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在实践社会中,无论是开展中国家仍是发达国家,停电事情是不可防止的,可是对用户来讲,停电事情即是意外事端,它带来的成果能够是严峻的经济丢失或许承当严峻的法律责任,而一些因蓄电池毛病构成的停电事端让人触目惊心。2008年,某省计费中间的UPS供电体系因为市区停电。正本UPS后备时刻为30min,但UPS供电不到5min即断电,致使计费体系瘫痪,待重设及康复体系正常作业现已曩昔6h,丢失近千万。因为体系装有电压监控设备,且有半年前的放电记载,均没有发现疑问,待用电导技能测验后,发现UPS体系中两组2V×192节600Ah台湾csb蓄电池组中均有单个单体电导为零,解剖csb电池后断定为电池内部衔接条在大电流冲击下熔断。

　　2004年7月,某石油公司三催主控室蓄电池在线诊断体系接连宣布蓄电池内阻反常报警,经保护人员检测,该组蓄电池内阻都有所进步,整个蓄电池组失效,有必要替换新电池组。当电池替换两周后,厂区发作外电俄然断电的意外状况,蓄电池正常作业,负载设备作业没有遭到影响,使得这次停电没有构成丢失,因而根绝了一同因为蓄电池毛病带来的严峻事端。

　　实践的事例标明,有用的检测和保护能够及时发现蓄电池组危险,根绝事端的发作,在确保用户供电体系正常作业时起到要害效果。因而,关于供电确保体系的一切有些都应定时对蓄电池的功用进行检测和排查。

　　当时不乏这样的状况,蓄电池在收购设备时,电池厂商宣称电池运用寿命为8～10年,但在实践运用不到三年,蓄电池就开端劣化,致使电池组不到五年就需求替换。这首要有两方面缘由:一是在运用中没有合理有用地对蓄电池进行办理和保护,构成蓄电池在前期就呈现劣化,而且因为没有及时发现落后电池,致使蓄电池劣化堆集、加重,致使蓄电池组的过早作废;其二,单个蓄电池质量存在疑问或厂家夸张蓄电池的运用寿命。

　　csb蓄电池的测验与保护是一项防患于未然的作业。进步后备蓄电池的确保才能,当时能够选用两种办法:一是进行人工检测;二是选用蓄电池在线主动监测体系。

　　丈量电池组电压能够判别蓄电池组的当时状况。单体电池电压监测能够发现单体电池浮充电压是不是正确,单体电池是不是被过充电、过放电等状况。温度丈量能够发现电池的作业环境是不是通风不良、温度是不是过高。

　　选用完善的csb电池在线实时监控体系,能完整地测验并记载蓄电池的单体电压、蓄电池组电压及温度状况,数据精确而且省时省力,如图2所示。

　　蓄电池在线监测办理是关于丈量电池的作业条件和检测电池自身的状况而描绘,其开展大致阅历了三个期间:整组电压监测、单体电池电压监测、单体电池内阻巡检。

　　整组电池监测功用通常描绘在整流电源内,丈量电池组的电压、电流和温度,进行充电和放电办理,特别是根据环境温度改动调整电池的浮充电压,在电池放电时电池组电压低至某下限值时报警。当时,UPS蓄电池检测依然选用该办法。

　　选用全电子式的监测,对蓄电池的作业状况能够完成较为全部的监测与办理,如单体电池电压、电池组电压、充放电电流、蓄电池的环境温度等。经过蓄电池作业参数的监测,能够确保蓄电池在正常条件下的作业与作业。

　　试验标明:欧姆阻抗是电池前期失效的最大危险。监测电池的电导值或许内阻值,能够在必定程度上断定电池的功用。多年的研讨和运用标明,内阻检测是当时最为牢靠的测验办法之一。

　　由此可知,人工检测保护周期通常都对比长,定时保护的艰难很大。而蓄电池主动监控能完整地进行测验并记载蓄电池的单体电压、电池组电压及温度状况。能够大大下降毛病的发作率。

