УДК 62-79

АНАЛИЗ ПРИБОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Постников Александр Александрович1, Юров Юрий Юрьевич2, Гумелёв Василий Юрьевич3
1Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, адъюнкт
2Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн. наук, профессор
3Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова, канд. техн наук

Аннотация
В данной статье проведен краткий обзор современных приборов, применяемых для диагностирования технического состояния аккумуляторов и батарей, преимущественно свинцово-кислотных электрохимических систем. Некоторые из рассмотренных приборов могут применяться для оценки технического состояния батарей других электрохимических систем.

Ключевые слова: анализатор, внутреннее сопротивление, диагностирование, свинцово-кислотная батарея, тестер, техническое состояние


ANALYSIS OF THE DEVICES USED FOR PROMPT DIAGNOSIS LEAD-ACID BATTERIES

Postnikov Aleksandr Aleksandrovich1, Yurov Yuri Yurievich2, Gumelev Vasiliy Yuryevich3
1Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, adjunct
2Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences, professor
3Ryazan high airborne command school name of the General of the army V. Margelov, candidate of technical Sciences

Abstract
In this article the brief review of modern instruments used for diagnosing the technical condition of the batteries and batteries, mostly lead-acid electrochemical systems. Some of the races-sidered devices can be used to evaluate the technical condition of the batteries other electrochemical systems.

Keywords: analyzer, diagnosis, lead-acid battery, the internal resistance, the technical condition.


Библиографическая ссылка на статью:
Постников А.А., Юров Ю.Ю., Гумелёв В.Ю. Анализ приборов, применяемых для оперативного диагностирования свинцово-кислотных аккумуляторных батарей // Современная техника и технологии. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/02/9508 (дата обращения: 02.10.2017).

Система энергоснабжения современного предприятия связи представляет собой довольно сложную структуру. В зависимости от предназначения в ее состав могут включаться различные элементы и дополнительные системы, но, как правило, непременными атрибутами любой системы энергоснабжения являются: вводно-распределительное устройство, устройства защиты, управления и сигнализации, линии электропередач, система бесперебойного питания. В связи с бурным развитием информационных технологий в последние десятилетия к системам энергоснабжения предъявляются повышенные требования, к которым можно отнести:

- надежность электроснабжения;

- качество электроэнергии;

- ремонтопригодность;

- безопасность;

- энергоэффективность;

- экологичность;

- эргономичность.

Категории электроприемников по надежности энергоснабжения определяются на этапе проектирования на основании нормативной документации и технологических процессов, в которых они применяются. Согласно [1] предприятия связи относятся к электроприемникам первой категории, а самые высокие требования у таких предприятий предъявляются к надежности энергоснабжения. Поэтому энергообеспечение таких электроприемников энергии должно осуществляться от двух взаимно резервирующих источников электропитания.

Из состава электроприемников первой категории может быть выделена особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых должна предотвращать от катастроф (происшествий) техногенного характера. Энергообеспечение этой группы должно предусматривать наличие третьего взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего источника энергоснабжения для особой группы электроприемников первой категории и второго для остальных электроприемников первой категории могут выступать электростанции различной мощности, генераторы, аккумуляторные батареи.

Отметим, что значимость надежности энергообеспечения передвижных объектов связи специального назначения многократно возрастает на удалении от стационарных электрических сетей.

Особое внимание в таких условиях необходимо уделить системам резервирования подвижных объектов связи, как правило, аккумуляторным батареям. Поддержание последних в исправном состоянии является довольно трудоемкой задачей [2]. В современных условиях аккумуляторное хозяйство требует довольно продолжительного времени для его обслуживания и поддержания в работоспособном состоянии.

Попытки минимизировать время, затрачиваемое на определение технического состояния аккумуляторных батарей, и упростить данный процесс предпринимались неоднократно представителями промышленности как зарубежных, так и отечественных производителей. В настоящее время промышленностью выпускаются технические средства для оценки технического состояния аккумуляторных батарей различного уровня от элементарных пробников до высокоточных приборов, включенных в Государственный реестр средств измерений.

