电源设备安装监理讲义.doc

北京诚公监理

通信建设监理工程师培训讲义

通信电源设备安装工程质量控制

袁 立 云

北京诚公通信工程建设监理公司

2007. 05南宁

通信电源设备安装工程质量控制

目 录

第一节 电源设备安装条件控制
第二节 配电、换流设备安装和调测控制
第三节 蓄电池安装和充放电质量控制
第四节 碱性蓄电池安装和充放电质量控制
第五节 太阳电池安装和调测控制
第六节 柴油机发电机组安装质量控制
第七节 馈电母线安装和电源线、信号线布放
第八节 监控系统功能检查
第九节 接地装置安装质量控制
附 录 有关通信电源设备安装工程验收规范

通信电源设备安装工程质量控制

通信电源是通信设备的心脏。在通信系统中，具有举足轻重的地位。通信对电源系统的要求是：可靠、稳定、小型、高效。
可靠：为了确保通信畅通，除了必须提高通信设备的可靠性外，还必须提高电源系统的可靠性。近年来由于微电子技术和计算机技术在通信设备中的大量应用，通信电源瞬时中断，会丢失大量信息，同时由于设备容量的大幅度提高，电源中断将会造成整个通信电路的中断。
稳定：各种通信设备要求电源电压稳定，不能超过允许变化范围。电源电压过高，会损坏通信设备中的元器件；电压过低，设备不能正常工作。
小型：为了适应通信的发展，电源装置必须小型化、集成化。各种移动通信设备和航空、航天装置更要求体积小、重量轻的电源装置。
高效：随着通信的发展，通信设备容量的日益增加，电源负荷不断增大。为了节约电能，必须提高电源设备的效率，并在有条件的情况下采用太阳能电源和风力发电系统。
监理人员在通信电源设备安装的监理过程中，一定要从严掌握，严格按照以下要求进行。

第一节 电源设备安装条件控制

一、机房环境要求
1、机房建筑、装修已完工并应符合工程设计要求。屋顶不得漏水，屋内不得渗水，墙体、地面严实，应能阻止小动物入内。
2、机房地面平整，水平误差每米小于2mm。地槽、预留孔洞、预埋钢管、螺栓等位置、规格应符合工程设计和设备安装要求。地槽盖板严密、坚固。地槽内不得有渗水和杂物。
3、机房的通风、取暖、空调等设施完好，室内温、湿度应满足设备运行要求。
4、市电已引入机房，照明系统已正常使用。
5、蓄电池室宜设在一楼，并接近电力室，但不要靠近高温（如锅炉房）和震动大的场所（如油机室）。电池室内高度不应小于3米，采光门窗应安装毛玻璃或涂半透明油漆，以免阳光直接照射在蓄电池上。如设在其他楼层，楼板承重必须符合要求。
6、蓄电池室内交流电源线必须暗敷，埋在墙壁和天花板内。室内不得安装电源开关、插座以及可能引起电火花的设备装置。照明系统必须采用密封的白炽灯灯罩。
7、在安装固定型防酸铅蓄电池的蓄电池室内，地面应铺耐腐蚀的瓷砖，墙壁四周及天花板、暖气片等应涂防腐油漆。室内应设置酸液、蒸馏水储藏间和洗涤池。室内穿线管、孔洞、下水道应用防腐材料制作或进行防腐处理。
8、蓄电池室温度应保持50C～350C，超过或低于上述温度时，应采取降温或采暖措施。如用暖气片采暖时，应距电池不小于1m的距离，防止局部受热而影响电池寿命。不论采取什么方式采暖，都不能引进明火装置。
9、蓄电池室应有良好的通风设备。因空气中每单位体积含氢量达2%时，就容易引起爆炸，含酸量达2mg/ m3时，就会影响身体健康。因此一定要注意通风，使室内氢含量低于0.7%, 酸含量低于2mg/m3。为了排氢及酸，而不影响其他房间，应单独设立通风系统。
10、油机室应设置在独立的地方，出入门的高度、宽度和室内净空高度必须满足油机安装的要求。油机室高度应大于3.5m（80KW以下油机）或4m以上（80KW以上油机）。室内墙壁、顶棚的抹灰应有利于吸音。地面应平整、耐磨、光滑，易于清洁油污。
11、油机室内应采取隔音和减震措施，其噪音对周围建筑物的影响不得超过有关环境噪声的标准。油机房围护结构和外门应采取隔声和消音措施，并减少门窗的数量。
12、油机室应保持通风，室内温度应保持在50C～400C，或符合机组运转要求。为了防止噪音外泄而不能开窗时，应有通风排热设施。
13、在无人中继站、移动基站或常缺电的地区需要配备油机和配装储油罐。储油罐一般安装在地面油库或地窑里，但必须便于装卸油料。
储油库的建筑要求如下：
1) 地下储油库应防潮、防水和通风，并设有吊装油罐的洞口。
2) 地面储油库不应开设采光窗，但应设置通风口，洞口应安装百叶或金属网罩。
3) 在炎热地区，地面储油库屋顶应有隔热设施。
4) 储油库耐火等级应不低于二级，防火间距应符合设计要求。
5) 油罐的基础用混凝土浇灌时应保持水平一致、牢固，其高度一般不低于300mm，基础尺寸应符合工程设计要求，上表面弧度应与油罐外表一致。
二、机房安全要求
1、电力室、电池室、油机室等建筑应符合《邮电建筑防火设计标准》（YD5002—94）的有关规定。
2、机房内必须配备有效的消防灭火器材和设置火灾自动报警系统。
3、机房内装修材料必须采用阻燃材料，预留洞孔和地槽盖板应由阻燃材料制作。
4、机房内严禁存放易燃、易爆等危险物品。
5、机房内严禁使用明火装置。
三、设备和材料质量检验
1、开工前，监理单位应根据到货情况组织建设（业主）、施工、供货等单位的代表按照工程设计文件的要求，对电源设备和主要材料进行清点。检查各种器材的规格、型号、程式、数量、重量、外观是否符合设计文件规定。发现设备外包装损坏时，应详细检查设备有无渗水、生锈、发霉，螺帽及零件有无缺损。同时，还应检查器材的生产合格证、入网许可证应齐全。
2、检查各种设备、主要材料应符合下列要求：
1）各种电源设备、蓄电池型号、规格、数量应符合工程设计要求，并应有出厂检验合格证、入网许可证。
2）设备结构应无变形，表面无损伤，指示仪表、按键和旋钮、机内部件无碰损、无卡阻、无脱落、无损坏。
3）电缆规格、型号、程式、数量应符合工程设计要求。塑料外皮不得老化、变质。检查直流电阻和绝缘，应符合要求。不符合电气指标要求的，要分开堆放，另行处理。
4）钢、铜、铝等金属材料规格、长度、重量应符合工程设计要求，同时检查外观有无裂纹、锈蚀及变型情况。
5）对于外加工的器件，检查其尺寸、规格、加工质量等，应符合安装要求。
3、不合格的器材应作退货处理，不得在工程中使用。对于器材型号、规格不符合设计要求时，必须征得设计和建设单位同意后，方可使用。否则应列为不合格器材。
4、各种设备和材料规格、型号、数量应与装箱单相符，对于不符合装箱单的器材，应由供货单位负责处理。
5、经过清点的器材，由施工单位负责保管和安装使用。

