試論通信基站蓄電池組的維護

一、基本情況介紹

吉林省聯(lián)通公司共建有G網(wǎng)、C網(wǎng)共1986個物理站址，見下表：

基站內(nèi)蓄電池共3972組，每組電池24只，共9.5萬只。根據(jù)掌握的蓄電池運行的基本情況，當(dāng)前蓄電池運行出現(xiàn)較為嚴(yán)重的問題是：蓄電池組運行超過廠家的質(zhì)保期后，蓄電池組出現(xiàn)嚴(yán)重的劣化現(xiàn)象，遠遠不能滿足實際生產(chǎn)的要求，甚至部分基站的蓄電池的保有容量僅僅達到標(biāo)稱容量的10%。個別蓄電池的劣化失效，帶來整組電池的快速失效等等。

所有基站內(nèi)設(shè)備的維護隸屬于運維等部門負(fù)責(zé)，全省共在九個市州、40個縣市設(shè)立了49個分公司。各個分公司專業(yè)運維人員一般4～5人，這樣人數(shù)較少的維護人員，要進行近萬臺設(shè)備的蓄電池維護工作比較困難，無法安排專人負(fù)責(zé)蓄電池組的維護。

分析通信基站蓄電池組的運行狀況，主要是在蓄電池組的維護上投入不足造成的，首先是人員的投入、設(shè)備的投入，其次這近十年時間，聯(lián)通公司一直致力于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，對于建設(shè)后的設(shè)施維護工作投入不夠，一直處于滯后狀態(tài)。目前基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本完成，聯(lián)通公司必將對設(shè)施的維護提到議事日程上來，加大維護的投入，減少設(shè)備運行成本，提高設(shè)備運行的可靠率，由前期的建設(shè)期轉(zhuǎn)型進入正常的運行模式。

如何摸索探討一套運行模式下設(shè)施的維護方式，特別是基站蓄電池組的維護模式，對于其他運營公司也同樣具有借鑒意義。

二、目前基站中蓄電池設(shè)備運行中常見的問題

目前在電源設(shè)備、通訊交換設(shè)備、空調(diào)等出現(xiàn)問題的幾率，已經(jīng)大大下降，這是由于這些產(chǎn)品的本身穩(wěn)定性已經(jīng)隨著技術(shù)水平的發(fā)展得到品質(zhì)的提升。而由于蓄電池自身技術(shù)的發(fā)展、再由于蓄電池維護手段的不完善，應(yīng)該是保障基站安全運行的重點。具體分析如下：

1） 蓄電池壽命無法達到設(shè)計要求

在實際應(yīng)用中，蓄電池往往在使用一年后就開始出現(xiàn)劣化，使用超過5年的蓄電池劣化程度非常嚴(yán)重，不能夠達到標(biāo)稱容量。這其中存在兩個方面的問題：其一，蓄電池廠家對于蓄電池的使用年限是在較為理想的狀態(tài)下預(yù)測的，而我省農(nóng)網(wǎng)改造頻繁，基站經(jīng)常掉電，造成蓄電池使用年限明顯低于理論值；其二，在對蓄電池的使用中在蓄電池組劣化前期沒有及時發(fā)現(xiàn)落后蓄電池，致使蓄電池組劣化積累、加劇，導(dǎo)致蓄電池過早報廢。

2） 對于蓄電池的運行情況不明

由于人員以及技術(shù)條件的限制，同時缺乏良好的技術(shù)手段以及有效管理，蓄電池的使用者對于蓄電池的運行情況缺乏足夠的了解，特別是對于蓄電池歷史數(shù)據(jù)的整理以及分析。而這些數(shù)據(jù)的整理與分析需要較強的專業(yè)知識。

3） 目前充放電機制急需改進

當(dāng)前基站蓄電池組的充電機制一致采用高頻開關(guān)電源完成，但從蓄電池組自身的運行特點而言，目前通信電源對于蓄電池的充放電機制，顯然是不完善的，這也是目前蓄電池組提前失效的一個重要原因。如通過脈沖等方式的充電機制，將大大降低蓄電池組過早失效的比例。

