高原高寒通信保障中蓄电池的影响及对策分析

航盖

摘 要：文章针对高原高寒对蓄电池的容量、充电接收能力、蓄电池极板、供电状态的影响性展开分析，通过研究做好蓄电池日常养护、控制蓄电池放电程度、合理调整电解液浓度、进行蓄电池地埋改造、加强蓄电池状态监测等对策，以延长蓄电池使用寿命，确保高原高寒地区通信过程的通畅性考。

关键词：高原高寒地区;蓄电池极板;蓄电池容量

中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）03-026-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.012

高原高寒地区一般指海拔在3 000m以上，长年可见山顶积雪的地区，其环境特点是温度低，年平均气温在0℃以下，昼夜温差大，常年温差10℃～20℃，最高温差可达30℃，夜间最低温度可达-40℃，冬季寒冷期长达6个月，大气压约为一般平原地区的60%，含氧量约为一般平原地区的40%～70%。在该环境下会对蓄电池性能带来较大的负面影响，文章基于以往实践经验，提出可靠的应对策略，不仅可以对蓄电池运行状态进行保护，而且对通信系统工作状态稳定性的维持也有着积极的意义。

1 高原高寒对蓄电池的影响

1.1 蓄电池容量

如图1所示，利用实验研究不同温度下蓄电池容量的变化情况。由图1可以了解到，随着温度的不断降低，蓄电池容量呈现出不断下降的状态。总结此类问题的原因，包括以下几点：蓄电池的电动势与环境温度成正比。在较高的工作温度下放电，蓄电池可以获得较大的电量，温度较低时电量减少。低温降低了负极活性物质的利用率。蓄电池在低温状态下放电时，负极板铅电极逐渐形成硫酸铅，硫酸铅随放电时间增加而逐步向电极深处扩展，使活性物质中的微孔变窄，同时电极区至反应区距离增大，又使扩散速度变小。温度越低，微孔堵塞现象越严重，导致活性物质利用率降低，严重时还会引起停止放电的问题。低温环境也增大了蓄电池内阻，在外部环境温度下降到0℃以下后，工作温度每下降10℃，其内阻也会增加15%，从而减少了蓄电池的既定内存。导致此类问题出现的主要原因在于，工作温度越低，蓄电池内部的电解液黏度也会增加，这也会限制其扩散速度，导致内阻增大问题出现。

1.2 充电接收能力

目前，高原高寒地區通信保障系统中所使用的蓄电池主要以铅蓄电池为主，在电池充电、放电过程中，存在电化学极化以及浓度差极化现象，尤其是进行大功率电流充电和放电处理时，此类现象的明显性也会提升。在蓄电池工作时的外部环境温度小于0℃时，对蓄电池进行充电，蓄电池内部扩散电流密度会处于一个较小值范围。随着温度的不断降低，其密度范围也会不断缩减，但是交换电流密度所受影响较小，这样便会扩大浓差极化现象，使蓄电池充电接收能力受到较大的负面影响，出现充电效率低下的情况。

1.3 蓄电池极板

蓄电池正常放电状态下，极板上会在电流作用下与稀硫酸发生化学反应，在电极表面形成一些小颗粒的硫酸铅;随后进行充电时，又被重新还原成二氧化铅和纯铅，这也是蓄电池的工作原理。如果蓄电池放电后在较长时间内没有对其进行充电，那么附着在电极表面的硫酸铅颗粒也会不断溶解到电解液当中，溶解量和温度成正比。如果外界温度逐渐下降时，溶解在电解液中的硫酸铅会逐渐趋向于饱和，在到达饱和状态后，多余的硫酸铅便会析出，以结晶的形式附着在蓄电池极板表面。此时，进行充电操作时，附着在表面的硫酸铅颗粒并不能完成还原操作。尤其是在高原高寒环境下，因为该区域的昼夜温差较大，如果蓄电池处于充电不足的情况，会加剧此现象发生，影响到蓄电池的工作状态。

1.4 供电状态

除了上述提到的影响内容外，在高原高寒环境下也容易出现供电状态不稳定的情况，具体表现为蓄电池供电出现欠压问题，导致设备启动时间较长，或者无法启动的情况。导致此类问题出现的主要原因如下：在电池放电过程中，存在电化学极化以及浓度差极化现象，而蓄电池工作时的外部环境温度小于0℃时，对蓄电池进行放电时，因为蓄电池内部扩散电流密度较小，且交换电流密度变化幅度较小，在较大浓度差的影响下，也会使其输出电压出现下降的情况，即欠压现象。此类情况的出现，也直接影响到系统的放电效率，影响到蓄电池工作状态的稳定性。