第二节 配电、换流设备安装和调测质量控制

一、走线架、配电和换流设备安装
1、室内电缆走线架安装位置、规格、长度应符合工程设计要求。走线架位置左右偏差不大于50mm，水平走线架应成一条直线，与地面保持平行，水平度每米误差不大于2mm。垂直走线架应与地面保持垂直，垂直度误差不大于0.1%。走线架横铁间距均匀，一般为300mm左右。
2、吊挂安装位置应符合工程设计和设备安装的要求。吊挂安装整齐、牢固，与地面保持垂直，无歪斜现象。
3、设备安装位置应符合工程设计图纸规定，其偏差不大于10mm。
4、各种设备机架排列整齐，架间缝隙不大于3 mm。垂直度误差不超过机架高度的0.1%。列架机面平直，应成一条直线,每米偏差不大于3mm，全列偏差不大于15mm。
5、设备机架安装时，应用4只M10～M12的膨胀螺栓与地面加固，机架顶部应与走线架上梁加固。
6、部件组装要稳固、整齐一致，机内接线正确无误。
7、走线架、机架面漆应保持完整、清洁，颜色应基本一致。
8、设备工作地线要安装牢固，防雷地线与机架保护地线安装应符合工程设计要求。
9、在抗震地区，设备安装必须采取抗震措施加固。
二、设备通电前的检验
1、布线和接线正确，无碰地、短路、开路、假焊等情况。机内各种插件连接正确、无松动。机架保护地线连接可靠。
2、设备接触器与继电器的可动部分动作灵活、无松动和卡阻，其接触表面应无金属碎屑或烧伤痕迹。
3、设备开关、闸刀转换灵活、松紧适度、灭弧装置完好，熔断器容量和规格应符合设计要求。
4、电压、电流表应进行校验和铅封。
5、测试机内布线及设备非电子器件对地绝缘电阻应符合技术指标规定，无规定时，应不小于2MΩ/500V。
6、检查交流配电设备的避雷器件应符合技术指标要求。
三、交流配电设备通电检验
1、能自动（人工）接通、转换“市电”和“油机”电源，并有指示信号。
2、“市电”停电时能自动接通事故照明电路，并发出可见可闻信号，“市电”恢复供电时应能自动（人工）切断事故照明电路。
3、输入、出电压、电流测试值应符合指标要求。
4、事故、过压、欠压、缺相等自动保护电路应能准确动作并能发出声、光告警信号。
5、本地和远地监控接口性能应正常。
四、直流配电设备通电检验
1、输入、出电压、电流测试值应符合指标要求。
2、可接入两组蓄电池，“浮一均”充电转换性能应符合指标要求。
3、过压、过流保护电路和输出端浪涌吸收装置功能应符合指标要求，电压过高、过低、熔断器熔断等声、光告警电路工作正常。
4、配电设备内部电压降应符合指标要求（屏内放电回路压降不大于0.5V）.
5、多台直流配电设备应能并联使用。
6、本地和远地监控接口性能应正常。
五、直流—直流变换设备通电测试检验
1、变换器输入、输出电压、电流、稳压精
度、输出杂音电平应满足技术指标要求。
2、应有限流性能：限流整定值可在105%～110%输出电流额定值之间调整。
3、变换器事故、过压、开路、欠流、过流或短路等保护电路动作可靠，声、光告警电路工作正常。
4、同型号变换设备应能多台并联工作，并具有自动均分负载性能，其不平衡度应不大于5%输出额定电流值。
5、本地和远地监控接口性能应正常。
六、逆变设备通电测试检验
1、输入直流电压、输出交流电压、稳压精度、谐波含量、频率精度、杂音电流应符合技术指标要求。
2、市电与逆变器输出的转换时间应符合技术指标要求。
3、输入电压过高、过低、输出过压、欠压、过流、短路等保护电路动作应可靠，声、光告警电路工作正常。
4、同型号设备能多台并联工作，并具有均分性能。
5、本地和远地监控接口性能应正常。
七、开关整流设备通电测试检验
1、通电前应将整流模块输入、输出开关和监控电源开关、电池、负载断路器全部关断。检查交流引入线、输出线、信号线、机柜内配线连接应正确，所有螺钉不得松动，输入、输出无短路，检查绝缘电阻应符合要求。
2、接通交流电源，检查三相电压值应符合要求，观察通电后模块显示器信号、指示灯是否正常。
3、按照技术说明书的要求，对整流模块工作参数进行设置和检验：
1) 输入交流电压、电流
2) 输出直流电压、电流
3) 输出限流、均流特性，自动稳压及稳压精度
4) 浮充、均充电压和自动转换
5) 输出杂音电平
4、整流设备输出杂音应符合下表的规定。

表2-1 开关整流设备杂音指标值
标准电压（V）
电信设备受电端子电压变动范围
（V）
电源杂音电压（mV）
衡重
杂音
峰—峰值杂音
宽频杂音
（有效值）
离散杂音
（有效值）
频 段
（Hz）
指 标
频 段
（KHz）
指标
频 段
（KHz）
指 标
-48
-4～-57
≤2
0～ 300
≤400
3.4～150
≤100
3.4～150
≤5
150～200
≤3
15～30000
≤30
200～500
≤2
50～30000
≤1

5、按照技术说明书的要求，对监控模块告警门限参数、管理参数设置和检验：
1) 直流输出过压、欠压、输出过流、欠流告警
2) 交流输入过压、欠压、缺相告警
3) 蓄电池欠压告警
4) 充电过流告警
5) 电池充电限流值
6) 电池均充时间间隔，均充定时时间
6、不论市电或油机发电机组供电时应工作稳定，不振荡。
7、浮充/均充方式应能自动转换，输出应能自动稳压、稳流。
8、同型号整流设备应能多台并联工作，并具有按比例均分负载性能，其不平衡度不应大于5%输出额定电流值。
9、功率因数、效率和设备噪声应满足技术指标要求。
10、应能提供满足“三遥”性能要求的本地和远地监控功能接口。
第三节 蓄电池安装和充放电质量控制

