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L'impédance et l'Essai de Conductance | Téléchargent PDF

Typiquement la batterie acide de plomb (inondée) déchargée est contenue dans un récipient clair et la condition de la cellule est déterminée via les vérifications de voltage de flotteur, les vérifications de densité d'électrolyte et une inspection visuelle des composantes intérieures. Les composantes intérieures telles que les grilles de plaque et la matière active, les courroies rejoignant les plaques dans les séparateurs parellel, les électrolytes et le niveau sedement et la couleur sont inspectées pour déterminer comment ils peuvent avoir changé de leur condition originale telle que la capacité du plateau de cellule être affectés.

Par exemple, si les plaques avaient grandi de façon significative la matière active collée (Pb02) à l'obligation de grille pourrait être affectée, qui augmenterait la résistance des cellules et réduirait ainsi sa capacité. Ou il peut être remarqué qu'il y a du sédiment matériel actif noir excessif dans la base de la cellule – cette perte de matière active aurait pour résultat aussi une augmentation dans la résistance de cellule et la perte de capacité, pendant que la corrosion de grille et le fait de perdre les poils sont le mode wearout normal pour la cellule acide de plomb déchargée, ces phénomènes peuvent être beaucoup accélérés en raison du cyclisme faisant payer au prix fort, excessif et de la haute opération de température.

Pendant qu'une inspection visuelle ne révèle pas tous les problèmes possibles qui peuvent se produire qui affectent la capacité des cellules de jouer et quand les épreuves de capacité de performance recommandées n'étaient pas périodiquement exécutées, a remarqué que la détérioration componenet intérieure est l'indication que l'épreuve de capacité de performance devrait être exécutée aussitôt que possible pour déterminer l'intégrité de la batterie.

La valve typique a régulé de l'acide de plomb (VRLA) multcell la batterie y diffère de la cellule de soupirail typique le récipient le fait d'être cacheté, en prévenant les adjonctions d'électrolyte et en essayant et l'inspection visuelle excluante opaque de componenets intérieur. Cela limite alors l'entretien de la cellule aux vérifications du voltage de chargeant de flotteur et du courant, la batterie les épreuves de capacité de performance de température et périodiques.

La batterie VRLA typique est composée du componenets montré dans la figure 1 de capitale. La figure 2 de capitale présente un circuit équivalent de la capitale la cellule de VRLA avec les grilles de plaque et la matière active, la courroie d'égalant de plaque et l'électrolyte contribuant environ 80 % de la résistance totale de la batterie. N'importe quel changement dans ces componenets, tels que la corrosion de grille, le fait de perdre les poils de matière active, courroie ou prise pour attacher la corrosion, ou le fait de sécher des réserves limitées d'électrolyte sera reflété dans une augmentation de la résistance de la batterie. Pendant que techiques de renvoyer la batterie à de différents taux pour déterminer sa résistance existent, ils ne sont commodes aucun ou pratiques pour jouer dans un environnement opérationnel. Any change in these componenets, such as grid corrosion, shedding of active material, strap or grip to strap corrosion, or drying of the limited supply of electrolyte will be reflected in an increase of the resistance of the battery. While techiques of discharging the battery at different rates to determine its resistance do exist, they are neither convenient or practical to perform in an operational environment.

Pendant que pas une exigence du programme d'entretien périodique, l'impédance de batterie et les techniques d'essai de conductance a été développée afin de déterminer la condition des composantes intérieures et servir d'un trending et d'un outil de diagnostic de pannes.

En utilisant des techniques d'essai de courant alternatif l'impédance (ou la conductance) de la batterie peut être déterminée sans renvoi résultant de la batterie et peu s'il en est tels interruption dans le service qu'il fournit. L'impédance est en fait la résistance de la cellule à l'écoulement de courant de courant alternatif comme présenté par la résistance (R) et la réactance inductive et capacitive (XL et Xc respectivement) des composantes intérieures. L'impédance de la cellule est la personne à charge de fréquence et d'un peu différents résultats seront obtenus selon l'équipement d'essai et la fréquence de courant d'essai utilisée. Cependant l'impédance peut généralement être exprimée comme : The impedance of the cell is frequency dependent, and somewhat different results will be obtained depending on the test equipment and test current frequency utilized. However the impedance can generally be expressed as:

z = v R2 + (XL + XC) 2

Équation 1 Où : z = l'impédance dans les ohms ~ R = la résistance de courant continu dans les ohms XL = la réactance inductive (2 7r fL) dans les ohms Xc = la réactance capacitive (1/2 7r fC) dans les ohms