Наибольшее распространение получили пробники (нагрузочные вилки) аккумуляторов и батарей ввиду простоты использования, конструкции, низкой цены и неприхотливости. Выпускаются они для всех типов батарей (стационарных, тяговых и стартерных) с незначительными внешними конструктивными отличиями, предельными измеряемыми значениями напряжения и тока нагрузки.

На рисунке 1 представлены нагрузочные вилки, выпускаемые в настоящее время отечественными производителями [3, 4].

 

                                                         а

б

а) нагрузочная вилка Н-2001 производства ЗАО «Автоэлектрика» г. Москва; б) нагрузочная вилка НВ-04 производства ООО «НПП Орион» г. Санкт-Петербург.

Рисунок 1 – Отечественные нагрузочные вилки

Нагрузочные вилки Н-2001 и НВ-04 наиболее универсальны, конструктивно схожи с выпускаемыми ранее пробниками типа Э-107, однако при этом более функциональны. В конструкцию включены дополнительные нагрузки, что позволяет использовать их при техническом диагностировании отдельных аккумуляторов (НВ-4) и батарей различной емкости. Номенклатурный ряд вышеуказанных производителей гораздо шире и позволяет потребителю подобрать прибор для различных типоразмеров свинцово-кислотных аккумуляторов и батарей. Нагрузочная вилка НВ-04 снабжена собственным источником питания, что позволяет ей сохранять в памяти и хранить измеренные значения напряжений. Функциональные возможности рассматриваемых приборов с незначительными отличиями примерно одинаков. В таблице 1 представлены сравнительные характеристики нагрузочных вилок Н-2001 и НВ-04.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики нагрузочных вилок Н-2001 и НВ-04

Наименование характеристики Н-2001 НВ-04
Индикация Цифровая Цифровая
Измеряемое НРЦ, В 3-35 0-32
Продолжительность измерения без нагрузки Неограниченно Неограниченно
Измеряемое напряжение под нагрузкой, В 3-35 0-32
Ток нагрузки:

для 2 В аккумулятора, А

для 6 В батарей, А

для 12 В батарей, А

для 24 В батарей, А

 

-

75-100

150-200

300

 

100

-

50

100

Продолжительность измерения под

нагрузкой, с

3-5 не более 9
Разрешающая способность вольтметра, В 0,01 0,01
Стартерные (тяговые) батареи под нагрузкой напряжением, В

отдельные аккумуляторы, напряжением, В

 

6, 12, 24

-

 

12, 24

2

Емкость испытуемых батарей, А×ч 9-250 15-240
Автовключение Есть Есть
Наличие защиты от: Переполюсовки

Перегрева

Искрообразования

Нет

Нет

Нет

Рабочий диапазон температур, оС -40…+50 -30…+60

К существенным недостаткам данных приборов можно отнести то, что они существенно нагружают аккумуляторные батареи большими разрядными токами хоть и в кратковременном режиме (обычно не более 5 секунд). Для полностью заряженной и исправной батареи кратковременные нагрузки не критичны, чего нельзя сказать о разряженной. Большие разрядные токи ведут и к существенному нагреву спирали, включенной в конструкцию нагрузочных вилок, и выполняющую роль нагрузки приборов, поэтому производители рекомендуют делать паузу между измерениями под нагрузкой, как правило, не менее 15 секунд. Для полной и достоверной оценки технического состояния аккумуляторной батареи производители все же рекомендуют проводить контрольный цикл.