一、电池架的安装
1、电池架的材质、规格、尺寸、承重应满足安装蓄电池的要求。
2、电池架排列位置符合设计图纸规定，偏差不大于10mm。安装平整稳固，水平偏差不大于3mm/m。全列应成一条直线，偏差不大于15 mm。
3、电池铁架安装后，各个组装螺丝及漆面脱落处都应补喷防腐漆。铁架与地面加固处的膨胀螺栓要事先进行防腐处理。
4、在要求抗震的地区，蓄电池架应采取抗震措施加固。
5、如采用水泥制作平台安装蓄电池时，电池平台位置应符合工程设计要求，误差不大于10mm。电池平台表面必须铺贴防腐瓷片。平台高度宜为10～25cm，每米水平误差小于3mm。
二、电池安装
1、蓄电池安装的位置、型号、规格、数量应符合工程设计规定，并有出厂检验合格证及入网许可证。
2、电池外壳不得有损坏现象。极板不得受潮、氧化、发霉，滤气帽通气性能良好。
3、电池各列要排放整齐。前后位置、间距适当。每列外侧应在一直线上，其偏差不大于3mm。电池单体应保持垂直与水平，底部四角均匀着力，如不平整,应用油毡垫实。
4、电池标志、比重计、温度计应排在外侧（维护侧）。
5、电池间隔偏差不大于5mm，电池之间的连接条应平整，连接螺栓、螺母拧紧，保证各连接部位接触良好，并在连接条和螺栓、螺母上涂一层防氧化物或加装塑料盒盖。
6、电池体安装在铁架上时，应垫缓冲胶垫，使之牢固可靠。
7、各组电池应根据母线走向确定正负极出线位置。
8、安装阀控式密封铅酸蓄电池时, 应用万用表检查电池端电压和极性，保证极性正确连接。对于端电压偏低的电池应筛选出,查明原因。
9、蓄电池安装时，应将防酸帽或安全阀、滤气塞等拧紧，防止松动。
10、蓄电池在电池平台上安装时，平台还应垫防腐橡胶垫。
11、电池安装完毕后，在电池台、架和电池体外侧，应有用防腐材料制作的编号标志。
12、酸性铅蓄电池不得与碱性蓄电池安装在同一电池室内。
13、按工程设计图纸规定，安装电池监测器并固定。
三、调配及灌注铅酸蓄电池电解液
1、调配蓄电池电解液所使用的蒸馏水、浓硫酸，必须严格检验并应符合规定。
2、调制电解液比重应符合出厂技术要求的规定。无规定时，应为1.215±0.005（25℃）。
3、配制电解液时必须采用耐酸耐高温的干净容器, 应先将蒸馏水放在容器中,再将浓硫酸徐徐倒入蒸馏水中，不断搅拌，调整电解液比重，直至满足要求。
4、电解液配好后，宜静置至20～30℃或室温，然后灌注。每组电池的电解液灌注时间不得超过1小时。电解液面应在电池瓶液面线范围内并高度一致。电池瓶无刻度时，应低于电池盖10～30mm或高出极板20mm。电解液灌注后2～6小时，待电解液温度降至30℃或室温时即可充电。
四、铅酸蓄电池初充电
1、初充电前应检查蓄电池单体电压、温度、比重、极性与技术要求相符，无错极及电压过低现象。
2、初充电期间不得停电，如遇停电必须立即启动油机供电。
3、新装蓄电池应根据产品说明书规定的方法进行充电。在充电期间，电解液的温度宜为20±10℃，最高不得超过45℃。室内应保持空气流通,不得有明火装置。
4、充电过程中要经常注意每个电池的电压、比重、温度、气泡、极板等变化，发现个别电压、比重低落，液温过高，极板弯曲或膨胀，电池槽渗漏，气泡不足等现象时，应及时查明原因加以解决。充电过程中如发现温度高于45℃时，应及时减少充电电流或采取降温措施，使其液温正常，若仍无效时应暂停充电，待温度降低后恢复充电，但在初充电24小时内不得中断充电。
5、在一般情况下各种蓄电池的充电电压要求：
表3-1 蓄电池充电电压

