蓄电池内阻测试仪的知识背景

2025-04-01 15:39:53

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回答1：

A、为什么蓄电池（组）需要定期维护和检测？
过去，开口式蓄电池维护起来比较麻烦，因为蓄电池在使用的时候要分解电解液中的水，所以要定期检测电解液的比重，蓄电池的电压等参数，消耗的电解液，要定期加水来补充。
而后又有密封式的蓄电池出现，主要以阀控式铅酸蓄电池（为主，由于不需加水，所以阀控式铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池，而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10 ~ 20年（最少为8年），这样就给国内的技术和维护人员一种误解，似乎这种电池既耐用又完全不需要维护，许多用户从装上电池后就基本没有进行过维护和管理，因而在90年代初国内使用的VRLA电池出现了很多以前未遇到的新问题，例如，电池壳变形、电解液渗漏、容量不足、电池端电压不均匀等。这些现象不单在国内，就是在比我国早采用VRLA电池的国外也同样存在。
在电池中由于电解液比重更大而且浮充电流更大，因而电极腐蚀更为迅速。电极腐蚀也会消耗氧气从而使电池变干，这是VRLA电池特有的故障。电池过度的气体逸出、焊接柱或盖板裂缝、密封不严，最后通过容器壁和塑料容器渗出水、氢和氧，这些都会引起电解液渗漏。VRLA电池的故障有些是气体调节阀出现故障引起的，VRLA电池的冷却比开口式电池更为重要，如果不充分的话，热失控可能会引起电池熔毁或爆炸。VRLA电池内部接线柱、同极的连接片以及电极接头的腐蚀而断裂的现象也比开口式电池更常发生。这些故障都导致容量损失。这使使用单位不易掌握VRLA电池的耐久性和失效问题。
实践证明，VRLA电池端电压与放电能力无相关性，VRLA电池和电池组在运行过程中，随着使用时间的增加必然会有个别或部分电池因内阻变大，呈退行性老化现象，实践证明，整组电池的容量是以状况最差的那一块电池的容量值为准，而不是以平均值或额定值（初始值）为准，当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90% 以下时，电池便进入衰退期，当电池容量下降到原来的80%以下时，电池便进入急剧的衰退状况，衰退期很短，而且蓄电池组都是串连起来，如果有一节发生问题，则整组都将失效，这时电池组已存在极大的事故隐患。
使用单位和管理单位，往往只重视备用电源的设备部分的维护和管理，而忽视电池组的重大作用，殊不知断电的危险很大程度上就潜伏在电池组。整组电池充电的特性是，如电池组内有一个或几个内阻变大的老化电池，其容量必然变小，充电器给电池组充电时，老化电池因容量小，将很快充满。充电器会误以为整组电池已充满而转为浮充状态，以恒定电压和小电流给电池组充电。其余状态良好的电池不可能充满。电池组将以老化电池的容量为标准进行充放电，经多次浮充--放电--均充--放电--浮充的恶性循环，容量不断下降，电池后备时间缩短。
结论：如不定时检测，找出老化电池给予调整，电池组的容量将变小，电池寿命缩短，影响系统的高效安全运行。
B、使用时会遇到什么问题？
电池的使用问题
电极腐蚀更为迅速：VRLA电池中由于电解液比重更大而且浮充电流大
电池变干：电极腐蚀也会消耗氧气从而使电池变干
电解液渗漏：VRLA电池过度的气体逸出、焊接柱或盖板裂缝、密封不严，最后通过容器壁和塑料容器渗出水、氢和氧
气体调节阀出现故障：阀打开会导致干涸，也会使空气进入电池，阴极板自我放电，阀阻塞会使盖鼓出和爆炸
电池熔毁或爆炸：VRLA电池的冷却比开口式电池更为重要
电池内部接线柱、同极的连接片以及电极接头的腐蚀而断裂的现象也比开口式电池更常发生
所有这些，都会导致容量损失
C、为什么需要蓄电池内阻测试仪？
传统的蓄电池容量检测方法是进行整组核对性放电，即把蓄电池组连接到负载箱，然后进行放电，一直放到截止电压（没电）为止，来验证蓄电池的容量，但是这种方法有很多隐患和缺点：
a、电时间长，风险大，电池组须脱离系统，蓄电池组所存储的化学能全部以热能形式消耗掉，既浪费了电能又费时费力，效率低。
b、行核对性放电试验，必须具备一定条件，首先，尽可能在市电基本保障的条件下进行；其次 ,必须有备用电池组。
c、核对放电只能测试整组电池容量，不能测试每一节单体电池容量，以容量最低的一节作为整组容量，而其他部分电池由于放电深度不够，其劣化或落后程度还不能完全充分暴露出来。
