基于电导技术的蓄电池测试维护建议书

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1、 基于电导技术的蓄电池测试维护建议书 基于电导技术的蓄电池测试维护建议书 技 术 方 案 技 术 方 案 时 间： 2014 2014 年 10 10月 20 20 日 1 目目 录录 目录 技 术 方 案技 术 方 案 . 0 一、项目背景 . 2 二. 系统原理概述 . 2 2.1. 蓄电池维护现状 . 2 2.2. 存在问题 . 2 2.3. 电导技术 . 3 2.2.1. 电导技术与蓄电池容量关系 . 3 2.2.2. 电导与阻抗或内阻 . 5 2.2.3. 电导与电压 . 6 三. 产品概述 . 9 3.1. 产品概述 .错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2. 产品规格 .错误

2、错误!未定义书签。未定义书签。 3.3. 蓄电池资产管理系统 . 12 四. 蓄电池管理流程改进和优化 . 18 5.1. 蓄电池采购 . 18 5.2. 日常维护 . 19 5.3. 蓄电池报废 . 23 五. 测试案例 . 25 六. 采购建议 . 27 2 一、项目背景一、项目背景 蓄电池作为通信、电力、广电等系统的后备电源，为其各种重要系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的保障，确保继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保通信等重要设备的安全运行具有十分重要的意义。通信系统及电力系统随着中国城市化的发展，覆盖区域日益完善，稳定运行的

3、重要性举足轻重，如何维护好电力局这一重要系统，蓄电池这一最后一道防线，已经成为了行业内最关心的问题之一。 对于广电系统，承担着“安全播出安全播出”的重任，因此，机房 UPS 系统的可靠性至关重要，而在已经发生的机房停电事故案例中， 蓄电池的故障在导致系统故障原因中占据的比例高到40%以上，这是一个惊人的数据。因此，如何维护好 UPS 的蓄电池组，对于广电机房的系统安全非常重要。 为提高后备电源系统的保障度，最大限度地延长蓄电池的使用寿命，节约运营成本，为蓄电池系统管理提供可靠有效的管理方法，同时将断电所引起的供电中断的危险降到最低，美国密特电子科技公司特建议XXXX公司公司采用新的蓄电池维护规

4、程并使用密特电子电导测试仪及蓄电池管理软件CellTraq蓄电池资产管理系统对XXXX在网蓄电池进行采购， 使用， 退网集中管理，本技术方案对该系统进行了详细介绍。 二二. 系统原理概述 系统原理概述 2.1.2.1. 蓄电池维护现状蓄电池维护现状 适当的维护能延长电池的寿命，并有助于确定其容量是否满足设计要求。对于不同类型电池的维护管理国际标准（IEEE）等都有相关的规定。如 IEEE Std-19988 标准IEEE 推荐用于站用阀控铅酸（VRLA）蓄电池的维护、测试和更换方法中规定 VRLA 蓄电池要进行月检、季检、半年检、年检和初检，记录蓄电池端电压、单体电池内阻、温度等值。 2.2.

5、2.2. 存在问题存在问题 3 蓄电池对运行环境的要求很高，也相对较容易出现问题，如果不能对于已出现问题的落后单体电池及时发现并予以更换或处置， 很可能将造成蓄电池组大面积的受损。 这不仅给供电畅通带来巨大隐患， 而且会造成运营资产的重大损失， 所以蓄电池维护的首要任务就是及时发现落后单体。但是目前的维护还存在以下几个问题： 1、缺乏独立的维护手段 目前的蓄电池的维护主要是依赖于第三方公司，由第三方公司，例如 UPS 厂家或者蓄电池厂家提供电池的年度检查和维护， 公司并没有有效的手段来制约并验证第三方的检测结果，这会导致系统存在隐患，也可能造成资源的浪费。因此，需要一种手段来摆脱现有的状态，使

6、整个系统更加安全可靠。 2、没有准确、经济的检测方法 目前蓄电池的维护只要是测试电压和进行年度放电等几种方式。但是，电池的电压并完全反映电池的健康状态。不良的电池，电压也有可能是正常的。而放电是比较准确的，但放电比较耗费人力物力，标准的放电测试时 10 小时率放电，也就是说，每节电池要单独放电 10 个小时。 同时，放电测试是离线测试，测试期间如果电力发生中断，造成的后果是非常严重的。 2.3.2.3. 电导技术电导技术 经过调查分析发现， 为了及时发现落后单体， 欧美国家以及国内部分单位采用蓄电池电导测试技术。该测试技术可以“在线不放电”来判断电池的容量状况，不存在任何风险，也没有复杂的连线

7、及操作，几秒时间就可以测试一个电池，而且体积小、重量轻，使用起来简单方便，可以说对于大量蓄电池组的巡检工作，蓄电池电导测试技术无疑是最快速、实用的维护方法。下面将简单介绍一下电导技术的原理和应用。 2.2.1. 电导技术与蓄电池容量关系电导技术与蓄电池容量关系 蓄电池电导最初是在 20 世纪 70 年代由美国明尼苏达大学研究开发， 用于预估蓄电池容量的技术。 电导测量值就是蓄电池导电能力， 多年的实验室以及真实使用环境的大量测试数据证明， 蓄电池的电导值与其容量有良好的趋势关系， 能够可靠地反应出蓄电池的健康状况。 4 电导就是传导电流的能力，电池电导反映了电池单元可以进行化学反应的极板面积以

8、及电解液的物理特征。 电池的放电容量与电池电导之间的相关程度很高， 相关系数可以达到0.80.98（1992 年国际电信能源会议上得出的结论），因此通过测量蓄电池的电导可以用来判断蓄电池的容量状况，这种电导技术测试电池的方法也被定为国际标准 IEEE（1118-1996）。IEEE（1118-1996）第 15 页中规定：电池电导的测量是将已知频率和振幅的交流电压加到电池的两端， 然后测量所产生的电流， 交流电导值就是与交流电压同相的交流电流分量与交流电压的比值；明显的电导值变化（下降大于 20%）就意味着电池性能的变化。 随着蓄电池老化，其极板发生硫化，或者极板表面的活性物质脱落，这些对蓄电

9、池的供电能力都造成不良影响。电导能够用于发现电池格缺陷、短路、断路等等引发蓄电池故障的问题。 根据国际上的一系列研究表明，电导的变化和电池的容量变化存在相关性，蓄电池的容量下降，电导也随之下降；蓄电池的电导变化和其容量变化的相关性0.97蓄电池的电导变化和其容量变化的相关性0.97；蓄电池的电导60%时， 容量80%蓄电池的电导60%时， 容量80%。下面的这两副图形象地表示出蓄电池电导与容量的相互关系： 图 2.2.1 蓄电池电导与容量的关系图 5 图 2.2.2 蓄电池电导与容量的关系图 2.2.2. 电导与阻抗或内阻电导与阻抗或内阻 目前市场上的一些蓄电池测试和监控系统采用内部电阻或阻抗

10、来估计蓄电池的健康状况。内阻测试法和电导测试法，在 I IEEE 标准定义中，属于同一种测试方法，同属于“欧姆测试法欧姆测试法”，其定义为：将已知频率和振幅的交流电压加到电池的两端，然后测量所产生的电流；交流电导值就是与交流电压同相的交流电流分量与交流电压的比值。 。 目前内阻测试法在市场上分为两类： 一种叫做高频测试法， 即将一个很高频率的交流电压输入到电池的两极，代表厂家为日置（HIOKI）的蓄电池内阻测试仪器；另外一种测试法叫做大电流放电法，即对电池进行大电流放电，测量电压降，代表厂家是台湾群菱的内阻测试仪。高频测试法的缺陷在于抗干扰能力差抗干扰能力差，特别是机房复杂的电磁环境下，测量数

11、据不精确；而大电流放电法则是采用了大电流放电，每次测量都对电池是一次损伤电池是一次损伤。 这些方法也许有一定的效果，但相比之下，电导技术的优势是非常明显的，主要体现在以下几个方面： 电导测试对系统性无干扰，采用的信号一般为 1A 或更低； 6 Midtronics 公司采用的独特的电导测试频率， 在过去 20 多年的实验室和使用现场测试结果证明，能够最好地发现电池的衰弱，它采用的不是“单一”测量方法，不断进行的大量研究要确保该技术能有效监测各个领域使用的各种类型的蓄电池。 电导值随蓄电池容量衰减而下降，二者之间呈现同向关系，直观、易懂 电导作为一个标准，得到全球的通信行业、电力行业和蓄电池制造商等各个领域的广泛认可。 2.2.3. 电导与电压电导与电压 电导已经被证明与电池容量具有相关性，并且以不同的方式加以应用（测试规程、监控等），以便能为蓄电池的管理