國外銀泰蓄電池日常維護測試技術

本文通過描述國外運營公司、企業和實驗室在銀泰蓄電池日常維護領域所做的測試和研究，對電導儀或阻抗/電阻測試儀檢測技術進行分析。
 
　　如今，人們已經開始意識到使用歐姆測試法，能夠通過縱向跟蹤對比了解蓄電池的使用狀況，及時更換故障電池，以確保電源系統安全穩定地運行。
 
　　根據電子和電氣工程師學會IEEE1188-1996的標準，歐姆測試技術共有3個。
 
　�。�1）阻抗測量是向蓄電池施加已知頻率和振幅的交流電流，然后測量每只蓄電池上所產生的交流電壓降，測量單體正負極兩端的交流電壓值，然后根據歐姆定律計算相應的阻抗值；
 
　�。�2）電導測量是將已知頻率和振幅的交流電壓加到電池的兩端，然后測量所產生的電流。交流電導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）電阻測量是通過在蓄電池單體/電池上施加負載，然后測量電壓和電流的相應降幅，測試值就是電壓變化值與電流變化值的比值。
 
　　理論上來說，電導與電阻成反比。當電導值高的時候，電阻值就低，反之亦然；并且電導值與電阻值之間能夠通過數學計算相互轉換。
 
　　然而在實際當中，由于各種儀表所使用的技術、測試信號的頻率、抗干擾電路的設計都各不相同，而現場使用情況（在線測試還是離線測試、單組安裝還是多組并聯安裝等）也千差萬別，所以不同儀表所測得的測試數據的可靠性以及重復性并不相同，所得到的測試結果可能存在很大的差異。
 
1、世界知名通信運營商蓄電池維護的研究和實踐
 
　　歐姆測試技術在蓄電池維護方面得到廣泛使用，它能節省維護成本，并提供更多蓄電池的相關信息。歐姆測試法已被IEEE列為“閥控密閉鉛酸蓄電池（VRLA）的維護、測試和更換的推薦辦法”中的一個部分。世界上在蓄電池維護規程中使用歐姆測試法的主要通信運營商實際使用的都是電導測試儀（而不是阻抗測試儀或電阻測試儀），將電導測試儀列為其蓄電池維護的強制使用工具或推薦使用工具。
 
　　1.1　英國電信
 
　　電源與空調技術通知書No.454中稱�！半姵仉娮訙y試儀1A是BT網絡中唯一批準使用的電池電子測試儀表”�！�1A測試儀能夠通過快速、簡便的‘電導’測試來了解每一個電池單體的情況�！�
 
　　1.2　亞特蘭大貝爾
 
　　亞特蘭大貝爾已經選用Midtronics公司的Micro Celltron電導測試儀，用于維護和檢測位于外部基站、客戶所在地以及其它應用領域的閥控密閉式鉛酸蓄電池。
 
　　1.3　時代華納電信
 
　　經過公司實驗室對市場上主要的幾種蓄電池測試儀的測試，綜合考慮精確性、價格、操作的簡易性、安全性以及公司的總體信譽等因素，決定推薦使用Midtronics公司生產的Micro Celltron作為時代華納公司內部檢測維護蓄電池的產品。
 
　　1.4　NEXTEL
 
　　直流電源、蓄電池優化以及定期蓄電池預防性維護規程對如何設置浮充電壓、均充電壓、報警設定以及整流器設置等事項都逐一進行了規范，同時包括了閥控蓄電池的定期維護規程。
 
　　1.5　Sprint
 
　　標準通知書SNL 04-26批準使用Midtronics蓄電池電導測試儀作為Sprint公司測試富液式蓄電池和VRLA蓄電池的一個標準工具。Midtronics電導測試儀將取代Biddle Megger和Alber Cellcorder兩種蓄電池測試儀。
 
　　1.6　Verizon　Wireless
 
　　Verizon Wireless將使用由Midtronics Inc.生產的測試電池電導值（西門子）的測試設備，Verizon Wireless網絡維護所選中的具體產品型號為Midtronics Celltron Ultra�！�
 