Внутреннее сопротивление источника электроэнергии зависит от множества параметров, например, количества активной массы, пористости электродов и сепараторов, плотности электролита, температуры, режима разряда и др. Очевидно, с ростом емкости аккумулятора (батареи) его внутреннее сопротивление уменьшается и увеличивается в процессе износа. Конструкция стартерных батарей предусматривает разряд большими токами в течение короткого времени, следовательно, такие батареи должны обладать минимально возможным активным сопротивлением. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется определению такого параметра аккумуляторной батареи как внутреннее сопротивление. С ростом внутреннего сопротивления источника тока ее техническое состояние ухудшается. Определив внутреннее сопротивление батареи можно дать достаточно точную оценку состоянию батареи и на ее основе рассчитать такие параметры как емкость и ресурс. Определение внутреннего сопротивления вызывает определенные трудности, а именно для его определения требуется применение высокоточных приборов – миллиомметров, что в свою очередь существенно увеличивает стоимость измерительной системы в целом. Тем не менее, все большую популярность завоевывают разнообразные тестеры и анализаторы технического состояния аккумуляторных батарей. Несмотря на то, что это довольно сложные устройства, они все же не требуют от пользователя специальных знаний и навыков, достаточно выбрать соответствующие пункты в меню прибора и приступить к измерениям. Время затрачиваемое на измерение, как правило, не превышает 20 секунд. На основе полученных измерений, производится анализ, результатом которого являются либо конкретные рекомендации, либо отображаются рассчитываемые параметры. Некоторые модели снабжены термопринтерами и портами с различными интерфейсами для связи и вывода информации на персональный компьютер. Также к достоинствам можно отнести то, что использование некоторых моделей тестеров и анализаторов не требует отключения аккумуляторных батарей от нагрузки. Производители предлагают измерительные приборы различного назначения, как для стационарных батарей, так и автомобильных.

На рисунке 2 представлен тестер аккумуляторных батарей AA1000-RP компании Argus Analyzers.

Рисунок 2 – Тестер аккумуляторных батарей AA1000-RP

AA1000-RP предназначен для оценки состояния аккумуляторных батарей свинцово-кислотных (стартерных, тяговых, стационарных) и щелочных (никель-кадмиевых и литиевых) с номинальным напряжение 6 и 12 вольт. Диапазон измерения внутреннего сопротивления составляет 1-150 мОм, что соответствует батареям в диапазоне 1-300 А ч. В основу положен принцип работы нагрузочной вилки, с тем отличием, что нагрузка величиной 100 А подключается на очень короткое время, менее 1 мс [5]. Измеряется лишь напряжение и внутреннее сопротивление батареи, остальные параметры рассчитываются. Функция температурной поправки увеличивает достоверность результатов измерений. Предварительно в прибор нужно ввести исходные данные, которыми являются напряжение аккумуляторной батареи и ток холодной прокрутки в одном из поддерживаемых стандартов (для стартерных батарей) или внутреннее сопротивление (для стационарных и щелочных батарей). Обычно эта информация доступна пользователю из поставляемой с батареями документацией или непосредственно с маркировки на моноблоке батареи. В случае отсутствия такой информации у пользователя, результаты будут некорректными. Информации о AA1000-RP в Государственном реестре средств измерений на момент написания статьи нет [6]. Основные характеристики AA1000-RP представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Основные характеристики тестера аккумуляторных батарей AA1000-RP

Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p производства ООО
«А и Т системы» позволяет проводить оперативную оценку емкости аккумуляторных батарей, в том чисел без их отключения от нагрузки, от 0,9 А×ч до 350 А×ч в двадцатичасовом режиме разряда [7]. Включение прибора производится нажатием на любую кнопку или при подключении к аккумуляторной батарее. Включение прибора не произойдет, если клеммы будут подключены ошибочно. При напряжении выше 400 В возможен выход прибора из строя. Для оценки емкости прибор делает посылку тестового сигнала. По отклику аккумуляторной батареи на посылаемый сигнал производится расчет ее емкости.

На рисунке 4 изображен индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p производства ООО «А и Т системы» г. Москва.

Рисунок 4 – Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p

В приборе предусмотрена возможность измерения температуры при помощи встроенного бесконтактного датчика температуры (пирометра). Для корректного измерения температуры производитель рекомендует проводить измерения на расстоянии нескольких сантиметров от корпуса батареи. Необходимо направить окно датчика температуры (расположенное с тыльной стороны) на середину одной из сторон батареи, при этом угол зрения пирометра составляет 90 градусов. Оценка емкости может быть произведена при фактической (измеренной) температуре или приведенной к +20 оС, что очень удобно для сравнения полученного значения с номинальной емкостью. Данный параметр задается через соответствующий пункт в меню. Выключение прибора происходит автоматически, через 30 секунд бездействия [8].

