蓄電池日常維護(hù)測(cè)試技術(shù)

蓄電池日常維護(hù)測(cè)試技術(shù)如今，人們已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到使用歐姆測(cè)試法，能夠通過(guò)縱向跟蹤對(duì)比了解蓄電池的使用狀況，及時(shí)更換故障電池，以確保電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

根據(jù)電子和電氣工程師學(xué)會(huì)IEEE1188-1996的標(biāo)準(zhǔn)，歐姆測(cè)試技術(shù)共有3個(gè)。

（1）阻抗測(cè)量是向蓄電池施加已知頻率和振幅的交流電流，然后測(cè)量每只蓄電池上所產(chǎn)生的交流電壓降，測(cè)量單體正負(fù)極兩端的交流電壓值，然后根據(jù)歐姆定律計(jì)算相應(yīng)的阻抗值；

（2）電導(dǎo)測(cè)量是將已知頻率和振幅的交流電壓加到電池的兩端，然后測(cè)量所產(chǎn)生的電流。交流電導(dǎo)值就是與交流電壓同相的交流電流分量與交流電壓的比值；

（3）電阻測(cè)量是通過(guò)在蓄電池單體/電池上施加負(fù)載，然后測(cè)量電壓和電流的相應(yīng)降幅，測(cè)試值就是電壓變化值與電流變化值的比值。

理論上來(lái)說(shuō)，電導(dǎo)與電阻成反比。當(dāng)電導(dǎo)值高的時(shí)候，電阻值就低，反之亦然；并且電導(dǎo)值與電阻值之間能夠通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算相互轉(zhuǎn)換。

然而在實(shí)際當(dāng)中，由于各種儀表所使用的技術(shù)、測(cè)試信號(hào)的頻率、抗干擾電路的設(shè)計(jì)都各不相同，而現(xiàn)場(chǎng)使用情況（在線測(cè)試還是離線測(cè)試、單組安裝還是多組并聯(lián)安裝等）也千差萬(wàn)別，所以不同儀表所測(cè)得的測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性以及重復(fù)性并不相同，所得到的測(cè)試結(jié)果可能存在很大的差異。

1、世界知名通信運(yùn)營(yíng)商蓄電池維護(hù)的研究和實(shí)踐

歐姆測(cè)試技術(shù)在蓄電池維護(hù)方面得到廣泛使用，它能節(jié)省維護(hù)成本，并提供更多蓄電池的相關(guān)信息。歐姆測(cè)試法已被IEEE列為“閥控密閉鉛酸蓄電池（VRLA）的維護(hù)、測(cè)試和更換的推薦辦法”中的一個(gè)部分。世界上在蓄電池維護(hù)規(guī)程中使用歐姆測(cè)試法的主要通信運(yùn)營(yíng)商實(shí)際使用的都是電導(dǎo)測(cè)試儀（而不是阻抗測(cè)試儀或電阻測(cè)試儀），將電導(dǎo)測(cè)試儀列為其蓄電池維護(hù)的強(qiáng)制使用工具或推薦使用工具。

1.1英國(guó)電信

電源與空調(diào)技術(shù)通知書No.454中稱?！半姵仉娮訙y(cè)試儀1A是BT網(wǎng)絡(luò)中唯一批準(zhǔn)使用的電池電子測(cè)試儀表”?！?A測(cè)試儀能夠通過(guò)快速、簡(jiǎn)便的‘電導(dǎo)’測(cè)試來(lái)了解每一個(gè)電池單體的情況。”

1.2亞特蘭大貝爾

亞特蘭大貝爾已經(jīng)選用Midtronics公司的MicroCelltron電導(dǎo)測(cè)試儀，用于維護(hù)和檢測(cè)位于外部基站、客戶所在地以及其它應(yīng)用領(lǐng)域的閥控密閉式鉛酸蓄電池。

1.3時(shí)代華納電信

經(jīng)過(guò)公司實(shí)驗(yàn)室對(duì)市場(chǎng)上主要的幾種蓄電池測(cè)試儀的測(cè)試，綜合考慮精確性、價(jià)格、操作的簡(jiǎn)易性、安全性以及公司的總體信譽(yù)等因素，決定推薦使用Midtronics公司生產(chǎn)的MicroCelltron作為時(shí)代華納公司內(nèi)部檢測(cè)維護(hù)蓄電池的產(chǎn)品。

1.4NEXTEL

直流電源、蓄電池優(yōu)化以及定期蓄電池預(yù)防性維護(hù)規(guī)程對(duì)如何設(shè)置浮充電壓、均充電壓、報(bào)警設(shè)定以及整流器設(shè)置等事項(xiàng)都逐一進(jìn)行了規(guī)范，同時(shí)包括了閥控蓄電池的定期維護(hù)規(guī)程。

1.5Sprint

標(biāo)準(zhǔn)通知書SNL04-26批準(zhǔn)使用Midtronics蓄電池電導(dǎo)測(cè)試儀作為Sprint公司測(cè)試富液式蓄電池和VRLA蓄電池的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工具。Midtronics電導(dǎo)測(cè)試儀將取代BiddleMegger和AlberCellcorder兩種蓄電池測(cè)試儀。

1.6VerizonWireless

VerizonWireless將使用由MidtronicsInc.生產(chǎn)的測(cè)試電池電導(dǎo)值（西門子）的測(cè)試設(shè)備，VerizonWireless網(wǎng)絡(luò)維護(hù)所選中的具體產(chǎn)品型號(hào)為MidtronicsCelltronUltra?！?/p>

