Testovanie batériových systémov

Záložné batériové systémy hrajú rozhodujúcu úlohu pri udržiavaní základnej funkcionality v prípade výpadku elektriny.

Zariadenia ako dátové centrá, nemocnice, letiská, distribútori plynu, vody, elektriny aj železnice nemôžu pracovať bez 100% dodávky elektrickej energie.

Dva hlavné ukazovatele zdravia batérie

Vnútorný odpor je test životnosti, nie test kapacity. Odpor batérie sa mení v čase len veľmi málo až do momentu, keď sa blíži koniec života. V tej chvíli sa vnútorný odpor zvyšuje a kapacita batérie klesá. Meranie a monitorovanie tejto hodnoty pomáha identifikovať moment, keď je potrebné batériu vymeniť.

Ak je batéria v prevádzke, použijeme špecializovaný tester batérií navrhnutý na meranie odporu batérie. Odpočítajte úbytok napätia na záťažovom prúde (vodivosť) alebo AC impedancii. Oba výsledky budú ohmické hodnoty.

Jediné meranie odporu má však malú vypovedaciu hodnotu bez kontextu neznamená takmer nič. Odporúčaná prax vyžaduje meranie odporu v priebehu mesiacov a rokov, Po každom meraní porovnáme namerané hodnoty s predchádzajúcimi na vytvorenie základného časového radu.

Druhý: Testovanie vybitia

Testovanie vybíjania je dokonalým spôsobom, ako zistiť skutočnú dostupnú kapacitu batérie, ale môže byť zložité takýto test vykonať. Pri testovaní vybíjania je batéria pripojená k záťaži a vybíjaná počas stanoveného času. Počas tejto skúšobnej periódy sa prúd reguluje a odoberá sa konštantný známy prúd, zatiaľ čo sa periodicky meria napätie.

Z podrobností o zmene vybíjacieho prúdu v špecifikovanom časovom období možno vypočítať kapacitu batérie v ampér-hodinách a porovnať ju so špecifikáciou výrobcu. Napríklad 12V batéria s kapacitou 100 ampér-hodín môže vyžadovať vybíjací prúd 12A počas ôsmich hodín. Táto 12V batéria by sa považovala za vybitú, ak konečné napätie je 10,5V.

Batérie počas skúšky vybitia a bezprostredne po nej nemôžu dodávať kritický prúd. Preto je potrebné preniesť kritické zaťaženia do inej skupiny batérií až do vtedy, keď je test dokončený, a potom všetko vrátiť späť. Okrem toho pred vykonaním skúšky pripravte chladiaci systém tak, aby kompenzoval nárast okolitej teploty. Pri vybití veľkých batérií dochádza k uvoľneniu značného množstva energie, ktorá je vyžiarená ako teplo.

Kľúčové ukazovatele zlyhania batérie

Zdravé batérie by si mali udržiavať kapacitu nad 90% kapacity udávanej výrobcom. Väčšina výrobcov odporúča výmenu batérií, ak kapacita klesne pod 80 %.

Pri vykonávaní testov na batérie je dôležité sledovať tieto indikátory zlyhania:

• Zníženie kapacity o viac ako 10 % v porovnaní so základnou hodnotou alebo predchádzajúcim meraním

• O 20 % alebo viac nárast odporu v porovnaní s východiskovým stavom alebo predchádzajúcim meraním

• Stále vysoké teploty v porovnaní s východiskovými hodnotami a údajmi výrobcu

Ako vykonávať štandardné testy batérií

Pred vykonaním nasledujúcich skúšok je dôležité sa uistiť, že používate správne osobné ochranné prostriedky (OOP).

1. Treba v intervale jedného mesiaca merať napätie jednotlivých článkov alebo celého reťazca pomocou digitálneho multimetra alebo napr. analyzátorov batérií, ako sú analyzátory batérií radu Fluke 500, o ktorom sa zmienime ďalej.

1. Kontrolujte pravidelne mesačne výstupné napätie nabíjačky na výstupných svorkách nabíjačky.

2. Skontrolujte pravidelne mesačne výstupný prúd nabíjačky vhodným jednosmerným kliešťovým ampérmetrom aj keď nabíjačka má vlastné meranie výstupného prúdu.

1. Pravidelne mesačne porovnávajte hodnoty prúdu prúdu s hodnotami udávanými výrobcom.

2. Na meranie použite vhodný jednosmerný kliešťový ampérmeter. Neverte hodnotám na paneli nemusí byť správne – prístroj môže byť v poruche.

1. Kontrola ohmického odporu článkov. 

2. Kontrola ohmického odporu prepojenia batérií.

Všetky opísané merania a kontroly možno ľahko vykonať analyzátormi batérií radu Fluke BT 500, ktoré boli vyvinuté na základe diskusií a potreby pracovníkov údržby. Analyzátory batérií Fluke radu BT5XX (obrázok 1) sa navzájom líšia vybavením funkcií a sadou príslušenstva.

obr 1

Analyzátory Fluke BT510 sú základnou verziou radu a v priebehu testovania vnútorného odporu tiež merajú napätie testovanej batérie. V režime vybíjania batérie umožňujú počas testovania vybíjania alebo záťaže zhromažďovať údaje o napätí všetkých batérií v užívateľom zadaných intervaloch. Používatelia tak môžu vypočítať čas, za ktorý sa napätie batérie zníži natoľko, že dôjde k vypnutiu napájaného zariadenia, a použiť tento čas na určenie straty kapacity batérie.