В таблице 2 представлены основные характеристики индикатора Кулон-12/6p.

В приборе имеется возможность сохранения значений оценки емкости на 500 измерений и формирования их в 26 групп. Результаты оценки могут быть получены уже через 3 секунды после подключения прибора к клемам аккумуляторной батареи.

Таблица 2 – Основные характеристики индикатора емкости Кулон-12/6p

Тип тестируемых батарей Свинцово-кислотные
Диапазон измеряемых емкостей аккумуляторных батарей, А×ч 0,9-350
Питание прибора от встроенного аккумулятора
Память 500 измерений, 26 групп
Номинальное напряжение проверяемых аккумуляторов, В 12 и 6
Диапазон напряжений батарей, обеспечивающий режим измерения емкости, В 6,3-7,1 и 12,6-14,2
Рабочий диапазон входящих напряжений, В 4,5-15
Время анализа аккумулятора, с 3
Интерфейс связи с ПК USB
Измерение температуры Да
Питание От внутреннего аккумулятора
Требования к эксплуатации, Температура: +10…+35°С, влажность: до 95% без конденсации
Габариты без проводов, не более, мм 118×83×33
Вес, не более, кг 0,3

 

Достоверная оценка емкости прибора возможна только полностью заряженных батарей в диапазоне напряжений от 6,3 до 7,1 В и от 12,6 до 14,2 В. В противном случае определить емкость невозможно, а на дисплей выводятся соответствующие сообщения. На рисунке 5 представлены возможные сообщения, выводимые на дисплей прибора, неисправности и рекомендации по их устранению.

Рисунок 5 – Возможные сообщения, выводимые на дисплей прибора, неисправности и рекомендации по их устранению.

В некоторых случаях, несмотря на усиленную фильтрацию на входе, прибор показывает недостоверные результаты, а на дисплее появляется сообщение «шум», например, если аккумуляторная батарея подключена к нагрузке, работает в режиме заряда или разряда. В таких случаях рекомендуется повторить измерения, предварительно снова подключив прибор к батарее.

Погрешность показаний прибора при оценке емкости аккумуляторных батарей под нагрузкой или в режиме интенсивного заряда (если все же удалость получить значения емкости) составляет от 5% до 10%. Прибор требует калибровки, участия пользователя в этом процессе и определенных навыков. Поправочный коэффициент на некоторые эксплуатируемые типы батарей также можно найти на сайте производителя. По умолчанию прибор откалиброван с использованием усредненных характеристик герметизированных батарей.

Использование прибора Кулон-12/6p накладывает некоторые неудобства, в частности это невозможность оценки емкости разряженных (частично или полностью) батарей. Так же для достижения достоверных результатов при измерении температуры и дальнейшей оценки емкости, производитель рекомендует выдержать батарею для выравнивания температуры между корпусом и внутренними частями. В свою очередь это приводит к значительным временным затратам и невозможности использования в полевых условиях.

Информации о Кулон-12/6p в Государственном реестре средств измерений на момент написания статьи нет [6].

Анализатор свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003 производства ООО «Мегарон» г. Санкт-Петербург (рисунок 6) предназначен для оценки свинцово-кислотных аккумуляторов, батарей и прогнозирования их технического состояния. Для этих целей определяется время отклика на специальный тестовый сигнал. Основными измеряемыми параметрами являются: НРЦ, напряжение под нагрузкой, внутреннее сопротивление и температура.

Рисунок 6 – Анализатор свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003

Анализатор является сложным электротехническим устройством, однако довольно прост в использовании [9]. В приборе предусмотрена возможность установки исходных данных, а именно тип исполнения батарей (аккумуляторов) и величину тока холодной прокрутки. В предустановках также можно выбрать открытые (вентилируемые) или герметизированные батареи (аккумуляторы).

Имеется возможность установки параметров эталонной батареи, относительно значений параметров которой можно оценивать требующие анализу батареи (аккумуляторы) и фиксировать величину отклонений в процентах, что очень удобно при массовом выходном или входном контроле.