充电型式
电池种类

浮充电压
（V）

恢复或均充电压
（V）

初充电电压
（V）
防酸型铅酸蓄电池
2.16～2.20
2.25～2.35
2.35～2.4
阀控式密封铅酸蓄电池
2.23～2.28
2.23～2.35
2.35
6、蓄电池的初充电结束时，应符合下列要求：
1) 充电时间已够，充电容量已足，达到产品技术说明书的要求。
2) 采用恒压法充电时，充电电流应连续10小时以上，电池电压、电解液比重连续3小时以上不变，电解液产生大量气泡。
7、在充电期间，应每1～2小时或在规定的时间间隔内，测量、记录电池电压、电解液比重、温度和电池组总电压、总电流。充电结束后应绘制电池组充电曲线。
8、浮充电就是定期用整流设备和电池并联供电的工作方式。部分时间由蓄电池供电，部分时间由整流设备浮充蓄电池供电，并补充蓄电池组已放出的容量及自放电的消耗。当有市电时，用一台整流设备浮充甲组电池供给负荷使用，用另一台整流设备充乙组电池，当交流停电后，甲组放电，至交流电恢复后，用整流设备给甲组充电，并换乙组浮充供电负载，如此两组循环使用。
均充，即过充电，因蓄电池在使用过程中，有时会产生比重、容量、电压等不均衡的情况，应进行均衡充电，使电池都达到均衡一致的良好状态，一般要定期进行。当放电过量、终了电压过低、放电超过容量标准的10%、经常充电不足、极板的不良状态、电解液里有杂质、放电24小时未及时补充电、市电中断后、全浮充放出近一半的容量等情况下，都要随时进行均衡充电。
五、铅酸蓄电池放电试验
1、放电测试应在电池初充电完毕，静置1小时后进行。
2、放电用负载安全可靠，易于调整。放电时注意电流表指示，逐步调整负载，使其达到所需的放电电流值。
3、放电开始时应立即测试电池组总电压、总电流，并记录开始时间，后每隔1小时进行标测，每2小时全测，但当电压降至1.9V以下时,应每15分钟全测一次。
4、初放电电流应符合出产出厂技术说明书的规定。无规定时，铅酸蓄电池以10小时率放电。放电3小时后，即可用电压降法测试电池内阻，应符合规定。
计算公式 ： R内=（E-U放）/I放 ; 式中：
E—电池组开路电压
U—放电时端电压
I放—放电电流
放电至终了电压的快慢叫放电率，Q容量=I放t放 ; 如300安时容量的蓄电池始终以30安的电流放电，10小时后到达终了电压，此时如用电流表示放电率，则为30安率，如用时间表示，则为10小时率。普通放电率一般都用时间表示，其中多数用10小时率为正常的放电率。
5、 放电时应注意以下要求：
1） 为了防止放电过量，初次放电电解液比重应符合产品说明书要求，终了电压应满下表要求。
表3-2 蓄电池放电终了电压
电池种类
单体终了电压值
铅酸蓄电池
1.8V
镉（铁）镍电池
1.1V
锌银电池
1.3V
不同的放电率有不同的放电终了电压，U终=1.66+0.0175h，式中h为放电小时率，如采用1小时放电率，U终= 1.66+0.0175×1=1.68V，如用10小时率放电，U终=1.66+0.0175×10=1.835V。
用大电流放电，终了电压就低于1.8V，放电将会超过额定容量很多，成为深度过量放电，造成极板的硫酸化，甚至造成极板的弯曲、断裂等。用小电流放电，硫酸铅在内部生成，品精较细，硫酸渗透也较顺利，电压下降较少，不会造成深度放电，有利于蓄电池的长期使用。