La valeur absolue de l'impédance de courant alternatif de la cellule peut être déterminée en forçant simplement un courant de courant alternatif indiqué par la batterie et en mesurant le voltage de courant alternatif développé à travers les terminus. On calcule alors l'impédance comme :

E z = l'Équation 2

L'injection de courant d'essai par la cellule sous l'épreuve peut être accomplie par un circuit semblable à cette de la figure 3 Le courant de courant alternatif de conduite est développé au transformateur le bobinage secondaire et réglé au niveau indiqué (eg. 10 ampères) et est alors capacitivement couplé avec la batterie sous l'épreuve par le C1 de condensateur. Le voltage de courant alternatif s'est développé alors à travers chaque cellule ou la batterie dans la ficelle (E = je x Z) est mesurée et on calcule l'impédance conformément à l'équation 2. The AC voltage then developed across each cell or battery in the string (E = I x Z) is measured and the impedance is calculated as per equation 2.

Depuis l'ampleur de courant d'essai et la fréquence est le même pour chaque cellule et batterie dans la ficelle chaque fois que l'épreuve est exécutée, l'impédance calculée pour chaque cellule et batterie peut être utilisée pour comparer des cellules et des batteries dans la ficelle et pour change complètement une période.

Typiquement les cellules VRLA et les batteries tous auront une impédance de +/-20 le % de la moyenne quand nouveau. Cette gamme réduira pendant que les cellules/batteries continuent dans le service de flotteur et le cycle de recombinaison d'oxygène stabilise et égalise entre les cellules. Comme les cellules vieillissent l'impédance mesurée moyenne augmentera progressivement la détérioration progressive indiquante de la cellule les composantes intérieures (les plaques et les courroies communiquantes) et/ou le fait de sécher de l'électrolyte. Si une cellule courte, son impédance déclinerait initialement radicalement. Cependant, puisque la cellule a suppuré en raison du court, l'électrolyte est consommé en produisant le sulfate d'eau et de plomb qui fait alors l'impédance de la cellule se montrer à la hauteur d'une très haute valeur - l'approche ce du court-circuit lui-même. Naturellement, un ouvert aurait pour résultat une augmentation dramatique dans l'impédance. As the cells age the average measured impedance will gradually increase indicating progressive deterioration of the cell internal components (plates and connecting straps) and/or drying of the electrolyte. Should a cell short, its impedance would initially decline dramatically. However, as the cell discharged due to the short, the electrolyte is consumed producing water and lead sulfate which then causes the impedance of the cell to rise to a very high value -approaching that of the short circuit itself. Naturally, an open would result in a dramatic increase in impedance.

L'entrée est l'inverse d'impédance (1/2) et la conductance est l'inverse de la partie réelle ou la portion résistive d'impédance (1/R). L'épreuve de conductance est semblable dans le fond à l'épreuve d'impédance cependant, dans l'épreuve de la conductance un voltage de courant alternatif indiqué est capacitivement couplé avec la cellule d'essai ou la batterie et le courant de courant alternatif résultant coulant par l'unité sous l'épreuve est mesuré. On calcule alors la conductance (C) comme 1 / (E/I) ou simplement C = I/E. La caractéristique unique de certains contrôleurs de conductance actuels populaires est la capacité d'ignorer la réactance inductive et capacitive de la cellule ou la batterie et directement mesurer seulement les composantes résistives affectent. The conductance (C) is then calculated as 1/(E/I) or simply C = I/E. The unique characteristic of some popular current conductance testers is the ability to ignore the inductive and capacitive reactance of the cell or battery and directly measure only the resistive components affect.

Les résultats de mesure de conductance dans mhos peuvent être utilisés dans la même manière que les valeurs d'impédance dans les ohms pour trouver des solutions à une batterie et à une tendance la condition de l'unité pour la durée du temps.

La manière dans laquelle la cellule et l'impédance de batterie, la conductance et la capacité peuvent varier avec l'âge est notée dans la figure 4. Si une cellule ou une impédance de batterie ou une conductance devraient varier plus de 25 % de la valeur de quand c'était nouveau, la batterie devrait être plus loin évaluée pour déterminer la cause. Cette évaluation devrait inclure une épreuve de capacité de performance. This evaluation should include a performance capacity test.