三、基站蓄電池失效原因的分析

根據(jù)蓄電池實際運行狀況以及當(dāng)前蓄電池性能的抽樣測試數(shù)據(jù)，分析蓄電池的失效模式大體為以下幾種：

1）、電池失水

鉛酸蓄電池失水會導(dǎo)致電解液比重增高、導(dǎo)致電池正極柵板的腐蝕，使電池的活性物質(zhì)減少，從而使電池的容量降低而失效。鉛酸蓄電池密封的難點就是充電時水的電解。當(dāng)充電達到一定電壓時（一般在2.30V／單體以上）在蓄電池的正極上放出氧氣，負(fù)極上放出氫氣，產(chǎn)生電解液水分的流失。因此必須嚴(yán)格控制充電電壓，不能過充電，造成蓄電池失水。

根據(jù)實際測試情況，出現(xiàn)蓄電池故障基站中大部分電池都存在電池失水問題，分析原因是由于蓄電池廠家對于安全閥的控制也存在一定問題。目前國家規(guī)定的安全閥開啟壓力是15Kpa以上，而實際運行中由于同一品牌普遍出現(xiàn)蓄電池失水，所以對蓄電池安全閥的控制壓力，不得不進行認(rèn)真研究。建議同廠家積極聯(lián)絡(luò)，并對目前安全閥開啟壓力進行測試，以甄別失水原因。

2）、正極板腐蝕

由于電池失水，造成電解液比重增高，過強的電解液酸性加劇正極板腐蝕，防止極板腐蝕必須注意防止電池失水現(xiàn)象發(fā)生。

根據(jù)運維單位的反映，蓄電池容量普遍嚴(yán)重下降，甚至僅僅能夠達到標(biāo)稱容量的10％左右。極板腐蝕造成活性物質(zhì)的脫落，也同樣值得關(guān)注。因為如此同批量、同一廠家的蓄電池出現(xiàn)容量快速衰減，且衰減如此嚴(yán)重，應(yīng)該在極板活性物質(zhì)的保有量進行測量。通過活性物質(zhì)的實際保有量，可以更加準(zhǔn)確分析問題。

3）、熱失控

熱失控是指蓄電池在恒壓充電時，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強作用，并逐步損壞蓄電池。從目前國內(nèi)蓄電池使用的狀況調(diào)查來看，熱失控是蓄電池失效的主要原因之一。熱失控的直接后果是蓄電池的極板變形，活性物質(zhì)脫落，最后造成蓄電池容量的嚴(yán)重下降，直至失效。

四、 蓄電池使用現(xiàn)狀：

1、問題電池組按照放電時間統(tǒng)計：

2、問題電池組按照使用年限統(tǒng)計：

五、 解決方案

綜上所述，目前全省的基站內(nèi)蓄電池按性能可分為3類：1.新投運蓄電池組。運行情況良好，可暫時不做處理。2.放電時間高于半小時低于兩小時以及投運時間超過兩年的蓄電池組。需要及時檢測和活化，把具有劣化傾向的單只蓄電池選出，進行重新配組。3.放電時間不足20分鐘的蓄電池組。有80組蓄電池已經(jīng)不能達到使用條件需要更換。

就目前的專業(yè)技術(shù)人員以及技術(shù)手段，已經(jīng)遠遠不能滿足9.5萬只蓄電池的維護工作。如何提高蓄電池維護的管理水平，如何提高蓄電池運行的質(zhì)量，如何減少蓄電池運行成本，無疑是當(dāng)前必要和急迫的。在實際操作中可以采用多種模式：自行維護和維護外包兩種方式。

方案一：增加維護的專業(yè)設(shè)備，組織培訓(xùn)一支具有專業(yè)水平的維護隊伍

解決當(dāng)前蓄電池問題的方案之一，就是加大對蓄電池維護的投入，通過專業(yè)維護人員以及專業(yè)設(shè)備的投入加大，提高蓄電池設(shè)備的管理水平，提高蓄電池維護水平，通過蓄電池活化等專業(yè)設(shè)備以及技術(shù)手段的完善，延長蓄電池使用壽命。通過增加一些專業(yè)的檢測設(shè)備，提高維護人員的專業(yè)技術(shù)，建立詳細的設(shè)備管理檔案，將以往被動的“頭痛醫(yī)頭”模式，改變?yōu)榉e極的主動管理。