蓄电池容量的大小，随着放电率的大小而变化，放电率低于正常放电率时，可得到较大的容量，反之容量就减少，放电率增高，而蓄电池容量减少的原因，就是由于放电电流大，极板的表层与周围的硫酸迅速作用，生成的硫酸铅颗粒较大，使其硫酸浓度变淡，电解液的电阻增大，颗粒较大的硫酸铅又阻挡的硫酸进入极板内层与活性物质电化作用，所以电压下降快，放出的容量小，反之，在低放电率时，电解液可以从容有渗透，电化作用可以深入到极板的内层，内阻小，所以放出的容量大。
2) 放电容量应大于或等于额定容量的70%，放电3小时后的电池内阻应符合技术要求。
3) 放电完毕，在3小时内应以10小时率进行二次充电，直至电流、比重和电压5～8小时稳定不变，板极剧烈冒泡为止。
蓄电池充电快慢叫充电率，其表示方法与放电率相同，常用的充电率是10小时率，即充电的时间需10小时后，才达到充电终期，当缩短充电时间时，充电电流必须加大，反之，充电电流可减少。应当注意，充电终期电流过大，不仅使大量电能消耗，而且由于冒气过甚，会使电池极板的活性物质受到冲击而脱落，因此在充电终期采用较小的电流值是有益的。充电的终了电压并不是固定不变的，它是充电电流的函数，蓄电池充电完成与否，不但要根据充电终了电压，还要根据蓄电池接受所需要的容量，以及电解液比重等来决定的。
六、阀控式密封铅酸蓄电池（免维电池）的充、放电
阀控式密封铅酸蓄电池（免维电池），它是由正、负极板、隔板、电解液、安全阀、外壳等部分组成，正负极板均采用涂浆式极板，活性材料涂在特制的铅钙合金骨架上。这种极板具有很强的耐酸性，很好的导电性和较长的寿命，自放电速率也较小。隔板采用超细玻璃纤维制成，全部电解液注入极板和隔板中，电池内没有流动的电解液，顶盖上还备有内装陶瓷过滤器的气塞，它可以防止酸雾从蓄电池中逸出。正负极接线端子用铅合金制成，顶盖用沥青封口，具有全封闭结构。
在阴极吸收式阀控密封铅酸蓄电池中，负极板活性物质总量比正极多15%，当电池充电时，正极已充足，负极尚未到容量的90%，因此，在正常情况下，正极会产生氧气，而负极不会产生难以复合的氢气。密封蓄电池采用贫液式结构，同时，蓄电池隔板为超细玻璃纤维隔膜留有气体通道，解决了氧气的传输和复合问题，在实际充电过程中氧气的复合率不可能达到100％，如果充电电压过高，电池内会产生大量的氧气和氢气，为了释放这些气体，电池顶盖装有低压排气阀，当气压达到一定数值，排气阀自动打开，放出气体，当气体压力降到一定值后，气阀自动关闭，阻止外部气体进入。
在该电池中，负极板上活性物质（海绵状铅）在潮湿条件下，活性很高，能够与正极板产生氧气，快速反应，生成水，同时又具有全封闭结构，因此在使用中一般不需要加水补充。
1、使用前应检查各单体开路电压，若低于2.13V或储存期超过6个月则应运用恒压限流法进行充电。充电电流限制在0.1～0.3C,或按说明书要求进行。储存期已到或超过1年的阀控式密封（免维）蓄电池，属于过期电池，容量已大大降低，原则上在工程中建议不要使用。
2、充电电压宜取2.35V/单体，充电终期电压为2.23～2.25V/单体，若连续3小时电压不变，则认为电池组已充足。
3、初充电应以出厂技术说明书规定进行，放出额定容量的30%～40%，应立即进行补充电。
4、 阀控式密封（免维）蓄电池仅指使用过程中不用加水，但在长期浮充和工作之后，此种电池也会出现极板活性物质脱落，电解液干涸，极板变型，栅极腐蚀及硫化等现象，导致蓄电池容量降低甚至失效。因此，需要定期检查和维护测试。一般为半年进行放电试验一次，每年要进行一次容量试验。

