Стаціонарна батарея — випробування ємності та вимірювання внутрішнього опору (IEEE 1188)

Гід про вентиляцію приміщення стаціонарних батарей описує небезпеку утворення водню при заряді свинцево-кислотної батарейної батареї та відповідні вимоги до вентиляції. Ця стаття описує інше, не менш практичне питання: як встановити, що стаціонарна батарейна батарея — наприклад, для ДБЖ або аварійного електропостачання — при реальному відключенні мережі дійсно зможе забезпечити заявлений час автономної роботи? IEEE 1188 ("Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Valve-Regulated Lead-Acid Batteries for Stationary Applications") описує для цього два взаємодоповнюючих методи випробування.

Два методи, дві мети

• Випробування ємності (навантажувальне випробування): повний розряд батареї номінальним розрядним струмом до заданої кінцевої напруги на елемент чи струну, з порівнянням реально відданих ампер-годин (або часу автономної роботи) з номінальною ємністю за паспортом виробника. Це остаточне випробування — воно напряму вимірює те, що батарея дійсно може віддати — але воно тимчасово виводить батарею з роботи і сильно навантажує елементи, тому IEEE 1188 рекомендує проводити його лише періодично (на практиці зазвичай раз на один-два роки), не частіше.
• Вимірювання внутрішнього опору (омічне випробування): швидке, ненавантажувальне вимірювання внутрішнього опору (або імпедансу/провідності) на елемент чи на струну за допомогою прикладеного імпульсу змінного чи постійного струму. Це випробування можна проводити значно частіше (IEEE 1188 вказує квартальний інтервал як звичайну практику), оскільки батарея при цьому не розряджається і, відповідно, не піддається додатковому навантаженню.

Базовий рівень та відстеження тенденції

Одне омічне вимірювання саме по собі мало про що говорить — абсолютне значення залежить від типу елемента, ємності і навіть від використовуваного вимірювального приладу. Вимірювання стає цінним лише тоді, коли для кожного елемента при введенні в експлуатацію встановлюється базовий рівень, а потім періодично проводиться порівняння: елемент, чий внутрішній опір значно зріс відносно цього базового рівня — або відносно середнього значення по решті елементів тієї самої струни — вказує на початкову деградацію і потребує ретельнішої перевірки чи заміни.

Критерії заміни

На практиці IEEE 1188 застосовує два незалежно діючих порогові значення для визнання елемента чи батареї такими, що підлягають заміні:

1. Ємність нижче приблизно 80% від номінального значення за паспортом виробника, встановлена за результатами повного випробування ємності.
2. Відхилення внутрішнього опору більш ніж приблизно на 20% відносно зафіксованого базового рівня (або відносно середнього по групі), встановлене за результатами омічного випробування.

Кожен із цих критеріїв сам по собі вже є достатньою підставою для заміни; разом вони не залишають сумнівів щодо стану елемента.

Увага: омічне вимірювання корелює переважно зі станом з'єднань, клем елемента та поверхневого шару пластин — а не напряму й лінійно з залишковою ємністю в ампер-годинах глибоко в активному матеріалі пластин. Тому елемент може показувати зовні "нормальний" внутрішній опір, тоді як його фактична ємність вже знизилася через інший механізм деградації (наприклад, сульфатацію чи висихання у VRLA-елементів). Саме тому періодичне повне випробування ємності — попри частіший омічний скринінг — залишається необхідним.

Практична значущість

У програмі обслуговування стаціонарної батарейної батареї (ДБЖ, аварійне освітлення, стартерні батареї дизель-генератора) важливо поєднувати обидва методи випробування: омічне випробування як частий, ненавантажувальний інструмент скринінгу для раннього виявлення відхилених елементів, і повне випробування ємності як періодичну, остаточну перевірку, яка вловлює механізми деградації, пропущені омічним випробуванням. Див. також гід про типи батарей ДБЖ (VRLA/літій) щодо властивостей самого типу елемента та гід про періодичну перевірку ДБЖ щодо ширшої періодичної перевірки ДБЖ, частиною якої є це випробування батареї.

Часті помилки

1. Покладатися виключно на омічні вимірювання/вимірювання внутрішнього опору та пропускати періодичне повне випробування ємності — це залишає непоміченими механізми деградації, які омічне випробування не виявляє.
2. Не встановлювати належний базовий рівень для кожного елемента при введенні в експлуатацію, через що подальші порівняння відсоткових відхилень втрачають сенс.
3. Порівнювати омічні показання різних приладів чи методів — абсолютні значення специфічні для приладу і методу; завжди порівнюйте з базовим рівнем того самого приладу.
4. Проводити випробування ємності без попереднього повного заряду чи вирівнювання батареї, що дає штучно занижений, оманливий результат, здатний призвести до непотрібної заміни батарей.

Пов'язані матеріали

• Приміщення стаціонарних батарей — вентиляція (небезпека водню)
• Типи батарей ДБЖ — VRLA/літій
• ДБЖ — періодична перевірка, навантажувальне випробування та струм витоку
• Безперервність аварійного електропостачання ДБЖ