽样测试数据，分析蓄电池的失效模式大体为以下几种：

1）、电池失水

铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时（一般在2.30V／单体以上）在蓄电池的正极上放出氧气，负极上放出氢气，产生电解液水分的流失。因此必须严格控制充电电压，不能过充电，造成蓄电池失水。

根据实际测试情况，出现蓄电池故障基站中大部分电池都存在电池失水问题，分析原因是由于蓄电池厂家对于安全阀的控制也存在一定问题。目前国家规定的安全阀开启压力是15Kpa以上，而实际运行中由于同一品牌普遍出现蓄电池失水，所以对蓄电池安全阀的控制压力，不得不进行认真研究。建议同厂家积极联络，并对目前安全阀开启压力进行测试，以甄别失水原因。

2）、正极板腐蚀

由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀，防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。

根据运维单位的反映，蓄电池容量普遍严重下降，甚至仅仅能够达到标称容量的10％左右。极板腐蚀造成活性物质的脱落，也同样值得关注。因为如此同批量、同一厂家的蓄电池出现容量快速衰减，且衰减如此严重，应该在极板活性物质的保有量进行测量。通过活性物质的实际保有量，可以更加准确分析问题。

3）、热失控

热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。从目前国内蓄电池使用的状况调查来看，热失控是蓄电池失效的主要原因之一。热失控的直接后果是蓄电池的极板变形，活性物质脱落，最后造成蓄电池容量的严重下降，直至失效。

四、 蓄电池使用现状：

1、问题电池组按照放电时间统计：

2、问题电池组按照使用年限统计：

[page]五、 解决方案

综上所述，目前全省的基站内蓄电池按性能可分为3类：1.新投运蓄电池组。运行情况良好，可暂时不做处理。2.放电时间高于半小时低于两小时以及投运时间超过两年的蓄电池组。需要及时检测和活化，把具有劣化倾向的单只蓄电池选出，进行重新配组。3.放电时间不足20分钟的蓄电池组。有80组蓄电池已经不能达到使用条件需要更换。

就目前的专业技术人员以及技术手段，已经远远不能满足9.5万只蓄电池的维护工作。如何提高蓄电池维护的管理水平，如何提高蓄电池运行的质量，如何减少蓄电池运行成本，无疑是当前必要和急迫的。在实际操作中可以采用多种模式：自行维护和维护外包两种方式。

方案一：增加维护的专业设备，组织培训一支具有专业水平的维护队伍

解决当前蓄电池问题的方案之一，就是加大对蓄电池维护的投入，通过专业维护人员以及专业设备的投入加大，提高蓄电池设备的管理水平，提高蓄电池维护水平，通过蓄电池活化等专业设备以及技术手段的完善，延长蓄电池使用寿命。通过增加一些专业的检测设备，提高维护人员的专业技术，建立详细的设备管理档案，将以往被动的“头痛医头”模式，改变为积极的主动管理。

方案二：维护外包，专业公司完成

另一个解决方案是，将维护外包，由专业公司完成，由以往的设备管理的直接参与者，转变为设备管理的真正管理者，将蓄电池的检测与维护工作转包于专业维护公司，将责任转包，这样在不增加原有投入的前提下，可以快速提高设备的管理水平，从而保证蓄电池组的运行情况不会成为联通快速发展的障碍。

以蓄电池检测活化技术开发为主，熟知电源、蓄电池技术的专业公司，在基站蓄电池维护方面已经积累了多年的实践经验，在基站维护方面可提供以下的服务项目：
1） 保证电源的正常工作
2） 保证蓄电池安全运行
3） 基站卫生处理
4） 新购以及运行中蓄电池的性能检测
5） 蓄电池活化
6） 蓄电池重新配组

六、 具体效益分析报告如下：

方案一：采购维护的专业设备，组织培训一支具有专业水平的维护队伍

加大专业设备的投入，增加专业化的维护设备，组织培训一支专业化水平的队伍，建立积极、主动的设备维护与管理模式－－建立设备维护与管理档案通过增加一些专业的检测设备，提高维护人员的专业技术，建立详细的设备管理档案，将以往被动的“头痛医头”模式，改变为积极的主动管理。

但对于专业设备的投入以及人员的投入，无疑需要大量的资金，同时人员的技术培训与日常的管理较为琐碎，这是不利的地方。

每年需要专业维护人员30人（以及维护的车船费用）按照每人每月工资2000元，每车年费用2万（9台车辆），购车以及车辆保险费用大概每年折合3万每年计算，则人员工资72万以及车船费用18万以及购车费用27万，每年共计费用：72+18+27=117万。计其他费用（餐旅，桥费等）每年的维护开销不会低于120万。