第四节 碱性蓄电池安装和充放电质量控制

一 、碱性蓄电池的特点
碱性蓄电池具有体积小、机械强度高、工作电压平稳。能大电流放电，使用寿命长、宜于携带等特点。可用作移动的通信设备、仪器仪表、自动控制等电子设备的直流电源，也可作为反压电池使用，碱性蓄电池与同容量的铅酸蓄电池比较，成本相应较高。
碱性蓄电池由于极板物质材料不同，分为镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、锌银蓄电池等系列。其中，镉镍电池和铁镍蓄电池除负极板活性材料分别为镉和铁外，其结构、原理和特性基本相同。
碱性蓄电池运输时不可倒置，尤其是带电解液的蓄电池，应检查气帽是否密封，防止电解液外泄腐蚀周围物品和污染环境。蓄电池到达现场后，应在产品规定的有效保管期进行安装及充放电，超过了有效保管期，电池极板的活化物可能受到损坏，而影响电池的容量。
二、 碱性蓄电池安装
1、安装前应作外观检查，凡是有裂纹、损伤、漏液等缺陷的必须筛选出，并向有关单位联系调换。
2、蓄电池排列间隔、蓄电池安装位置、维护走道宽度应按设计要求施工。
3、用连接条连接蓄电池时，应不要使连接条扯动电池，使电池抽头受到额外拉力，连接条及抽头的接线应正确。螺栓应紧固，为减少接触电阻和防止腐蚀，接头连接部分应涂电力复合脂或凡土林。
4、除去蓄电池外壳表面污垢时，对用合成树脂制作的外壳，应用脂肪烃，酒精擦洗，不得有芳香烃、煤油、汽油等有机溶剂清洗。
5、碱性蓄电池的引出线采用电缆时，电缆布放应符合规定。如采用硬裸母线出线，在蓄电池室内应对硬裸母线采取相应的防腐措施。
6、每个蓄电池应在其台座或外壳外面用耐腐材料标明编号，整齐、一致。
7、安装蓄电池时还应检查极性，以免发生错误。
8、安装带液出厂的高倍率小容量蓄电池，应检查液面，使之在两液面线之间。因为碱性蓄电池在充放电期间有放水和吸水现象。如液面过高，在充电过程中由于放水使液面升高，加之产生少量气体，会使电解液外泄。如液面过低，在放电过程中由于吸水使液面下降，当板极露出时会影响蓄电池的性能，因此要使电解液保持在两液面线之间。蓄电池如密封性不好，会使空气中的二氧化碳与电池中的电解液发生化学反应生成碳酸盐，使蓄电池内阻增加，容量减少，破坏了蓄电池性能。因此应检查气帽螺栓是否将电池密封。
三、镉镍碱性蓄电池充放电
镉镍蓄电池的正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成。石墨不参加化学反应，它的主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成。氧化铁粉的作用是使氧化镉粉具有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。这些活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为碱性蓄电池的正负极板。根据蓄电池的容量，将一定数量的正极板和负极板分别焊在一起，组成极板组，然后装入电槽内。为了避免正负极板相碰，正负极板之间应当加入耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板。镉镍蓄电池的电解液通常选用氢氧化钾溶液。为了排灌电解液，蓄电池外壳上有一个注液口。该注液口应当用密闭式的气塞拧紧。这种气塞能使蓄电池内部产生的气体排出，但外部的气体不能进入，并且当蓄电池短时间翻转时，电解液不会从注液口流出。
镉镍蓄电池经充电后，正极板上的活性物质为氢氧化镍Ni(OH)3，负极板上的活性物质为金属镉(Cd)。放电终止时，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍[ Ni(OH)2]，负极板上的活性物质变为氢氧化镉[Cd(OH)2]。
1 、配制镉镍碱性电池电解液.
1) 这种碱性电池单只额定电压1.25V，配制电解液时应根据产品技术说明书的要求进行, 配制用蒸馏水和化学纯固体氢氧化钾或氢氧化钠必须满足技术要求。
2) 配制时, 电解液比重可按下表要求进行。