1.7美國(guó)南方貝爾

MidtronicsCelltronUltra已被批準(zhǔn)用于評(píng)估DLC站點(diǎn)VRLA蓄電池。

2、蓄電池日常維護(hù)檢測(cè)的依據(jù)

2.1阻抗和電導(dǎo)測(cè)試法

江森自控公司（JohnsonControls）是世界上最大的蓄電池制造企業(yè)，它在蓄電池的阻抗和電導(dǎo)測(cè)試方面做了多年的研究。從所發(fā)表的文章內(nèi)容我們可以看出：阻抗測(cè)試的結(jié)果中包含了電感感抗和電容容抗這兩個(gè)以歐姆為單位的物理量，而這兩個(gè)物理量均是變量，會(huì)隨充電狀態(tài)的不同而變化，同時(shí)與我們真正要了解的蓄電池健康狀況沒(méi)有關(guān)系。既然阻抗測(cè)試的結(jié)果中存在變量，其測(cè)試結(jié)果怎么會(huì)是可靠的和重復(fù)性良好的呢?江森自控的文件同時(shí)指出“目前的一些受歡迎的電導(dǎo)測(cè)試儀具備一種獨(dú)特的性能，就是其測(cè)試能夠忽略蓄電池的感抗和容抗，而直接測(cè)量電池內(nèi)部構(gòu)件的電阻?！?/p>

2.2用電導(dǎo)技術(shù)測(cè)試NSB系列閥控式鉛酸蓄電池

由NorthStar蓄電池公司化學(xué)博士Dr.F.A.Fleming起草（9/13/2004）的文件中提到：“經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，NorthStar電池公司非常高興地決定采用Midtronics的CelltronUltra測(cè)試儀作為我們系列AGM鉛酸蓄電池健康狀況的檢測(cè)工具。以下的內(nèi)容闡述了電導(dǎo)測(cè)試的詳細(xì)原理、全系列NSB電池的電導(dǎo)值、局限性，以及正確使用該設(shè)備的方法。”

除了上面江森自控文件中所闡述的電池等效電路的情況外，DrF.A.Fleming同時(shí)又指出“要最大程度地獲取電路中各個(gè)參數(shù)的信息，所施加的交流電信號(hào)的頻率非常關(guān)鍵。”“要在電路中獲取最多信息，即最大程度地反映NSB電池的物理化學(xué)屬性，電信號(hào)的理想頻率應(yīng)在10～50Hz之間”。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)阻抗測(cè)試儀所使用的測(cè)試信號(hào)的頻率高達(dá)幾百甚至幾千赫茲，只有極少數(shù)測(cè)試儀表所使用的測(cè)試信號(hào)頻率在最佳頻率范圍中間。

2.3內(nèi)阻/電導(dǎo)測(cè)試

法國(guó)電信H.Dupendant和R.Ferger在2001年的國(guó)際通信能源會(huì)議（INTEIJEC）上發(fā)表了《內(nèi)阻/電導(dǎo)測(cè)試：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中的神話與在現(xiàn)實(shí)》。文章介紹了法國(guó)電信在過(guò)去的15年里，對(duì)內(nèi)阻/電導(dǎo)測(cè)試技術(shù)作為一種能夠快速判定電池老化情況的解決方案進(jìn)行的深入的研究情況。論文更側(cè)重討論的是測(cè)試儀表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試當(dāng)中的實(shí)際使用方面。

2.4新的IEEE標(biāo)準(zhǔn)1188-2005

現(xiàn)在，IEEE已經(jīng)更新其標(biāo)準(zhǔn)1188-1996為1188-2005，其5.2.2條仍然規(guī)定每個(gè)季度測(cè)試一次電池/單體的內(nèi)部歐姆值。

附件C中的C.4條與電池/單體的內(nèi)部歐姆測(cè)試相關(guān)，并新增加了2條。

（1）1188-2005中規(guī)定“與基準(zhǔn)值相比，歐姆測(cè)試值30%～50%的變化可被視為明顯的變化”，而在1188-1996標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定是“歐姆測(cè)試值超過(guò)20%的變化可被視為明顯的變化”。

新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)百分比進(jìn)行了更細(xì)化的規(guī)定，同時(shí)這個(gè)規(guī)定與法國(guó)電信、巴西電信、英國(guó)電信以及諸多美國(guó)主要通信運(yùn)營(yíng)商的研究成果是一致的，也和Midtronics公司的研究成果相一致（Midtronics儀表中的默認(rèn)告警界限為70%，更換界限為60%）；（2）歐姆測(cè)試值有可能受到電池組并聯(lián)的影響，因?yàn)槊恳唤M并聯(lián)的蓄電池組使測(cè)試儀的測(cè)試信號(hào)增加了一個(gè)電流通路，這種影響在電池組內(nèi)蓄電池個(gè)數(shù)不多的情況下尤為明顯（例如當(dāng)一個(gè)48V的蓄電池組由4只12V的蓄電池組成的時(shí)候）。

這種影響可以通過(guò)并聯(lián)電阻的標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行計(jì)算，使之量化，然而最準(zhǔn)確可靠的排除這種影響的方法是使蓄電池組離線后再進(jìn)行測(cè)試。這段新增加的內(nèi)容與前面法國(guó)電信在2001年INTELEC發(fā)表的文章中的發(fā)現(xiàn)相一致。

3、印度政府通信部通信工程中心關(guān)于VRLA標(biāo)準(zhǔn)的新的修訂

2005年1月5日，印度政府修訂了VRLA標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：GR/BAT-01/03.MAR2004，具體更改的內(nèi)容如下：由于電導(dǎo)測(cè)試讀數(shù)與阻抗測(cè)試法相比更加穩(wěn)定，現(xiàn)決定為