d、损蓄电池的容量。由于蓄电池的内部化学反应不是完全可逆的。全深度循环放电的次数是有限的，所以，不适宜对铅酸蓄电池频繁进行深放电。但是间隔时间过长，两次核对之间的蓄电池的状态是不确定的。蓄电池的容量下降到80%以下后，蓄电池便进入急剧的衰退状况，衰退期很短，可能在一次核对放电后几个月就失效，而在剩下的时间内电池组已存在极大的事故隐患。
内阻测试的原理：
通过大量的试验得出：蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高，也就是说，当蓄电池不断的老化，容量在不断的降低时，蓄电池的内阻会不断加大。通过这个试验结果，我们可以得出，通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度，可以找出整组中落后的电池，通过跟踪单体电池的内阻变化程度，可以了解蓄电池的老化程度，达到维护蓄电池的目的。
对于VRLA蓄电池来说，如果内部电阻比基准值（平均值）增加20%以上，蓄电池性能则会下降到一个级低的水平。这个值也是IEEE STD建议立即采取纠正措施（放电试验或更换）的标准。IBEX1000则根据这个建议基准将报警值设定为20%。
相应的，VRLA蓄电池容量下降到80%以下时，蓄电池的老化程度就像在图形中的△T一样，该时间是无法预测的，同时容量衰减的速度会越来越块，而内阻值的增加也会越来越快。因此我们建议，及时更换蓄电池，以提高贵公司蓄电池系统的可靠性。
至今为止，实际应用的判别蓄电池健康状态的方法只用IEEE推荐的标准，因此我们建议，当蓄电池的内阻值增加20%以上，应考虑对此单元电池采取纠正或更换措施。
而内阻测试具有以下优点：
a、小巧轻便、在线测量。手持式的内阻测试仪小巧便携，检测电池内阻时不需要把电池从系统中拆除，直接在线检测，不会影响电源系统的工作，避免电源系统风险。
b、工作量小，操作方便。内阻测试仪的检测时间一般是2－3秒钟测试一节电池，测试200节一组的电池一般时间只用半个小时左右。只要连接好蓄电池，内阻测试仪会自动测试并保存数据，因此操作也很简便。
c、及时发现落后电池，在维护人员减少，维护工作量不断增大的情况下，通过内阻测试可以很快寻找落后电池，提高维护效率,确保系统安全有效运行。
D、内阻测试是否可以完全取代核对放电测试？
核对放电法即100%C的深度放电，它具有容量测试准确可靠的优点，因此，仍然是目前世界上检测电池性能的最可靠方法。核对放电法即全放电的容量试验，是检测电池容量最直接、最可靠的方法，无论是在线还是离线进行检测，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证系统的安全。
内阻测试可以在线测量，不会影响系统的正常工作，同时测试花费时间短，日常维护非常方便。
因为，内阻测试是通过对比整组的电池的内阻差异或跟踪单体电池不同时期的内阻变化的方式，检查蓄电池的老化程度，所以并不能100%的精确测量容量。但是由于核对放电存在很多缺点（见知识背景C），所以，内阻测试可以弥补核对放电检测的缺点，通过对比找出或者预测老化的蓄电池，使得蓄电池的日常维护十分方便有效，通过寻找落后电池，并结合单体放电测试，大大节省了维护费用，使后备电源系统更加稳定安全运行。
E、测量内阻使用什么样的方法？
直流测试：利用蓄电池放电给测试仪器，测量出加在蓄电池内阻上的压降，然后除以放电电流得出蓄电池内阻，一般的测试电流都很大，达到50A－80A左右。
优点：测试准确、一致性好
缺点：测试电流大，必须把探头与蓄电池极柱稳定连接，如果接触不好会打出电弧，存在安全隐患。
交流测试：测试仪器会在蓄电池两端加一个已知频率和振幅的交流电压信号，测量出与电压同相位的交流电流值，其交流电压分量与交流电流的比值即为电池的内阻。
优点：测试方法简单，不会影响蓄电池的工作状态，也不会产生安全隐患。
缺点：1、存在着易受充电器纹波电流和其它噪声源干扰的问题。
2、有些设备不能在线（连接充电器和负载，并处于浮充状态）对电池进行测试。
3、使用频率为60Hz或50Hz的交流测试电流更不可取，因为这是充电器纹波和噪声源的主要频率。
蓄电池的快速测试
-------蓄电池内阻测试仪分析及应用
摘要：本文针对使用广泛的不同种类蓄电池测试仪的优缺点比较，主要介绍了异频法蓄电池内阻测试仪的原理及使用
关键词：蓄电池、异频法、内阻、容量
1．概述
自国际电工IEEE-1996为蓄电池维护制定了以定期测试内阻预测蓄电池寿命的标准以来，中国信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心对YD/799-2002也进行了内阻规范的增补。随着国内经济的发展和社会信息的普及、通讯电源、网络供能、动力机组、发电配电，以及各行各业使用的蓄电池组数量激增。作为后备电源最后一个环节，做到对蓄电池在线质量状态的准确了解不仅是使蓄电池能够提供稳定后备支持能力的重要保证和依据，而且有利于蓄电池资源进行优化整合。