　　1.7　美國南方貝爾
 
　　Midtronics Celltron Ultra已被批準用于評估DLC站點VRLA蓄電池。
 
2、蓄電池日常維護檢測的依據
 
　　2.1　阻抗和電導測試法
 
　　江森自控公司（Johnson Controls）是世界上最大的銀泰蓄電池制造企業，它在蓄電池的阻抗和電導測試方面做了多年的研究。從所發表的文章內容我們可以看出：阻抗測試的結果中包含了電感感抗和電容容抗這兩個以歐姆為單位的物理量，而這兩個物理量均是變量，會隨充電狀態的不同而變化，同時與我們真正要了解的蓄電池健康狀況沒有關系。既然阻抗測試的結果中存在變量，其測試結果怎么會是可靠的和重復性良好的呢?江森自控的文件同時指出“目前的一些受歡迎的電導測試儀具備一種獨特的性能，就是其測試能夠忽略蓄電池的感抗和容抗，而直接測量電池內部構件的電阻�！�
 
　　2.2　用電導技術測試NSB系列閥控式鉛酸蓄電池
 
　　由North Star蓄電池公司化學博士Dr.F.A.Fleming起草（9/13/2004）的文件中提到：“經過仔細研究，North Star電池公司非常高興地決定采用Midtronics的Celltron Ultra測試儀作為我們系列AGM鉛酸蓄電池健康狀況的檢測工具。以下的內容闡述了電導測試的詳細原理、全系列NSB電池的電導值、局限性，以及正確使用該設備的方法�！�
 
　　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同時又指出“要最大程度地獲取電路中各個參數的信息，所施加的交流電信號的頻率非常關鍵�！薄耙�在電路中獲取最多信息，即最大程度地反映NSB電池的物理化學屬性，電信號的理想頻率應在10～50Hz之間”。目前，國內大多數阻抗測試儀所使用的測試信號的頻率高達幾百甚至幾千赫茲，只有極少數測試儀表所使用的測試信號頻率在最佳頻率范圍中間。
 
　　2.3　內阻/電導測試
 
　　法國電信H.Dupendant和R.Ferger在2001年的國際通信能源會議（INTEIJEC）上發表了《內阻/電導測試：現場測試中的神話與在現實》。文章介紹了法國電信在過去的15年里，對內阻/電導測試技術作為一種能夠快速判定電池老化情況的解決方案進行的深入的研究情況。論文更側重討論的是測試儀表在現場測試當中的實際使用方面。
 
　　2.4　新的IEEE標準1188-2005
 
　　現在，IEEE已經更新其標準1188-1996為1188-2005，其5.2.2條仍然規定每個季度測試一次電池/單體的內部歐姆值。
 
　　附件C中的C.4條與電池/單體的內部歐姆測試相關，并新增加了2條。
 
　�。�1）1188-2005中規定“與基準值相比，歐姆測試值30%～50%的變化可被視為明顯的變化”，而在1188-1996標準中的規定是“歐姆測試值超過20%的變化可被視為明顯的變化”。
 
　　新標準的規定對百分比進行了更細化的規定，同時這個規定與法國電信、巴西電信、英國電信以及諸多美國主要通信運營商的研究成果是一致的，也和Midtronics公司的研究成果相一致（Midtronics儀表中的默認告警界限為70%，更換界限為60%）；

 
　�。�2）歐姆測試值有可能受到電池組并聯的影響，因為每一組并聯的蓄電池組使測試儀的測試信號增加了一個電流通路，這種影響在電池組內蓄電池個數不多的情況下尤為明顯（例如當一個48V的蓄電池組由4只12V的蓄電池組成的時候）。
 
　　這種影響可以通過并聯電阻的標準公式進行計算，使之量化，然而最準確可靠的排除這種影響的方法是使蓄電池組離線后再進行測試。這段新增加的內容與前面法國電信在2001年INTELEC發表的文章中的發現相一致。
 
3、印度政府通信部通信工程中心關于VRLA標準的新的修訂
 
　　2005年1月5日，印度政府修訂了VRLA標準編號：GR/BAT-01/03.MAR 2004，具體更改的內容如下：由于電導測試讀數與阻抗測試法相比更加穩定，現決定為統一起見，將采用電導方法作為唯一測試方法（第5.11.3條和第7.6.3.10條）；由于第5.11.3條已經規定采用電導測量取代阻抗測量，所以所有的“阻抗”字樣在各條中全部以“電導”代替。（第5.5條和第7.3.1條）
 
　　如今在印度蓄電池行業以及通信行業，均不再使用任何阻抗測試儀表，全部采用電導測試儀對蓄電池進行維護