表4-1 镉镍碱性蓄电池电解液比重要求

种类

电解液比重
(g/ml)

电池使用时
环境温度(℃)
电解液成分
每升加入
氢氧化锂量(g)
1
1.18±0.02
＋45～＋10
NaOH
20
2
1.20±0.02
＋35～－10
KOH
40
3
1.25±0.01
＋10～－25
KOH
—
4
1.28±0.01
－15～－40
KOH
—

3) 配制电解液时必须采用耐碱耐高温的干净容器,先将蒸馏水放在容器中,再将固体氢氧化钾或氢氧化钠徐徐溶入蒸馏水中，用耐碱搅拌棒不断均匀搅拌，直至全部溶解，然后加蒸馏水或氢氧化钾调整电解液比重，直至满足要求。
2、添加剂氢氧化锂的加入
在电解液中要按要求加入一定数量的氢氧化锂，均匀搅拌, 直至全部溶解,以增加蓄电池容量和延长电池使用期。
3、电解液配制后，宜在容器上加盖静置4小时后取澄清液注入电池体内，液面可高于极板5～12mm，每个单体电池液面保持一致并密封，静置1小时后即可充电。充电期间，电解液温度宜为20±10℃，当温度低于5℃或高于35℃时，不宜充电。
4、镉镍电池充电
1）镉镍电池充电时，应按说明书要求进行。无要求时，可采用恒流法充电，电流为额定容量的1/4，充电时间为7～9小时（此电池可以承受过充电）。充电终了电压为1.9V左右.
2）充电过程中应每小时记录电池电压、温度、比重等,出现异常时应找出原因及时处理.
3） 放电宜以8小时率放电。放电过程中应注意电池各参数的变化,终了电压为1.1V,此时可以停止放电.(此电池可以承受过放电).
4） 新电池或长期存放电池应按上述方法进行2～3次循环充放电试验后，才可使用。
5) 碱性电池充放电时，电池极性不应沾附电解液。在充放电或使用时，如有电解液溢出，应及时擦净，极柱表面要涂一层电力复合脂或凡土林。
5、镉镍蓄电池的记忆效应
镉镍电池在使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次自放电时，就不能放出全部电量。比如，镉镍电池只放出80%的电量，就开始充电，充足电后，该电池只能放出80%的电量，这种现象称之为记忆效应。
电池放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体，结晶体变大是镉镍电池产生记忆效应的根本原因。
四、锌银碱性蓄电池充放电
这种碱性电池单只额定电压1.5V，电解液比重为1.45～1.47。
锌银蓄电池正极板上的活性物质为银粉，负极板上的活性物质由锌粉和氧化锌粉组成。为了避免极板短路，正负极板之间应加入有机物制成的具有微孔的隔膜，这种蓄电池的容器由耐碱塑料制成。组合蓄电池一般装在金属外壳内。电解液采用氢氧化钾和氢氧化锌溶液。
锌银蓄电池制成以后，正极板上的活性物质是多孔性银(Ag)，负极板上的活性物质是氧化锌(ZnO)。使用时，电解液加入并渗透到活性物质内以后，负极板上的氧化锌变为氢氧化锌[Zn(OH)2]。经过充电以后，正极板上的活性物质变成二价的氧化银(AgO)，负极板上的氢氧化锌变为锌(Zn)。
1、充电前按要求配制电解液，比重为1.45～1.47
2、配制锌银碱性蓄电池电解液
1) 配制电解液应根据产品技术说明书的要求进行, 配制用蒸馏水和化学纯固体氢氧化钾必须满足技术要求。
2) 配制电解液时, 应先将蒸馏水放在耐碱耐高温的干净容器中,再将固体氢氧化钾徐徐溶入蒸馏水中，并按要求加适量氧化锌,用耐碱搅拌棒不断均匀搅拌，直至全部溶解，然后加蒸馏水或氢氧化钾调整电解液比重，直至满足要求。
3) 在电解液中要按要求加入一定数量的添加剂氢氧化锂。
3、电解液配制后, 宜在容器上加盖静置4小时后取澄清液注入电池体内，并立即密封，防止电解液吸收二氧化碳和蒸发而使电池性能变坏。
4、锌银碱性蓄电池充电时，应按说明书要求进行。采用恒流法充电，用10小时率充电到2.05V止，充电时，每小时测量并记录一次电压，当电池单体电压达到1.96V时，每10分钟检查一次电压，至2.05V时停止充电，严禁过充电（充电电压不得超过2.1V）。
5、以10小时率放电，每小时测量记录一次电压，当电池单体电压达到1.4V时，每5分钟检查一次电压，到1.3～1.0V停止放电，严禁过放电（放电电压不得低于1.0V）。
6、容量合格的蓄电池正常充电并搁置24小时后，电动势应为1.82～1.86V，此时可使用，若低于1.82V，应放电后再充电一次，若仍不合格，不宜使用。
7、锌银电池正式使用前，为了改善极板的均匀性，保证电气性能一致，应用10小时率电流充、放电循环2～3次，充电终止电压为2.10V，放电终止电压为1.00V，再以10小时率电流充电，以5小时率电流放电作容量检查，放电容量不低于额定容量，若低于额定容量应作一次容量检查。
五、锂离子电池
锂离子电池阳极为石墨晶体，阴极通常为二氧化钴锂（LicoO2），石墨晶体和LicoO2都具有层状结构，这种层状结构化合物，允许锂离子进出，而材料结构不会发生不可逆变化。LiCo2为一层氧(O)原子紧邻一层Li（锂）原子，再紧邻一层氧原子和钴(Co)原子，即O—Li—O—Co—O—Li—O。
这种电池的结构是用LicoO2复合金属氧化物在铝板上形成阴极，用锂碳化合物在铜板上形成阳极，两极板间插入聚烯烃薄膜状隔板，为了使锂离子能通过隔板，隔板上有亚微米级的微孔。
这种电池的优点是：工作电压高，为3.6V；体积小，重量轻，能量高，寿命长，安全快速充电。锂离子电池与金属锂电池不一样，它的阳极是用特殊的碳电极代替了金属锂电极，因此允许快速充电，采用1小时率充电速率，可在2小时内充足电，安全性好。允许工作温度范围宽，可在-20℃～＋60℃之间。锂离子电池自放电的电流小，无记忆效应和无污染， 是目前性能较好的一种碱性电池。