Основные характеристики анализатора свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003 представлены на рисунке 7. 

Рисунок 7 – Основные характеристики анализатора свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003

На основе измеренных параметров анализатор моделирует дальнейшие процессы в батарее (аккумуляторе) и рассчитывает величину емкости, заряженности и тока холодной прокрутки при фактической температуре. Для расчета тока холодной прокрутки в один из зажимов встроен термодатчик.

Минимальная температура эксплуатации прибора составляет минус 30 оС кратковременно, не более 5 минут.

Прибору необходимо техническое обслуживание, которое делится на еженедельное, ежеквартальное и годовое. Годовое техническое обслуживание требует наличия довольно широкой номенклатуры измерительных приборов, прошедших поверку, и квалифицированных специалистов. Это значительно усложняет условия эксплуатации прибора Мега-003, тем более, что он не входит в Государственный реестр средств измерений [6].

Отличительной особенностью анализатора электрохимических источников питания АЕA30V, производства ООО «Группа предприятий Алекто» г. Омск, является возможность измерения внутреннего сопротивления электрохимических источников тока на четырех различных частотах в диапазоне 20 Гц – 1000 Гц, причем пользователю предоставлена возможность выбора установки номинала частот с шагом один Гц [10] По умолчанию прибор производит измерения на четырех предустановленных частотах 20 Гц, 100 Гц, 500 Гц и 1000 Гц. При необходимости, пользователю предоставлена возможность отключения одной или нескольких частот для измерения внутреннего сопротивления.

На рисунке 8 представлен анализатор электрохимических источников питания АЕA30V.

Рисунок 8 – Анализатор электрохимических источников питания АЕA30V

Еще одной особенностью АЕA30V является измерение активной и реактивной составляющих сопротивления источника тока, а также измерение угла между направлениями векторов комплексного и активного сопротивления. Основные характеристики анализатора электрохимических источников питания АЕA30V представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 – Основные характеристики анализатора АЕA30V.

Данный прибор в техническом плане сложнее рассмотренных ранее, хотя довольно прост в использовании. Измеряемые с его помощью параметры позволяют более детально оценить состояние источника тока. Прибор ориентирован большей частью для профессионального использования и подходит для анализа источников питания различных электрохимических систем.

Также в приборе АЕA30V предусмотрена функция определения тока холодной прокрутки в стандарте DIN или EN, что в свою очередь позволяет оценить состояние стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Результаты измерений можно сохранить на внутренней памяти, а затем передать на персональный компьютер через USB порт.

Информации о АЕA30V в Государственном реестре средств измерений на мо-мент написания статьи нет [6].

Тенденции к переходу от унифицированных приборов к узкоспециализированным более ясно прослеживается у зарубежных производителей. Большинство иностранных производителе выпускают тестеры и анализаторы аккумуляторов (батарей) отдельно не только для различных электрохимических систем, но и для различных типов аккумуляторов (батарей) одной электрохимической системы.

Например, Midtronics, в своей производственной линейке имеют приборы, предназначенные для оценки и анализа технического состояния свинцово-кислотных аккумуляторов (батарей) отдельно для стартерных и для стационарных (тяговых).

Для стационарных батарей внутреннее сопротивление является наиболее важным параметром свинцово-кислотных батарей. Его величину производители батарей указывают в эксплуатационной документации. В процессе износа сопротивление батареи может увеличиться от 1,5 до 2 раз, чем в начале эксплуатации. На рисунке 10 представлена зависимость величины внутреннего сопротивления стационарных свинцово-кислотных батарей различной конструкции от емкости.

Рисунок 10 – Зависимость величины внутреннего сопротивления стационарных свинцово-кислотных батарей различной конструкции от емкости

Тестер аккумуляторных батарей Hioki 3554 японской фирмы «HIOKI E.E. CORPORATION» (рисунок 11) предназначен для оценки степени износа стационарных свинцово-кислотных батарей на основе зависимости, указанной на рисунке 8, а также батарей других электрохимических систем. Оценка состояния батарей производится без отключения от нагрузки, однако во избежание наводок на измерительных щупах и получения некорректных значений, производитель рекомендует проводить измерения на достаточном расстоянии от источников переменного тока [11].