Testery Fluke BT 510 merajú aj nežiaduce zvyškové zložky striedavého napätia usmerneného napätia v obvodoch pre jednosmerné nabíjanie a v meničoch. Umožňuje tak overiť veľkosť striedavého zložky napätia v obvodoch nabíjania a identifikovať tak jednu z hlavných príčin opotrebenia batérií. Analyzátory sú vybavené dvoma režimami – režimom testovania a sekvenčným režimom – Režim merania slúži na rýchle testovanie alebo riešenie problémov. V tomto režime môžete uložiť a načítať namerané hodnoty v postupnosti merania alebo v časovej postupnosti. Sekvenčný režim sa používa pri vykonávaní údržby vo viacerých systémoch napájania a sadoch batérií. Pred začatím úlohy údržby môže užívateľ konfigurovať profil úlohy na účely správy údajov a vytvorenia protokolu.

Pre rýchlu indikáciu problému sú prístroje BP 510 vybavené možnosťou nastavenia prahových hodnôt a výstrahou – Používateľ môže konfigurovať až 10 súborov prahových hodnôt a po každom meraní mať k dispozícii indikáciu vyhovuje/nevyhovuje/nevyhovuje/výstraha. 

Ďalšou funkciou je test odporu prepojenia článkov a správa dát – Meria sa odpor prepojenia článkov medzi batériami v reťazci. Po dokončení meraní možno s využitím softvéru pre správu batérií Fluke vytvoriť správu s informáciami o odpore prepojenia pre reťazec batérií alebo zobraziť históriu dát v čase.

Na uľahčenie práce slúži funkcia „Automatické pridržanie“ (AutoHold) – Ak je zapnutá táto funkcia, tak po pripojení meracích hrotov pristroj meria a čaká, keď je hodnota stabilná počas 1 sekundy je nameraná hodnota pridržaná a zobrazená po začatí nového merania Pristroj tak zobrazuje len stabilné hodnoty. Ak je aktivovaná ďalšia funkcia prístroja – Automatické uloženie (AutoSave) – sú hodnoty zobrazené po AutoHold automaticky uložené do pamäte prístroja.

Pre správu nameraných dát a vytváranie protokolov je s Analyzátormi Fluke BT 5XX dodávaný Softvér pre správu batérií Fluke – možno tak ľahko importovať dáta z prístroja do počítača. Namerané údaje a informácie z profilu batérií sa ukladajú a archivujú a môžu sa tak použiť na účely porovnania, prepnutia výsledkov nameraných hodnôt medzi vodivosťou a odporom a analýzy trendov. Rýchly náhľad uložených meraní, správa profilov, vytváranie histogramov sady batérií s používateľom definovanými prahmi, zobrazovať historické dáta o trendoch batérií aj o zmenách pri niekoľkonásobnom vybíjaní.

Všetky namerané údaje, profil batérií a analytické informácie možno využiť na jednoduché vytváranie protokolov.

• Samozrejme, pomocou SW možno robiť upgrade firmwaru analyzátora batérií.

• Avšak pred stiahnutím do softvéru možno všetky namerané a automaticky zachytené hodnoty skontrolovať priamo na mieste merania v prístroji.

• Prístroje radu Fluke BT5XX, ako už bolo uvedené, vďaka rýchlemu a asistovanému nastaveniu vždy zachytávajú správne dáta.

Verzia analyzátora Fluke BT520, na rozdiel od základnej verzie BT 510 je určená na meranie batérií v rozvádzačoch a ťažko dostupných miestach. Preto jej príslušenstvo je rozšírené o sadu interaktívnych meracích sond BTL20 (obr. 2) s krátkymi aj dlhými nadstavcami sond a vstavaným displejom LCD a reproduktorom pre vizuálnu a zvukovú signalizáciu.

obr 2

Najvyššia verzia analyzátorov batérií Fluke BT521 umožňuje všetky vyššie opísané funkcie, a navyše meria teplotu a je vybavená bezdrôtovou komunikáciou. Inteligentné meracie sondy BTL21 (obrázok 3) s krátkymi aj dlhými nadstavcami sond a vstavaným displejom LCD a reproduktorom pre vizuálnu a zvukovú signalizáciu sú navyše vybavené vstavaným infračerveným teplomerom na meranie teploty na zápornom póle batérie počas testovania.

obr 3

Fluke BT521 ponúka bezdrôtovú komunikáciu pre sťahovanie dát a vzdialené zobrazenie pri meraní pomocou špeciálnej aplikácie Fluke Battery Analyzer. Mobilná aplikácia Fluke Battery Analyzer pre Chytré telefóny alebo tablet umožňuje prechádzať profily, kontrolovať dáta testovacích sekvencií alebo poslať. Prístroj je kompatibilný so systémom Connect (obrázok 4), ktorý Fluke používa na všetkých ručných prístrojoch počnúc multimetrami cez teplomery vibrácií až po termovízne kamery.

obr 4

• Výdrž batérií – 7,4V, 3000mAh lítium-iónová batéria pre viac ako osemhodinovú nepretržitú prevádzku.

• Port USB – Na rýchle stiahnutie dát do dodávaného softvéru na analýzu dát a správu hlásení.

• Najvyššia bezpečnostná kategória v odbore – CAT III 600 V, 1000 V ss max. pre bezpečné merania pre zariadenia s batériovým napájaním.

Ak máte k téme ďalšie otázky a alebo By vás niektorý z prístrojov zaujal a máte oň záujem. Potom nás neváhajte kontaktovať. Napríklad prostredníctvom formulára nižšie.