2．蓄电池的维护
蓄电池的小概率损坏是当今无法解决的世界性技术难期。也正因如此对蓄电池进行检测及维护不仅是必要的，也是必须的！
比较通用的维护方法是：
第一步：用蓄电池内阻检测仪定期对蓄电池内阻进行检测，找出可能
容量不足的蓄电池。
第二步：用蓄电池放电测试仪进行容量验证，找出容量不足的蓄电池。
第三步：对容量不足的蓄电池进行维护或更换。
3．蓄电池测试仪的比较：
A 蓄电池内阻测试仪：
推算出蓄电池内阻值。
B．蓄电池放电测试仪：
通过一定的电流（I）对蓄电池进行放电到蓄电池的最低允许电压
所用的时间（T）。Q=I*T 推算出蓄电池的实际容量。
4．蓄电池内阻测试仪
ITB-712系列蓄电池内阻测试仪采用了最先进、最实用、技术难度也最大的交流内阻技术方案（异频法），在切实地攻克了交流法中抗噪声及干扰等要害技术难题后，成功实现了在线并机充放电状态下测试数据的准确稳定，从而为蓄电池故障早期预警技术的推广提供了高性能的专业技术装备。
产品特点:
l 使用DDS、数字选频、梳状滤波等新技术确保了测试精度。
l 超强的抗干扰性能。
l 可以测试蓄电池连接电阻
l 可以测试纯电阻（相当于微欧计）。
l 高精度离线/在线测试，大容量数据存储。
l 采用大屏幕液晶，显示界面美观，易懂。
l 增强的过压保护功能，使仪器工作更安全可靠。
l 自恢复过流保护功能，使仪器使用更方便。
l 体积小，重量轻，方便操作。
l 具有测试结果打印功能
技术参数：测量范围内（连接）阻/：0.000mΩ—99.99mΩ 最小测量分辨率内阻：0.001mΩ 测量精度内阻：±1.5% ±6dgt 存储容量 2000节显示器 128×64点阵图形LCD 工作温度 -1O℃～40℃ 相对湿度 ≤90%RH 重量 3．6KG 5．结束语
蓄电池内阻测试仪自推出以来，广泛应用于电力输变电单位，煤矿、铁路、通讯机房、无人值守基站等单位。随着人们节约意识的增强，蓄电池的维护测试必将越来越受到人们的重视。蓄电池测试仪必将产生更大的经济效益和社会效。
蓄电池测试仪的比较：
A 蓄电池内阻测试仪：
内阻与容量的相关性是：当电池的内阻大于初始值(基值)的25%时，电池将无法通过容量测试。当电池的内阻大于初始值的2倍时，电池的容量将在其额定容量的80%以下。基于此推出的蓄电池内阻测试仪主要采用了国际流行的异频法（交流测试法）测试，通过给蓄电池加一特定交流信号（I），然后用高性能带通滤波器检测蓄电池内阻上的压降（U），R=U/I
推算出蓄电池内阻值。
该方法测试方便，不论蓄电池是否充满电，均可测试。可以在线测试，也可以离线测试，测试速度快，适于大范围测试。（特别是在线测试，完全避免了因测试可能造成的蓄电池无法工作，进而导致系统瘫痪的情况发生！）
B．蓄电池放电测试仪：
通过一定的电流（I）对蓄电池进行放电到蓄电池的最低允许电压
所用的时间（T）。Q=I*T 推算出蓄电池的实际容量。
该方法只能离线测试，要拆下蓄电池工作量很大；首先必须使待测蓄电池先充满电，充电时间较长；然后才能开始测试，放电时间更长。
测试完毕后必须立即给蓄电池充电，以防止此时市电停电。如蓄电池测试过程中发生停电，则可能导致系统瘫痪

回答2：

Metracell BT Pro

电池系统，例如不间断电源（UPS）中使用的电池系统，是关键应用场景中的重要组成部分，这些应用场景在最大程度地降低故障风险并确保例如医疗机构、数据中心供电的平稳运行。
METRACELL BT Pro
是一种通用，便携式和多功能测试仪器，用于评估和维护主要基于铅酸蓄电池的电池系统和不间断电源。铅酸电池占当前使用的所有可充电储能设备的
75％以上，由于在某些情况下必须使用大容量储能，因此通常会将多个单格电池模块相互串联。但是，由于各个单格电池模块是串联的，
内阻过高的有缺陷模块会增加对相邻模块的充电电压，从而缩短整个电池串的使用寿命。
METRACELL
BT Pro 能够记录电压（最高 24 V DC 的单格模块电压）以及单格电池模块的
电气和电化学电阻，作为初始启用和定期测试期间的参考测量。此外，可以测量高达 600 V DC
的总电压，并且可以进行间隔记录[电压和电流的测量] –例如在放电期间。该仪器最多可以存储 300,000
条数据记录，这些数据记录可以通过随附的电池管理软件进行管理，并可以通过报告形式导出。
电池温度和酸密度也可以借助可选传感器附件进行测量。

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