　　在保护人员削减,保护作业量不断添加的现状下,选用疾速精确的测验外表变成必然趋势。许多用户为此购买了蓄电池容量测验仪,期望凭借该类外表经过“在线短时刻放电”来查找整组蓄电池中的落后单体电池。客观地讲,蓄电池容量测验仪的确能进步蓄电池组巡检的进展,也能够协助发现一些落后单体电池,可是该类外表需求经过在线放电来完成,因而,这种蓄电池测验技能也存在必定的危险,因为蓄电池组在线放电到必定深度,若这时遇到市电中止,就不能确保蓄电池组有满意的储能供电,关于有疑问的蓄电池组这种危险更大;此外,容量测验仪最大的缺陷在于杂乱的连线和操作,以及仪器的体积和重量较大,面对成百上千的蓄电池,单纯依托容量测验仪,广阔保护作业者依然感到无能为力。

　　而在各式各样的蓄电池保护东西中,挑选性价比最高,一起又能真实发挥效果的保护东西一直是各个通讯运营商的保护作业者面对的一大难题。以下介绍几种蓄电池的测验办法。

　　传统的核对放电设备遍及选用电阻丝进行核对放电,而且是人工操作,程序繁琐,存在必定的人身危险,这种传统的核对放电试验办法正在逐渐被筛选。当时,国内外遍及选用了新式等效的电子负载,以确保电池组恒流放电。经过数小时后,能够找出最落后的几块电池,以落后电池抵达中止电压时的放电时刻与放电电流来预算其容量,并以此容量作为整组电池的容量。不过它的缺陷也很杰出,首要表现为:

　　(3)有损蓄电池的容量。因为蓄电池的内部化学反应不是彻底可逆的。全深度循环放电的次数是有限的,所以不宜对铅酸蓄电池频频进行深放电。因为距离时刻过长,两次核对之间蓄电池的状况是不断定的。

　　关于电池组选用1%～5%C 的浅度放电;在放电状况下,对蓄电池组的各单体电池的端电压进行巡检,找出端电压下降最快的一只,将其确以为落后电池,再运用核对放电仪器,对该节电池进行核对放电,检测其容量,即代表该组电池的容量。当时,此法能够较快地断定出电池组中有些或许单个落后或劣化电池,但还缺乏以精确测定电池的好坏程度,包含电池的容量等目标,仅可作为一个定性测验的参阅。

　　这种办法的长处是操作简略,危险系数小,并能够疾速查找落后电池。不过最大的缺陷仍是测验精度低,只能作为电池落后状况断定根据,不能精确测算电池的好坏程度及电池容量目标。一起测验需求较高,测验状况不是很抱负。

　　关于动力蓄电池,蓄电池需求频频的充电、放电,往往选用Ah容量法。运用Ah容量法记载的电量,需求晓得蓄电池的初始状况SOC和结尾SOC。可是初始状况SOC和结尾SOC遭到多种要素的影响,在通常状况下并不是一个常数。所以安时容量法仅能记载现已运用或经过计量的电量,而不能较为精确地猜测结尾SOC。

　　沟通法电导丈量是向蓄电池两头加一个已知频率和振幅的沟通电压信号,丈量出与电压同相位的沟通电流值,其沟通电流重量与沟通电压的比值即为电池的电导。电导是频率的函数,不一样的测验频率下得出不一样的电导值,电池的容量越小,电池电阻越大,电导值越小。电导法能精确查出彻底失效的电池,根据许多的试验剖析及研讨成果证明,电池的容量只要下降到50%时,内阻或许电导会有所改动,下降到40%今后,数值会有显着改动。所以,选用电导法测验电池的内阻或电导是断定蓄电池好坏的一种有价值的参阅思路。

　　关于当时的实践状况,关于蓄电池制作厂家、蓄电池检测技能研讨机构,以及广阔蓄电池保护人员而言,都在积极探索一种疾速、精确、牢靠、安全的蓄电池检测技能。特别是广阔现场保护工程师,这种需求更显火急。惋惜的是,蓄电池是完成化学能与电能之间变换的一种十分杂乱的设备。从电化学的视点来说,运用者想把握电池更多的内部信息对比艰难。