Il est important de reconnaître qu'aucun l'épreuve de conductance ou de l'impédance est capable de remplacer l'épreuve de capacité de performance réelle comme ils ne sont pas capables de fournir une indication claire de tous les problèmes potentiels qui peuvent faire une batterie échouer. Cependant, ils peuvent fournir des renseignements alertant le technicien au besoin pour l'enquête de plus de quelques cellules potentiellement pénibles.

La table 1 fournit des valeurs typiques d'impedence et de conductance pour Johnson Controls les produits de batterie de VRLA comme mesuré avec l'unité de MORCEAU d'AVO-Biddle et le Midtronics Mdl. 5000 contrôleur de conductance respectivement. Les valeurs sont typiques et la valeur réelle mesurée sur une nouvelle batterie individuelle peut varier +/-20 le % de la valeur montrée. Aussi, les valeurs mesurées en varieront dans la table avec le type et le modèle d'équipement d'essai utilisé. La signification de valeurs mesurées est pas tellement dans la valeur spécifique, mais comment la valeur change de cela est la valeur originale pour la durée du temps. The values are typical and the actual value measured on a new individual battery may vary +/-20% from the value shown. Also, the values measured will vary from that in the table with the type and model of test equipment utilized. The significance of values measured lies not so much in the specific value but how the value changes from it’s original value over a period of time.

Impédance de batterie et Voltage d'Ondulation de courant alternatif

D'habitude, les redresseurs de communications sont hautement filtrés et il y a très peu de voltage d'ondulation de courant alternatif impressionné sur la batterie connectée. Cependant, la sous-station et les chargeurs de batteries UPS impressionnent typiquement un voltage d'ondulation de courant alternatif significatif sur la batterie connectée faisant un courant de courant alternatif mesurable couler par la batterie. Si toutes les cellules avaient l'impédance identique, ce voltage d'ondulation de courant alternatif serait également divisé à travers les cellules. Cependant, depuis les mêmes écoulements de courant de courant alternatif par toutes les cellules, ces cellules avec la plus haute impédance exposeront un plus grand voltage de courant alternatif à travers les terminus (E = je x Z) pendant que ceux avec l'impédance inférieure exposeront un voltage de courant alternatif inférieur. Pendant que le courant de courant alternatif pourrait être mesuré et on calcule l'impédance comme : If all cells had identical impedance, this AC ripple voltage would be evenly divided across the cells. However, since the same AC current flows through all the cells, those cells with higher impedance will exhibit a greater AC voltage across the terminals (E = I x Z) while those with lower impedance will exhibit a lower AC voltage. While the AC current could be measured and the impedance calculated as:

z = Aune

pour trouver des solutions se propose les voltages de courant alternatif mesurés par batterie peut être comparé directement et traité comme s'ils étaient des mesures d'impédance depuis les mêmes écoulements actuels par toutes les unités. La figure 5 indique comment les lectures pourraient être interprétées.

Les valeurs calculées d'impédance en utilisant cette méthode ne seront pas le même comme cet équipement d'essai commercial utilisant tiré comme la fréquence de l'ondulation de courant alternatif est différente et il peut varier aussi de temps en temps. Aussi, la valeur du voltage de courant alternatif mesuré par batterie peut varier aux temps différents en raison de la variation de l'ampleur du voltage d'ondulation de courant alternatif à travers la ficelle totale. Cependant, avec ces contraintes en tête, cette technique peut fournir encore un outil de diagnostic de pannes de valeur. However, with these constraints in mind, this technique can still provide a valuable troubleshooting tool.

L'Impédance de batterie et la Conductance CONTRE la Température

Il est important cela quand l'impédance de batterie ou les mesures de conductance sont prises que la température de la batterie soit mesurée et enregistrée. Comme noté dans la figure 6, les valeurs sont seulement modérément affectées au-dessus de 77 ° F cependant, aux températures plus fraîches l'impédance de la batterie est beaucoup augmentée. Comparant des valeurs tirées pour la durée du temps les valeurs doivent être normalisées pour la température pour obtenir des résultats comparables. When comparing values derived over a period of time the values must be normalized for temperature to obtain comparable results.