Рисунок 11 – Тестер аккумуляторных батарей Hioki 3554

Данный прибор имеет функцию измерения температуры, которая может быть измерена как на зажимах батареи, так и при помощи встроенного пирометра.

Перед применением прибор рекомендуется откорректировать. Длительность корректировки составляет не более четырех секунд.

Основные характеристики Hioki 3554 представлены на рисунке 12.

Рисунок 12 – Основные характеристики тестера аккумуляторных батарей Hioki 3554

Измерения сохраняются на внутреннюю память (до 4800 измерений), а затем отправлены на персональный компьютер через USB – порт. Прибор является сложным электротехническим устройством, воздействие постоянного напряжения более 60 В может нарушить его работоспособность. Категорически запрещается подключать прибор к источнику переменного тока.

Информации о Hioki 3554 в Государственном реестре средств измерений на мо-мент написания статьи нет [6].

Тестер аккумуляторных батарей PITE 3915 (рисунок 13), производства «PITE TECH. INC.» (КНР) предназначен для измерения внутреннего сопротивления батарей [12].

Рисунок 13 – Тестер аккумуляторных  батарей PITE 3915

Принцип действия основан на преобразовании входного аналогового сигнала в цифровой сигнал в аналогово-цифровом преобразователе, дальнейшей его обработке и отображении результатов измерений на дисплее. Тестер представляет собой портативное переносное устройство с жидкокристаллическим сенсорным экраном и дополнительной клавиатурой. Измерение осуществляется при помощи тестового кабеля с двумя зажимами, которые подсоединяются к клеммам аккумуляторной батареи. Внутренняя память прибора позволяет сохранить данные тестирования более 3000 элементов аккумуляторов. Реализована функция выгрузки измеренных данных на персональный компьютер для дальнейшей обработки. Основные технические характеристики представлены на рисунке 14.

Рисунок 14 – Основные характеристики тестера аккумуляторных  батарей PITE 3915

Питание тестера осуществляется от встроенного литиевого аккумулятора.

Встроенное программное реализовано аппаратно и является метрологически значимым, представляет собой микропрограмму, предназначенную для обеспечения нормального функционирования прибора и управления интерфейсом.

Внешнее программное обеспечение, устанавливается на персональный компьютер, позволяет  сохранять и обрабатывать результаты измерений и не является метрологически значимым.

PITE 3915 включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Тестеры батарей Fluke BT510/BT520/BT521 производства фирмы «Fluke Corporation» (США) предназначены для контроля состояния стационарных батарей. Применяются для измерения напряжения и силы постоянного тока, напряжения и силы переменного тока, импульсного напряжения, внутреннего сопротивления, частоты переменного тока, а так же температуры.

Конструктивно тестеры схожи, выполнены в ударопрочном пылезащитном корпусе и представляют собой портативные цифровые приборы. Fluke BT521 является более функциональным прибором и отличается от Fluke BT510/BT520 тем, что в нем диапазон измерения постоянного тока увеличен до 1000 В, реализована возможность измерения и компенсации температуры батареи, а связь с персональным компьютером может быть осуществлена по беспроводному каналу. Температура измеряется по минусовому выводу батареи при помощи инфракрасного датчика температуры, встроенного в отрицательный измерительный щуп. Внешний вид тестера Fluke BT521 представлен на рисунке 15.

Рисунок 15 – Тестер батарей Fluke BT521

Принцип действия тестеров Fluke серии 500 основан на  преобразовании аналоговых входных сигналов в цифровую форму быстродействующим аналого-цифровым преобразователем с последующей индикацией сигналов на цифровом дисплее. На передней панели тестеров расположены: жидкокристаллический дисплей, клавиши управления, а также переключатель режимов работы.

Питание тестеров осуществляется от одного литий-ионного аккумулятора типа.

Программное обеспечение тестеров встроено в защищённую от записи память микроконтроллера, что исключает возможность  его  несанкционированных настройки и вмешательства,  приводящих  к  искажению  результатов  измерений.