第五节 太阳电池安装和调测质量控制

一、太阳电池的特点
太阳是个巨大的能源。这种能量通过大气层到达地球表面，在正对太阳的每一平方米的大地上，能接收到1KW左右的能量。长期以来，辐射到地球表面的太阳能一直没有得到充分利用，随着科学的发展，太阳能的利用正在被逐步开发。
太阳电池是近年来发展起来的新型能源。这种能源没有污染，是一种环保型的绿色能源，特别适用于阳光充足、日照时间长、缺乏交流电的地方，如我国的西北地区，以及部分偏辟地区。为光缆中继站、移动通信基站提供了可靠的能源。
1、太阳能电源与其它能源系统相比较具有以下优点：
1）能源取之不尽，用之不竭，清洁，无公害；
2） 静止、安全、可靠。太阳能电源是利用太阳电池的光—电量子效应，将光能转换成电能的系统，它既无转动部分，又无噪音，也无放射性，更不会爆炸；
3）维护简单。太阳能电源既无转动，又无机械磨损，不需要经常维护，容易实现自动控制和无人值守；
4）太阳能电源系统较其它电源系统可以随意扩大规模，达到增容目的；
5）太阳电池具有微型组件结构，便于连续自动化生产；
6）太阳电池安装地点可以自由选择，搬迁方便，而不像其他发电系统，安装地点必须经过选择，而且也不易搬迁。
2、太阳电池的缺点：
1）太阳能电源的能量与日照量有关，因此输出功率将随昼夜、季节而变化；
2）太阳电池是一种直流电源，大部分电器都用交流电源，因此，必须通过逆变器将太阳电池输出直流电变换成交流电，才能供负载使用；
3）太阳电池输出能量的密度较低，因此，须占用较大面积。
3、太阳电池种类：
目前，因材料、工艺等问题，实际生产并应用的只有硅太阳电池、砷化镓太阳电池、硫（碲）化镉太阳电池三种。
1）硅太阳电池
单晶硅太阳电池是目前在通信系统应用最广泛的一种太阳电池，其效率可达18%，但价格较高，为了降低价格，现已大量采用多晶硅或非晶硅作太阳电池，多晶硅太阳电池效率可达14%，非晶硅太阳电池效率可达6.3%；
2）砷化镓太阳电池
砷化镓的光吸收系数很大，因此它是制造薄膜太阳电池较理想的材料。砷化镓太阳电池抗辐射能力很强，目前运用于宇航及通信卫星等空间领域。由于砷化镓太阳电池工作温度较高，可采用聚光照射技术，以获得最大输出功率。如总面积0.12m2的砷化镓太阳电池方阵，在1000倍的聚光照射下，输出功率可达20kW，又如在1000倍的聚光照射下，镓铝砷/镓砷太阳电池，可以得到20W/cm2的输出功率,为硅太