由于一次性投入较大，以及人员培训、专业技术要求、日常管理等问题的存在，该方案有其诸多不足之处。

方案二：维护外包，专业公司完成

维护外包于专业公司，由设备维护的参与者转变为设备维护的管理者，同时责任转包，可以实现风险转嫁，对于快速提高设备管理水平也非常有益；专业公司根据运行状况、采购年限、位置分布，制定详细的维护方案，由联通考核方案及实施效果。

将蓄电池的维护外包，联通公司不再进行设备与人员的投入，并将责任转包，即将蓄电池诊断与活化等大量费时、费力的维护工作转包给专业维护公司，所需的维护与活化设备，由专业公司自行采购。

代维公司根据联通各个基站内蓄电池的运行状况、采购年限、位置分布，制定详细的维护方案，对1986个基站蓄电池，进行定期的在线诊断，对出现落后、劣化的蓄电池，进行及时的活化维护，由于蓄电池的劣化得到及时处理，将大大提高蓄电池的维护效果，提高蓄电池使用寿命三年。

同时由于蓄电池失效，不是全部劣化所致，因此可以将业已报废的蓄电池组，通过代维公司进行筛选，将可以品质好的A级蓄电池，进行重新配组，替换彻底报废的蓄电池组。对于品质一般的B级蓄电池，由专业公司进行修复活化后进行重组。而品质较差的C级电池则可以直接报废。通过这样的专业工作，经过三年的一个周期，吉林联通的蓄电池运行状况将大大提高，蓄电池运行成本也将大幅减少。形成一个专业的、积极的设备管理与运行。

按照联通的蓄电池数量9.5万只，专业公司除蓄电池组的维护活化工作外，并承担电源维护、设备除尘、基站卫生、蓄电池重新配组等繁重的日常维护。

维护业务外包，由专业公司完成，带来的益处如下：

a) 提高设备安全可靠的运行，由于责任明确，并专业公司负责，将大大提高基站设备的安全可靠性。

b) 维护外包，联通公司维护人员始终处于领导指导的地位。

c) 避免巨大的设备投入，由于将维护外包，则检测与活化等专业设备的投入，转嫁于专业的服务公司，大大减少设备维护的前期投入。

d) 减少人员开支。由于将维护外包，将避免因方案一中自行维护带来的人员增加，以及增加人员带来的其他直接开支。

e) 专业公司可以借助其技术的成熟，将蓄电池维护等工作专业化，提高蓄电池设备管理的水平。

角色转变，发挥长处。将基站蓄电池维护外包可以为联通公司节省大量的人力和物力，进而可以把节省的人力和物力投入到其他岗位的工作中，提高联通公司整体运行的工作效率。

维护外包另外的好处是：通过对淘汰蓄电池重新筛选（因为蓄电池组的失效不是全部，而是个别电池出现问题而引起整组电池失效），在对淘汰的蓄电池组的筛选中，对于品质较好的电池进行重新配组，再使用到基站内。按10%的再用率估计，这又减少了10%的蓄电池使用成本。仅此项，每年蓄电池运行就可以节省资金：988万元*10%=98.8万元。

同时专业公司的代维，延长蓄电池组2～3年的使用寿命，大大降低基站蓄电池运行成本。

七、实施情况

我们采用第二套实时方案，就是将蓄电池组的代维外包于专业公司，由专业公司完成。这样的益处是通过试点，摸索一条基站蓄电池设备维护的新路。

选择性能较差基站电池组进行优先维护活化的试点方式，经过3个月的方案试运行，专业公司的努力，基站蓄电池都不同程度地得到提高，放电时间平均提高一倍以上，甚至出现一些电池组，保有容量10％提升到50％的非常满意的效果。

以下是选定试点的基站蓄电池组活化前后：

通过试点，当然试点的工作刚刚开始运行几个月，可能还存在一些不足部分，但通过目前的运行，其效益已经显现，可以说通过蓄电池组代维外包这种形式，是非常适宜的：一方面解决因维护工作对人员投入的问题；第二方面解决维护工作对专业技术的要求问题；第三方面效益与投入比很高；第四方面设备的管理水平大为提高，原来面临淘汰的电池组通过活化维护，可以再使用，延长了蓄电池组的使用寿命。

同时吉林省联通公司以往一直处于建设期，如G网建设基本完成后，又投入C网的建设，为此在建设过程中投入了大量的人力、物力、财力。对于基站维护投入较少。目前基站的建设已经大体基本完成，未来的阶段将会由建设阶段向维护阶段转变，基站的维护工作将会呈现常态状态。如何很好地完成基站的日常维护，提高设备运行的可靠性，无疑是迫切面对的问题。

我们就是希望通过认真的论证以及试点，摸索出一套适合通信运营公司在建设阶段结束后的日常设备维护模式，提高设备运行的可靠性，降低设备运行的费用。