　　蓄电池的丈量办法分为两种,即离线式丈量和在线式丈量。这两种办法各有千秋,离线式丈量办法对蓄电池进行丈量能够得到愈加精确的数据,而在线式丈量办法能够在不影响蓄电池体系正常作业的前提下对蓄电池进行丈量。为了能够统筹丈量数据的精确性和蓄电池体系的可用性,大家正在寻觅能够使丈量数据愈加精确的在线监测计划,并取得了必定的效果。从对蓄电池各参数的丈量视点来说,当时对蓄电池的电压及作业温度进行丈量的研讨现已对比老练,各厂家的丈量成果根本共同,而对蓄电池内阻值的丈量以及蓄电池剩下容量的丈量的研讨依然不合对比大,各厂家丈量成果不尽一样,数据不一样对比大,当时仍没有对比威望的丈量计划。

　　因为丈量铅酸蓄电池的端电压等作业参数并不能反映电池的容量特性。容量严峻下降的电池,在整组浮充电的电池中,其浮充电压的区别缺乏以用来判别电池是不是因容量下降而失效,一旦电池组进行放电,这些电池因为充电量少,端电压会很快下跌,并阻碍电池组的放电功用。这时能够从电池的端电压上很简单地发现它们,但在实践运用中已为时太晚,电池组在体系需求备份电源时现已起不到备份效果了。

　　csb蓄电池的内部状况与容量功用是经过其内阻改动反映出来的,其状况的重要象征之一即是内阻。无论是蓄电池行将失效、容量缺乏或是充放电不妥,都能从内阻改动中体现出来。因而能够经过丈量蓄电池的内阻,对其作业状况进行评价。温度对蓄电池内阻也颇有影响,低温状况(如0℃以下),温度每下降10℃,内阻约增大15%,其间因硫酸溶液粘度变大,而添加了比电阻是重要的缘由之一。在较高温度时(如10℃以上),硫酸根离子的分散速率进步了,浓度极化效果将显着减小,极化电阻下降。

　　csb蓄电池的内阻与放电电流的巨细有关,因为刹那间的大电流放电,极板空地内的硫酸溶液敏捷稀释,而极板孔外90%以上溶液中硫酸分子来不及分散到极板空地中去。这样,极板孔中溶液比电阻添加,端电压显着下降。但中止放电后,跟着浓度高的硫酸分子向极板空地中分散,极板孔中溶液比电阻下降,端电压上升。

　　别的,薄极板的电池其内阻显着小于厚极板,因为同容量电池的极板数量,薄的要多于厚极板电池的极板数量,因而一样电流放电时,薄极板电池的电流密度小,其各极极化也要小得多。由此可见,蓄电池内阻是由许多要素构成的动态电阻,因而对蓄电池内阻进行疾速精确的测验是蓄电池检测技能的难点。

　　(1)疾速:电导测验与放电检测对比最显着的特征是速度。电导测验在大概数秒后生成丈量值,而放电检测以及后续数据搜集和陈述拟定需求数小时时刻。运用一些设备,检测成果(包含打印陈述和数据文件)仅在数秒后便可用,而不是在蓄电池放电数小时后。电导技能还完成了全天候、联机且主动化的蓄电池监控,可轻松地经过接触按钮来长途拜访当时蓄电池状况或安康状况,然后显着下降了保护本钱。

　　(2)联机测验:传统蓄电池负载或放电检测常常需求电源体系和技能人员作业几小时。此外在某些状况下,所撑持的设备在脱机时能够不可用。最新的电导技能联机监控或检测蓄电池电源体系,而不会使任何体系中止或中止,而且这些检测是被迫的,不会因改动或作业蓄电池而致使过早老化。

　　(4)安全疑问:最新电导技能的被迫性使其实质上比放电检测更安全。彻底放电检测会发作热量,还能够会危及保护人员的人身安全。对比之下,运用电导技能的检测仪和监控仪不会发作显着的能量沟通,然后消除了负载检测过程中由热量、发作的氢气和电弧带来的潜在危险状况。

　　(5)可重复:被迫电导测验的优点之一是丈量彻底可重复,然后能够验证可疑成果。能够随时对电池进行检测,而不用等候充电,而且不会对体系构成任何安全危险。也能够履行电导测验来满意现场查看或方位验证需求,包含检测电池之间的衔接电阻值。