Основные сравнительные технические характеристики Fluke BT510/BT520/BT521 представлены на рисунке 16.

Рисунок 16 – Основные сравнительные характеристики

Fluke BT510/BT520/BT521

Тестеры батарей Fluke BT510/BT520/BT521 включены в Государственный реестре средств измерений [6].

Североамериканская компания «Midtronics, Inc.» (США) специализируется на выпуске измерительных приборов для контроля технического состояния аккумуляторных батарей [14]. Особенностью данных приборов является то, что в них проводится оценка величины обратной внутреннему сопротивлению батарей – проводимости. Результаты измерений отображаются не в привычных омах, а в сименсах. Номенклатурный ряд выпускаемых приборов достаточно широк, охватывает автомобильные и стационарные батареи. Принцип действия приборов основан на преобразовании входных сигналов в цифровую форму с помощью быстродействующего аналогово-цифрового преобразователя. На лицевой части приборов расположена клавиатура для выбора специальных функций и жидкокристаллического дисплея.

Для измерения параметров, тестеры непосредственно подключаются к анализируемым батареям. Результаты, а также режим и единицы измерений, предупреждающие индикаторы отображаются на жидкокристаллическом дисплее.

На рисунке 17 представлен тестер автомобильных аккумуляторных батарей Midtronics Celltron Start Plus.

Рисунок 17 – Тестер автомобильных батарей Midtronics Celltron Start Plus (CTS-700).

В зависимости от модели, в приборах реализована возможность сохранения результатов на съемной карте памяти или внутренней. Передача результатов на персональный компьютер может быть осуществлена через USB или инфракрасный порт. Также через инфракрасный порт результаты могут быть переданы на портативный принтер.

Тестер автомобильных батарей Midtronics Celltron Start Plus включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Основные технические характеристики Midtronics Celltron Start Plus (CTS-700) представлены на рисунке 18.

Рисунок 18 – Основные  характеристики тестера Midtronics

Celltron Start Plus (CTS-700)

В процессе изготовления во встроенную память загружается внутреннее программное обеспечение, являющееся метрологически значимым. Программное обеспечение защищается аппаратными средствами и исключает вмешательство и несанкционированные настройки, приводящие к искажению полученных результатов.

Многократно отмечалось, что для бесперебойного питания и надежного энергообеспечения информационных и телекоммуникационных сетей, а также различных энергосистем решающее значение имеет полная, достоверная и своевременная информация о техническом состоянии батарей. Как правило, такие системы имеют в своем составе батареи с большей емкостью, нежели автомобильные.

Для стационарных систем компанией «Midtronics, Inc.» выпускается тестер Celltron Advantage 5000 (рисунок 19), предназначенный для измерения внутреннего сопротивления батарей различных электрохимических систем и дальнейшего их анализа емкостью до 6000 А×ч с напряжением до 16 В.

Рисунок 19 – Тестер батарей Midtronics Celltron Advantage 5000

Прибор обладает довольно широкими функциональными возможностями, позволяет отслеживать и прогнозировать техническое состояние батарей. Основные технические характеристики представлены на рисунке 20.

Рисунок 20 – Основные характеристики тестера батарей Celltron Advantage 5000

К особенностям можно отнести возможность тестирования стартерных батарей. Данный режим активируется нажатием специальной клавиши. К тому реализована возможность до 250 предустановок для различных тестируемых батарей. Калибровка проводится автоматически перед каждым проверкой и дальнейшей калибровки не требуется. По заявлению производителя время, отводимое на процесс тестирования, сократилось на 50% по сравнению с другими анализаторами батарей.

Прибор обладает встроенным бесконтактным датчиком измерения температуры и инфракрасным портом для отправки результатов измерений и отчетов на портативный принтер. Результаты измерений также могут быть переданы на персональный компьютер при помощи USB порта.