方案二：維護外包，專業(yè)公司完成

另一個解決方案是，將維護外包，由專業(yè)公司完成，由以往的設(shè)備管理的直接參與者，轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備管理的真正管理者，將蓄電池的檢測與維護工作轉(zhuǎn)包于專業(yè)維護公司，將責(zé)任轉(zhuǎn)包，這樣在不增加原有投入的前提下，可以快速提高設(shè)備的管理水平，從而保證蓄電池組的運行情況不會成為聯(lián)通快速發(fā)展的障礙。

以蓄電池檢測活化技術(shù)開發(fā)為主，熟知電源、蓄電池技術(shù)的專業(yè)公司，在基站蓄電池維護方面已經(jīng)積累了多年的實踐經(jīng)驗，在基站維護方面可提供以下的服務(wù)項目：
1） 保證電源的正常工作
2） 保證蓄電池安全運行
3） 基站衛(wèi)生處理
4） 新購以及運行中蓄電池的性能檢測
5） 蓄電池活化
6） 蓄電池重新配組

六、 具體效益分析報告如下：

方案一：采購維護的專業(yè)設(shè)備，組織培訓(xùn)一支具有專業(yè)水平的維護隊伍

加大專業(yè)設(shè)備的投入，增加專業(yè)化的維護設(shè)備，組織培訓(xùn)一支專業(yè)化水平的隊伍，建立積極、主動的設(shè)備維護與管理模式－－建立設(shè)備維護與管理檔案通過增加一些專業(yè)的檢測設(shè)備，提高維護人員的專業(yè)技術(shù)，建立詳細的設(shè)備管理檔案，將以往被動的“頭痛醫(yī)頭”模式，改變?yōu)榉e極的主動管理。

但對于專業(yè)設(shè)備的投入以及人員的投入，無疑需要大量的資金，同時人員的技術(shù)培訓(xùn)與日常的管理較為瑣碎，這是不利的地方。

每年需要專業(yè)維護人員30人（以及維護的車船費用）按照每人每月工資2000元，每車年費用2萬（9臺車輛），購車以及車輛保險費用大概每年折合3萬每年計算，則人員工資72萬以及車船費用18萬以及購車費用27萬，每年共計費用：72+18+27=117萬。計其他費用（餐旅，橋費等）每年的維護開銷不會低于120萬。

由于一次性投入較大，以及人員培訓(xùn)、專業(yè)技術(shù)要求、日常管理等問題的存在，該方案有其諸多不足之處。

方案二：維護外包，專業(yè)公司完成

維護外包于專業(yè)公司，由設(shè)備維護的參與者轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備維護的管理者，同時責(zé)任轉(zhuǎn)包，可以實現(xiàn)風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁，對于快速提高設(shè)備管理水平也非常有益；專業(yè)公司根據(jù)運行狀況、采購年限、位置分布，制定詳細的維護方案，由聯(lián)通考核方案及實施效果。

將蓄電池的維護外包，聯(lián)通公司不再進行設(shè)備與人員的投入，并將責(zé)任轉(zhuǎn)包，即將蓄電池診斷與活化等大量費時、費力的維護工作轉(zhuǎn)包給專業(yè)維護公司，所需的維護與活化設(shè)備，由專業(yè)公司自行采購。

代維公司根據(jù)聯(lián)通各個基站內(nèi)蓄電池的運行狀況、采購年限、位置分布，制定詳細的維護方案，對1986個基站蓄電池，進行定期的在線診斷，對出現(xiàn)落后、劣化的蓄電池，進行及時的活化維護，由于蓄電池的劣化得到及時處理，將大大提高蓄電池的維護效果，提高蓄電池使用壽命三年。

同時由于蓄電池失效，不是全部劣化所致，因此可以將業(yè)已報廢的蓄電池組，通過代維公司進行篩選，將可以品質(zhì)好的A級蓄電池，進行重新配組，替換徹底報廢的蓄電池組。對于品質(zhì)一般的B級蓄電池，由專業(yè)公司進行修復(fù)活化后進行重組。而品質(zhì)較差的C級電池則可以直接報廢。通過這樣的專業(yè)工作，經(jīng)過三年的一個周期，吉林聯(lián)通的蓄電池運行狀況將大大提高，蓄電池運行成本也將大幅減少。形成一個專業(yè)的、積極的設(shè)備管理與運行。