　　(6)简略:除了速度快,欧姆检测还十分简略。最新研制的电导测验仪是菜单驱动的,只需精确衔接到两个蓄电池极柱或固定片,并供给肯定丈量值,无需进一步进行数学核算。

　　(7)活络:电导测验技能与电阻及阻抗技能同归于欧姆测验法,都是被世界上认可的单体电池测验办法。当测验较小容量电池时这几种测验办法无太大区别,但当测验较大容量电池时,电导测验法会较内阻法有较大优势,能够疾速精确地测验并发现失效电池而触发报警。因为大容量电池的内阻值自身就很小,当电池容量衰减时其内阻的改动率极小,收集器很难探测出这种改动,但其电导值是千姆欧(欧姆的倒数)或西门子,当容量衰减时其电导值的改动较大,很简单被探测到。因而,电导测验技能愈加活络。

　　当时,欧美国家以及国内有些单位检测蓄电池组的首要设备是蓄电池电导测验仪。其不只能够极好地反映出电池的安康状况,而且体积细巧,携带方便,测验疾速,这就十分有利于保护人员对许多电池的平常性查看,而且能够用于蓄电池组的工程验收,特别适用于各职业用户的电池组选型作业。因而,能够说关于许多蓄电池组的巡检作业,蓄电池电导测验仪无疑是最简便、疾速、有用的保护东西。

　　沟通法即是向蓄电池写入一个低频率的沟通讯号,因为蓄电池内部存在的阻抗,写入信号后丈量其反应的电流信号,进行信号处置,对比写入信号与反应信号的区别,然后测得蓄电池内阻。

　　沟通写入法不需求放电,选用数字信号处置技能完成弱小信号的丈量,无需把电池从回路中止开,不受充电机和用电负载的影响,在线丈量电池的电导或内阻,数据有用分辨率到达0.001mΩ。

　　沟通法丈量蓄电池阻抗依赖于高速的数字信号处置技能,可是在体系中的高频模块组成的充电机与外界噪音对信号的*无法彻底消除。图3所示是一个单体的容量由正负极板构成的, 是传导通路的两个平行有些。经过沟通讯号或做阻抗测验时, 通路中任何有些的电阻添加都会由电容器掩盖。一起,不一样频率的信号所测得的值也不一样,对写入信号需求很高,如频率的安稳度和正弦波纯度都直接影响着测验成果。

　　因为csb电池的内阻是毫欧级的数值,特别是大容量的蓄电池其内阻将是微欧级,关于信号处置精度需求十分严厉。因为沟通写入法在丈量时会对电池施加一个沟通的测验信号,然后再测出相应的电压和电流,而阻抗的读数U /I会随频率而改动。

　　沟通法的电流幅值十分小,通常1A(为了防止对体系的影响,不能太大),这么小的电流要在微欧级的电阻上丈量其区别改动,所以关于信号处置精度需求十分严苛和严厉,十分简单遭到充电机与外界噪音对信号的*,致使测验成果的离散性。

　　因而,业界教授指出“要最大程度地获取电路中各个参数的信息,所施加的沟通电信号的频率十分要害”。“要在电路中获取最多信息,即最大程度地反映蓄电池的物理化学特色,电信号的抱负频率应在10～50Hz之间”。当时,国内大多数阻抗测验仪所运用的测验信号的频率高达几百乃至几千赫兹,只要极少数测验外表所运用的测验信号频率在最佳频率规模内。

　　因而,要能有用、精确监测到蓄电池内阻和电池间衔接状况以及蓄电池内阻在作业中的改动趋势,只要挑选分辩率高、精度高、测验安稳、共同性强的测验仪器。

　　当时,蓄电池组往往选用传统的有线衔接进行检测,关于许多的蓄电池组,因为有线网络线路杂乱,简单发作毛病,保护拓展难度较大,也简单发作安全危险。因而,方便快捷、容量预估的蓄电池*测验监控技能也应运而生。

