电导技术在蓄电池检测中的应用

电导技术在蓄电池检测中的应用
【摘要】直流系统中的蓄电池组作为变电站重要的后备电源设备，当站用交流电源失压时，为继电保护和安全自动装置、断路器的分合闸回路、通信设备等供电的唯一直流电源;本文利用电导测试技术对蓄电池的电导值进行测量分析，有效发现落后电池。

【关键词】蓄电池;电导技术;应用
一、引言
直流系统中的蓄电池组作为变电站重要的后备电源设备，当站用交流电源失压时，为继电保护和安全自动装置、断路器的分合闸回路、通信设备等供电的唯一直流电源;因此管理维护好重要的后备电源蓄电池组非常重要。

阀控密封式铅酸蓄电池（简称阀控蓄电池）由于其密封性、免维护等优点，在变电站内被广泛采用。

然而由于蓄电池的使用状况、维护管理、生产工艺等方面的原因，蓄电池落后情况常有发生。

阀控蓄电池长期以浮充方式运行，加上部分维护人员对阀控蓄电池所谓的“免维护”认识不足，落后问题也不容易被发现。

然而，个别蓄电池落后，导致整组蓄电池将以老化电池的容量为标准经多次浮充-放电-均充-放电-浮充的恶性循环，容量不断下降，电池后备时间缩短。

一旦站用交流失电，蓄电池不能正常为直流负载供电，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。

因此，对直流系统落后电池的及时发现与在线监测是非常重要和必须的;本文结合某站直流系统的定检工作，利用电导测试仪对蓄电池的电导值进行测量分析，有效发现落后电池。

二、现状分析
我局所有变电站均配置了高频开关电源模块对蓄电池组进行充电。

按照《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》规定及结合我局的实际情况，我局对变电站蓄电池组三个月检查一次。

蓄电池组的定期检查内容为测量蓄电池单体电压和蓄电池组总电压值。

新蓄电池组运行3年后进行一次核容试验，对运行6年以上的蓄电池组则每年进行一次核容试验。

随着蓄电池投入运行的时间变长，再加之蓄电池室内或者屏柜内通风不良，室内温度不能保持在25度，造成蓄电池性能的逐步恶化。

但由于蓄电池的密封性，在维护过程中观察其外壳不足以判断其好坏，定期检查均采用对比蓄电池总电压和单体电压，而且变化幅度较小、手工测量误差较大，所以很难及时准确的发现落后电池。

三、电导技术应用的理论分析
（一）电导技术的基本原理
按理论公式，电导值即为蓄电池内部电阻的倒数;从本质上理解，电导是描述导体导电能力的物理量，反映了导体传导电流的能力，在蓄电池中电导理论就表现为电池极板传导电流的能力，电池的电导值大小说明了电池单元可以进行化学反应的极板面积的物理物证。

蓄电池的内部状况是影响它的健康状况的主要因素，如电解液干涸、极板栅腐蚀、连接条接触不良、电池的容量不足等，这些都会引起电池内阻增大，电导减小，所以通过测量电导值可以很好反映蓄电池容量的大小或判别电池质量的好坏。

（二）电导测试技术
电导测试技术就是通过测量电池的电导值，从而了解电池极板表面的有效物质，来判定电池还能提供多少电能。

实验研究证明：蓄电池的电导值与其容量有很高的相关性（相关系数为0.8-0.98）;蓄电池干涸、板栅腐蚀、接触不良等都会引起蓄电池的电导值减小，蓄电池的容量下降;因此，可通过测量蓄电池的电导来估测蓄电池容量的大小和判别电池的健康状况。

四、应用试验
（一）电导测试方法
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。

测试蓄电池时，电导仪向蓄电池两端加一个已知频率和振幅的低频交流电压信号后，测量出与电压同相位的交流电流值，此交流分量和交流电压的比值即为蓄电池的电导。

由于电导测试只考虑同相的电流分量，因此电容和电感造成的不同相电流分量不会对测试结果产生影响。

（二）试验数据分析
1.1-9节电池测试数据（浮充状态）
电池节数开路电压（V）动态电压（V）动态百分比电池内阻（μΩ）
第1节 2.24 2.16 75.20% 2164.55
第2节 2.30 2.17 125.40% 3607.59
第3节 2.24 2.18 62.70% 1803.79
第4节 2.31 2.19 125.80% 3621.11
第5节 2.32 2.17 147.90% 4256.95
第6节 2.34 2.19 145.40% 4184.79
第7节 2.24 2.20 40.10% 1154.43
第8节 2.24 2.18 52.70% 1515.18
第9节 2.24 2.20 42.60% 1226.58
2.1-9节电池测试数据（核容后状态）
电池节数开路电压（V）动态电压（V）动态百分比电池内阻（μΩ）
第1节 1.99 1.98 15.00% 432.91
第2节 2.00 2.00 7.50% 216.46
第3节 2.00 1.99 17.60% 505.06
第4节 2.01 2.01 7.50% 216.46
第5节 2.00 1.98 20.10% 577.21
第6节 2.00 1.97 32.60% 937.97
第7节 2.01 2.00 11.90% 342.72
第8节 2.01 2.01 5.00% 144.30
第9节 2.01 2.00 7.50% 216.46
从试验数据看，依据动态内阻百分比变化值不大于20%，判定第6节蓄电池落后。

综合判断：由于开路电压与动态电压的差值较大，判定第6节蓄电池落后。

五、结论
通过测量蓄电池的开路电压、动态电压、电池内阻来综合判断蓄电池的性能，将其中电导值偏高或偏低的单体排除，选择电压均衡、容量充足和电导值均匀的单体来组成电池组，为直流系统提供有效的保障。

六、结束语
当前单纯依靠测量电池的电压和容量两个指标很难反应出来电池的制造工艺不均衡问题。

本文通过测量蓄电池的电导值来验证蓄电池的健康状况，实践证明能及时发现落后电池，可作为判断蓄电池性能的一项重要指标;并可逐步取代传统测量电池的电压和容量来判断蓄电池的健康状态。

参考文献
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