Тестер батарей Midtronics Celltron Advantage 5000 включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

Прогнозирование технического состояния является очень трудной и одновременно важной задачей. Очень важно понимать, что все современные тестеры и анализаторы свинцово-кислотных аккумуляторов и батарей моделируют процессы, протекающие внутри по некоторым измеряемым параметрам. Чаще всего это НРЦ, внутреннее сопротивление и температура. От выбора способов измерения этих параметров зависит достоверность полученных результатов и прогноза технического состояния батарей или аккумуляторов.

На российском рынке представлено довольно широкое разнообразие приборов для оперативного контроля и анализа состояния батарей различного назначения и электрохимических систем. Большинство приборов не позволяют проводить оценку и анализ батарей при температурах ниже минус 15оС. Зарубежные производители представлены более широко. Неоспоримым превосходством некоторых приборов является то, что они включены в Государственный реестр средств измерений. Немаловажным аспектом является и экономическая составляющая, поэтому в современных экономических условиях отечественные производители, даже при условии включения их приборов в реестр средств измерений, могут предложить пользователю более выгодные условия, в отличие от зарубежных конкурентов.

Приборы для оперативного контроля и анализа состояния батарей в настоящее время все еще требуют совершенствования по следующим направлениям:

- уменьшение стоимости прибора;

- получение свидетельства средства измерения;

- увеличение рабочего диапазона температур;

- увеличение функциональности прибора;

- повышение точности прогнозирования технического состояния батарей.


Библиографический список
  1. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2015 г. – М.: Кнорус, 2015. – 488 с.
  2. Юров, Ю.Ю. Краткая оценка методов диагностирования свинцово-кислотных аккумуляторных батарей / Юров Ю.Ю., Постников А.А., Гумелёв В.Ю. [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/12/8775
  3. Инструкция по эксплуатации Н-2001. [Электронный ресурс]. URL: http://www.avtoelektrika.ru/public/custom/instr_N-2001.pdf
  4. Инструкция по эксплуатации НВ-4. [Электронный ресурс]. URL: http://www.orionspb.ru/instruction/nv_03_04.pdf
  5. AA1000-RP Тестер аккумуляторных батарей. [Электронный ресурс]. URL: http://batteryservice.ru/catalog/aa1000-rp/
  6. Официальный сайт ФГУП ВНИИМС. URL: http://www.vniims.ru/inst/gosreestr.html
  7. ГОСТ Р МЭК 60896-21-2013. Батареи свинцово-кислотные стационарные. Часть 21. Типы с регулирующим клапаном. Методы испытаний. – введ. 2013-11-22. – М.: Стандартинформ, 2014. – 35 с.
  8. Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p. Инструкция пользователя [Электронный ресурс]. URL: http://at-systems.ru/products/a-t-sys/culon-rus/culon-12-6p/qulon-12-6-p-manual.pdf
  9. Анализатор свинцово-кислотных химических источников тока «Мега». Руководство по эксплуатации ДОИТ. 422160.001 РЭ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.megaron.su/content/view/399/61/
  10. Анализатор электрохимических источников питания АЕA30V. Руководство по эксплуатации 47113964.2.033РЭ.[Электронный ресурс]. URL: http://alektogroup.com/assets/images/resources/396/alekto-analizator-aea30v-manual-09-04-2014.pdf
  11. Battery HiTESTER 3554 Instruction manual. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hioki.com/en/products/download/?product_key=5713
  12. PITE 3915 Battery Tester. User Manual P-110305-V1.4. [Электронный ресурс]. URL: http://www.pitetech.com/UserFiles/File/20121014114241.pdf
  13. Fluke BT521/BT510/BT520. Battery Analyzer. Руководство пользователя. [Электронный ресурс]. URL: http://www.fluke.com/Fluke/ruru/Support/Manuals/default.htm?ProductId=78738
  14. Celltron Start Plus. Руководство по эксплуатации. [Электронный ресурс]. URL: http://midtronics.ru/wp-content/uploads/2014/01/MUG_CelltronStartPlus_v2_2_RU.pdf
  15. CELLTRON ADVANTAG. Руководство по эксплуатации. [Электронный ресурс]. URL: http://www.stationary-power.com/siteassets/products/advantage/167-000450c_cad_man_c_ru.pdf


Все статьи автора «Гумелёв Василий Юрьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: