內(nèi)阻交流放電法在蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀中的應(yīng)用

蓄電池作為直流電源系統(tǒng)的核心組成部分，起作儲(chǔ)備電能、應(yīng)付電網(wǎng)異常和特殊工作情況、維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵作用，是電力系統(tǒng)正常工作的后一道防線。當(dāng)前，蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀在線監(jiān)測(cè)逐漸被人們所重視，在電力、通信等行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是，蓄電池內(nèi)阻測(cè)水儀及狀態(tài)評(píng)估所采用的關(guān)鍵技術(shù)---內(nèi)阻交流放電法并不被人們所了解，還在模糊認(rèn)識(shí)中。

從理論分析和大量實(shí)驗(yàn)證明，蓄電池工作狀態(tài)及預(yù)計(jì)使用壽命與內(nèi)阻具有密切的關(guān)系，目前國(guó)內(nèi)外使用的蓄電池監(jiān)測(cè)設(shè)備及蓄電池狀態(tài)分析設(shè)備都是以蓄電池內(nèi)阻為主要指標(biāo)，結(jié)合蓄電池內(nèi)阻的變化速率及歷史數(shù)據(jù)，建立起專家系統(tǒng)，對(duì)蓄電池狀態(tài)進(jìn)在線評(píng)估，預(yù)計(jì)其使用壽命?，F(xiàn)代電站和變電站都采用大容量蓄電池，其內(nèi)阻極其微小，為幾十到數(shù)百微歐，甚至接頭的松緊程度都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響，并且蓄電池在線工作時(shí)有一定的充電紋波干擾，因而使傳統(tǒng)的電阻測(cè)量技術(shù)難以達(dá)到測(cè)量要求，應(yīng)采用微電阻精密測(cè)量技術(shù)進(jìn)行蓄電池內(nèi)阻測(cè)量才行。

影響蓄電池內(nèi)阻的因素主要有：

1.蓄電池使用的時(shí)間：隨著使用時(shí)間的增加，使電解液失水、極板與連接條的腐蝕、極板的硫酸化、極板變形及活性物質(zhì)的脫落等因素，造成蓄電池容量減小，蓄電池內(nèi)阻變大。

2.蓄電池的電荷量：由于注入蓄電池的電解液深度、電極表面反應(yīng)物質(zhì)的厚度、電極表面的孔隙率等不同，而使蓄電池的內(nèi)阻相差較大，從而電荷量也相差較大。

3.溫度：環(huán)境溫度的變化，例如上升，這時(shí)反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散加快、電荷傳遞、電極動(dòng)力學(xué)過(guò)程和物質(zhì)轉(zhuǎn)移更容易進(jìn)行，因而蓄電池內(nèi)阻減小。反之，就會(huì)增加。

4.蓄電池的型號(hào)：不同生產(chǎn)廠、不同種類、不同型號(hào)的蓄電池，由于電極、電解液、隔膜的材料配方不同，電池的結(jié)構(gòu)不同、裝配工藝不同而使蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生差異。

5.測(cè)量信號(hào)頻率：目前許多蓄電池內(nèi)阻測(cè)量，實(shí)際上測(cè)的是蓄電池的阻抗，內(nèi)中包括了容抗，而容抗大小和測(cè)量信號(hào)頻率有關(guān)，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性，應(yīng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)電流和電壓的相位關(guān)系，用解析的方法去除蓄電池電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使測(cè)量率結(jié)果與信號(hào)測(cè)量頻率無(wú)關(guān)，即在任何測(cè)量信號(hào)頻率下，內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果具有*性。

6.測(cè)量時(shí)間和測(cè)量電流大?。涸诓捎幂^大測(cè)量電流的情況下，在施加測(cè)量信號(hào)和關(guān)閉測(cè)量信號(hào)的瞬間，由于極化的建立和穩(wěn)定是個(gè)變化過(guò)程，不同的測(cè)量電流，不同的測(cè)量時(shí)間，極化是不同的，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性，應(yīng)盡量用較小的信號(hào)電流進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量電流小于或等于0.05C10，(其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。)

蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀用內(nèi)阻交流放電法測(cè)量蓄電池內(nèi)阻

內(nèi)阻交流放電法是在交流注入法蓄電池內(nèi)阻測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的發(fā)展，該方法綜合了交流注入法和直流放電法的優(yōu)點(diǎn)。其原理是用CPU通過(guò)D/A控制智能負(fù)載，使蓄電池向智能負(fù)載放電，產(chǎn)生一個(gè)低頻(頻率小于100HZ)，幅值約為0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信號(hào)(頻率為fo，角速度為ω=2πfo的電流I=IoSin(ωoT),其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。在蓄電池上產(chǎn)生的電壓響應(yīng)為：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗為：Z=Uo/IoXejφ

蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀內(nèi)阻交流放電法測(cè)量?jī)?nèi)阻的特點(diǎn)：

1.安全可靠：蓄電池工作主回路不接入任何器件，測(cè)量回路設(shè)計(jì)有10仟?dú)W的限流電阻和保險(xiǎn)管，測(cè)量回路為高阻設(shè)計(jì)，蓄電池工作回路和測(cè)量回路安全獨(dú)立，互不影響，可以在蓄電池在線工作時(shí)更換蓄電池監(jiān)測(cè)設(shè)備。

2.放電電流小，對(duì)蓄電池?zé)o損害：因放電電流為0.01--0.05C10，不對(duì)蓄電池產(chǎn)生沖擊，不會(huì)造成柵極板變形及活性物質(zhì)脫落，對(duì)蓄電池壽命無(wú)影響。

3.抗干擾性強(qiáng)，適應(yīng)于對(duì)工作中的蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)：采用可編程帶通濾波器進(jìn)行濾波。用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，有效地消除了直流充電裝置紋波對(duì)測(cè)量的影響，具有很好的抗干擾性能，適應(yīng)于對(duì)工作中的蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

4.測(cè)試精度高，狀態(tài)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)準(zhǔn)確：帶通濾波器+多級(jí)高精度運(yùn)算放大器+數(shù)字信號(hào)處理，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)試精度高于傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法測(cè)量蓄電池內(nèi)阻，能準(zhǔn)確反映蓄電池老化狀況及壽命預(yù)測(cè)的要求。蓄電池內(nèi)阻在線測(cè)量精度要在2%以內(nèi)，重復(fù)精度在1%以內(nèi)，目前傳統(tǒng)的直流放電法和交流注入法是無(wú)法達(dá)到的。

5.測(cè)試的結(jié)果是蓄電池的真實(shí)內(nèi)阻，和測(cè)量時(shí)間、信號(hào)頻率、測(cè)試電流大小無(wú)關(guān)，具有客觀性，也便于數(shù)據(jù)的橫向比較。

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