2 高原高寒通信保障中蓄电池保护对策

2.1 做好蓄电池日常养护

通过做好蓄电池日常养护，可以减少环境腐蚀带来的影响，以此确保蓄电池外壳的稳定性。在具体养护过程中，也需要注意以下几点：首先，检查蓄电池安装位置是否牢固，在其侧面和底部需要利用橡胶垫或橡胶块对其进行固定，减少晃动问题发生。同时，需要检查极桩和电缆连接位置，及时处理连接点表面附着的杂物，对松动处做好固定，稳定整个结构的输出过程。其次，保证蓄电池外表的干燥性，在高寒地区昼夜温差影响下，很容易在结构表面附着水滴，同时随着使用年限的增长，也会在表面堆积一些灰尘、析出一些电解质，增加电极短路的风险。因此，需要定期清理蓄电池表面的附着物和氧化物，确保电流输出过程的稳定性。最后，检查通气孔的通畅性，如果出现气孔封堵情况，很容易出现蓄电池张股问题，甚至还会导致爆炸事故发生，因此需要做好该环节的检查工作，满足运行要求。

2.2 控制蓄电池放电程度

通过控制蓄电池放电程度，能够维持稳定的供压状态，提升通信系统运行状态的可靠性。前文中已经简单提到过，蓄电池在低温环境下的容量会处于快速衰减状态，这样也会影响到设备启动过程的顺畅性。基于此，也需要对蓄电池放电程度做好控制工作，具体内容如下：在白天通信系统运行期间，所使用到的蓄电池放电量不能超过额定电容的25%;而晚上进行放电时，蓄电池放电量不能超过额定电容的50%。考虑到这样会影响通信保障供应过程的持续性，因此可以适当增加蓄电池数量，以补充供电量的不足[1]。

2.3 合理调整电解液浓度

通过合理调整电解液浓度，可以在一定程度上缓解极化现象，从而确保蓄电池充放电过程的稳定性。在高原高寒环境下，受温度及气压因素影响，也会增加电解液的挥发速度，同时也会降低反应速率，减少蓄电池电量。基于此，需要对电解液浓度进行适当调整，同时在调整过程中需要注意以下几点：首先，对电解液浓度进行适当调整，增加浓度值需要结合区域气候条件进行计算，确保其浓度值的合理性。其次，做好电解质填充材料的合理选择，做好电解质内部杂质的清理工作，这样可以稳定蓄电池内部存储容量的合理性，从而延长蓄电池使用寿命[2]。最后，对蓄电池浓度进行实时监测，及时调整电解液浓度，提高蓄电池工作状态的稳定性。

2.4 进行蓄电池地埋改造

进行蓄电池地埋改造工作，可以减少外界温度对蓄电池工作状态的影响，提升通信工程运行状态的稳定性。如某地区在改造过程中，选择外挂单电池作为通信系统的供电载体，设置电池容量为60Ah～100Ah。同时在该区域结合其供电方式，也设置了长50cm、宽25cm地沟井，在井内还设置了蓄电池的升降架结构，满足蓄电池维护的基础需求。同时，还会在蓄电池上方和地沟井口处完成绝熱板的安装，将蓄电池与外界环境隔绝开，从而减少环境温度流失，维持蓄电池工作环境温度的稳定性[3]。

2.5 加强蓄电池状态监测

通过加强蓄电池状态监测，能够及时了解蓄电池目前的工作状态，做好相应的养护操作，从而确保蓄电池工作状态的稳定性。在实际应用过程中，需要在蓄电池合适位置处安装传感器，用来实时传递蓄电池工作状态、通信系统工作状态数据，利用相应数据模型分析工作状态的合规性。如果发现运行过程存在一定的不稳定性，需要及时定位存在隐患的部位，对其及时进行处理，如清理表面杂物、巩固接头、更换电解液等，从而确保蓄电池工作状态的稳定性，满足相应的运行需求[4]。

3 结语

综上所述，做好蓄电池日常养护，可以减少环境腐蚀带来的影响，控制蓄电池放电程度，能够维持稳定的供压状态，合理调整电解液浓度，可以在一定程度上缓解极化现象。进行蓄电池地埋改造工作，可以减少外界温度对蓄电池工作状态的影响，加强蓄电池状态监测，能够及时了解蓄电池的工作状态。通过采用合理措施维持蓄电池工作状态的稳定性，对提升通信工程运行状态合理性有着积极的意义。

参考文献

[1] 诺桑，胡贵军，措加旺姆，等.西藏高寒地区离网光伏系统蓄电池寿命研究[J].节能与环保，2019（2）：89-91.

[2] 朱红章，吴学伟.高原高寒通信保障中蓄电池的影响及对策分析[J].山西建筑，2016，42（30）：132-133.

[3] 柳虔林，丁洪伟.高原环境下汽车分队成建制开进通信保障初探[J].国防交通工程与技术，2015，13（4）：116-119，144.

[4] 李越，张一品，甘文道，等.论高原地区应急通信的保障措施[J].无线互联科技，2015（7）：119-121.