按照聯(lián)通的蓄電池數(shù)量9.5萬只，專業(yè)公司除蓄電池組的維護活化工作外，并承擔(dān)電源維護、設(shè)備除塵、基站衛(wèi)生、蓄電池重新配組等繁重的日常維護。

維護業(yè)務(wù)外包，由專業(yè)公司完成，帶來的益處如下：

a) 提高設(shè)備安全可靠的運行，由于責(zé)任明確，并專業(yè)公司負(fù)責(zé)，將大大提高基站設(shè)備的安全可靠性。

b) 維護外包，聯(lián)通公司維護人員始終處于領(lǐng)導(dǎo)指導(dǎo)的地位。

c) 避免巨大的設(shè)備投入，由于將維護外包，則檢測與活化等專業(yè)設(shè)備的投入，轉(zhuǎn)嫁于專業(yè)的服務(wù)公司，大大減少設(shè)備維護的前期投入。

d) 減少人員開支。由于將維護外包，將避免因方案一中自行維護帶來的人員增加，以及增加人員帶來的其他直接開支。

e) 專業(yè)公司可以借助其技術(shù)的成熟，將蓄電池維護等工作專業(yè)化，提高蓄電池設(shè)備管理的水平。

角色轉(zhuǎn)變，發(fā)揮長處。將基站蓄電池維護外包可以為聯(lián)通公司節(jié)省大量的人力和物力，進而可以把節(jié)省的人力和物力投入到其他崗位的工作中，提高聯(lián)通公司整體運行的工作效率。

維護外包另外的好處是：通過對淘汰蓄電池重新篩選（因為蓄電池組的失效不是全部，而是個別電池出現(xiàn)問題而引起整組電池失效），在對淘汰的蓄電池組的篩選中，對于品質(zhì)較好的電池進行重新配組，再使用到基站內(nèi)。按10%的再用率估計，這又減少了10%的蓄電池使用成本。僅此項，每年蓄電池運行就可以節(jié)省資金：988萬元*10%=98.8萬元。

同時專業(yè)公司的代維，延長蓄電池組2～3年的使用壽命，大大降低基站蓄電池運行成本。

七、實施情況

我們采用第二套實時方案，就是將蓄電池組的代維外包于專業(yè)公司，由專業(yè)公司完成。這樣的益處是通過試點，摸索一條基站蓄電池設(shè)備維護的新路。

選擇性能較差基站電池組進行優(yōu)先維護活化的試點方式，經(jīng)過3個月的方案試運行，專業(yè)公司的努力，基站蓄電池都不同程度地得到提高，放電時間平均提高一倍以上，甚至出現(xiàn)一些電池組，保有容量10％提升到50％的非常滿意的效果。

以下是選定試點的基站蓄電池組活化前后：

通過試點，當(dāng)然試點的工作剛剛開始運行幾個月，可能還存在一些不足部分，但通過目前的運行，其效益已經(jīng)顯現(xiàn)，可以說通過蓄電池組代維外包這種形式，是非常適宜的：一方面解決因維護工作對人員投入的問題；第二方面解決維護工作對專業(yè)技術(shù)的要求問題；第三方面效益與投入比很高；第四方面設(shè)備的管理水平大為提高，原來面臨淘汰的電池組通過活化維護，可以再使用，延長了蓄電池組的使用壽命。

同時吉林省聯(lián)通公司以往一直處于建設(shè)期，如G網(wǎng)建設(shè)基本完成后，又投入C網(wǎng)的建設(shè)，為此在建設(shè)過程中投入了大量的人力、物力、財力。對于基站維護投入較少。目前基站的建設(shè)已經(jīng)大體基本完成，未來的階段將會由建設(shè)階段向維護階段轉(zhuǎn)變，基站的維護工作將會呈現(xiàn)常態(tài)狀態(tài)。如何很好地完成基站的日常維護，提高設(shè)備運行的可靠性，無疑是迫切面對的問題。

我們就是希望通過認(rèn)真的論證以及試點，摸索出一套適合通信運營公司在建設(shè)階段結(jié)束后的日常設(shè)備維護模式，提高設(shè)備運行的可靠性，降低設(shè)備運行的費用。