　　跟着核算机技能、微电子技能、主动化操控、*通讯、嵌入式传感器技能的迅猛开展,*技能将通讯、核算机、传感器以及嵌入式技能交融在一同,将网络中的各个节点数据信息进行实时的收集和传输,这种技能能够极好地运用在工业环境范畴,特别是近距离的蓄电池监控体系。对比有线监控体系,*监控体系在工程、设备和确保方面,节省了许多的丈量本钱,以及对现场数据收集的频率和牢靠性的改进,对比之下优势对比显着。当时,*蓄电池容量测验仪在蓄电池出产、通讯运营商、电力、广电、铁路建造等方面都有运用。

　　当时,国内外有许多蓄电池监控商品及解决计划的厂家,经过自个的研讨,对蓄电池内阻及剩下容量的丈量办法有了自个的监控商品和计划,也获得了自个的专利技能。

　　在这些厂商中,美国密特(Midtronics)电子有限公司无疑是蓄电池检测及监控职业中的佼佼者,公司创立于1984年,是一家致力于蓄电池办理技能的研讨、开发、出产与出售的公司,被公以为是世界蓄电池测验保护技能的领导者之一。密特公司的电导专利技能现已变成世界IEEE规范中电池保护内容的一个有些,广泛运用在通讯、数据中间UPS、电力、铁路、交通、牵引动力电源以及戎行等各个职业,世界上绝大多数首要的电信运营商及蓄电池用户都运用密特的设备作为他们备用电池体系办理决议计划的首选或必备东西。

　　现有监控体系大多为有线体系,由操控模块引线到电池单体,此电线长度可达10m以上。因为过于密布的布线,线缆之间很简单发作电磁互感的*。关于大型数据中间来说,电池组的规划是无穷的。若是经过有线衔接,过于杂乱的布线体系彼此感应,简单发作体系性的“假告警”。这关于保护人员来说是一个灾祸。

　　而CellGuard*测验监控体系的内部通讯体系结构为*描绘,遵从规范为802.15.4兼容的射频传输在2.4GHz*电频段。接收器会和每一个测验单元之间设定一个特定的频道,确保测验单元之间互不*。这种*通讯是当今干流的描绘理念。

　　在丈量单体电压、电导、衔接条内阻、电池组电压、电池组电流及电池组环境温度等参数外,CellGuard还丈量每个单体电池负极柱温度。可在蓄电池浮充和放电状况下监督和丈量每只蓄电池的温度值,丈量规模为-10℃～65℃,精度为±2℃。

　　可丈量蓄电池之间衔接条的电阻值, 丈量的最小值到达1mΩ,可在蓄电池浮充和放电状况下丈量蓄电池组的整组电流值,浮充状况下为300mA～10A;放电状况下为300mA～3000A。

　　在体系测验到电流反向(停电或放电),体系开端以极小距离记载电压降,时刻可达数小时,数据即为放电数据。在蓄电池发作放电状况时可按时刻采样频率捕获放电电压值,并生成数字及图表剖析陈述。

　　密特的C e l l G u a r d体系经过了美国UL、FCC,以及欧洲CE认证,最大程度地确保用户设备安全,体系选用许多安全办法,可实时监测电池间衔接条的阻抗值,防止因电池衔接时力矩不共同或许极柱腐蚀致使衔接条松动,当大电流放电时易致使短路致使火灾。在进行蓄电池高温文电流检测时,传感器测验负载和功率电缆均装有熔断保护设备。

　　CellTraq蓄电池办理体系是美国密特公司为完成蓄电池预保护理念而推出的新一代网络化蓄电池会集办理体系渠道,它以分级分权的形式对网内电池组和单体电池进行归纳的办理,如图4所示。经过对电池电导历史数据的堆集和剖析,能够协助蓄电池办理者精确判别电池的功用改动趋势和生命周期，并据此采纳相应的预防性保护办法和收购决议计划，为电池的替换处置供给合理的评价根据，进步财物运用率，然后大大下降数据中间为确保电池作业功用而采纳的保护作业量和本钱投入，使ups电源蓄电池保护作业进入全新期间。此数据库软件渠道体系用户的电池办理水平在职业中处于领先地位。