Как проверить емкость стационарного или тягового аккумулятора

Проблема отказа одного аккумулятора в группе батарей

Основной проблемой тяговых и стационарных аккумуляторов является то, что один неисправный аккумулятор в группе постепенно выводит из строя всю группу аккумуляторов. В случае, если вовремя определить неисправный элемент, например банку 2В в электропогрузчике, то можно заменить только его, а не менять потом всю батарею на сумму в несколько сотен тысяч рублей.

Для этого требуется прибор, который сможет проверять 2В элементы аккумуляторных батарей с высокой точностью. Однако не все коммерчески доступные тестеры АКБ могут это делать качественно. Только те приборы, которые специализируются на стационарных и тяговых аккумуляторах и используют современные методы измерения, способны обеспечить надежный контроль состояния.

Способы «измерения» емкости АКБ

Для начала осознаем и поймем, что емкость (С) — это вычисляемая величина, которая определяется как ТОК * ВРЕМЯ.  Нужно разрядить аккумулятор стабилизированным током в течение заданного интервала времени (T) и в конце мы получим Емкость Сt, где С — емкость, t — время. Например, С10 — означает емкость 10-ти часового разряда. А С5 — это емкость 5-ти часового разряда и да, они не равным между собой.

Способ первый — экспресс анализ (косвенный).

Способ заключается как раз в оценке сопротивления (проводимости) и анализа деградации аккумулятора. Этот метод не даст значение емкости в Ампер*часах, но даст понимание о состоянии АКБ.

Способ второй — расчет емкости методом разряда.

Долго, дорого и эффективно. Разряжая аккумулятор мы решаем сразу 2 задачи:

1. Замер емкости АКБ по ГОСТу.
2. Лечебный цикл аккумулятора.

Способ третий — правда, это больше подходит для стартерных батарей, т.е. оценки пускового тока. См статью — Как проверить автомобильный аккумулятора

Проблема санкций и отсутствие зарубежных аналогов

До недавних пор российские предприятия опирались на импортные тестеры аккумуляторов, которые больше не поставляются в Российскую Федерацию в связи с санкциями. К таким приборам относились популярные модели:

• FLUKE BT508, BT510, BT520, BT521

• Midtronics / Franklin Electric CTU-6000 , CAD-5000

• Midtronics / Franklin Electric SCP-100

Эти и другие тестеры были стандартом в отрасли для диагностики состояния батарей, измерения импеданса и проводимости аккумуляторов. Их отсутствие на рынке создало значительные трудности для предприятий, которым требуется регулярное тестирование парков электрооборудования.

RT1000C CONBAT — полнофункциональная альтернатива санкционированным тестерам

RT1000C CONBAT  — тестер аккумуляторных батарей, который является полнофункциональным аналогом упомянутых выше импортных приборов и успешно может использоваться в качестве их замены.

RT1000C является прямым заменителем для FLUKE BT508, BT510, BT520, BT521, Midtronics CTU-6000, Midtronics CAD-5000, CAD-55000 и других санкционированных тестеров.

Принцип работы и методология тестирования

Тестер CONBAT RT1000C предназначен для оценки текущего состояния аккумуляторов путем измерения внутреннего сопротивления, напряжения, тока и температуры аккумулятора. Основной метод, лежащий в основе работы прибора, — измерение внутреннего сопротивления аккумуляторных батарей — единственный экспресс способ экспресс-оценки состояния АКБ. Если нет времени и ресурсов на полноценное измерение емкости аккумулятора.

Особенностью RT1000C является то, что измерение трех величин одновременно — напряжения аккумулятора, сопротивления и температуры — происходит за один замер (подход). Данная технология измерения трех величин одновременно не имеет аналогов среди конкурирующих приборов.

Частотный анализ состояния батарей

Прибор измеряет внутреннее сопротивление аккумуляторов на двух частотах: на частоте 1000Гц и 3Гц (в зависимости от модели серии RT). Это позволяет получить полную информацию о состоянии батареи:

Частота 1000Гц соответствует стандарту IEEE 1188-2005 и обеспечивает измерение полного импеданса батареи, включая влияние электролита и пластин.

Сопротивление батареи увеличивается со сроком ее службы по мере уменьшения емкости. Если сравнить сопротивление батарей в цепи (группе) аккумуляторов, то можно быстро найти неисправные элементы, взять их на контроль или провести лечебно-тренировочный цикл (ЛТЦ) заряда-разряда.

Нормативные требования и стандарты

Для свинцово-кислотных аккумуляторов увеличение сопротивления батареи на 40-50% и более соответствует потере 20% и более остаточной емкости. Международные стандарты:

• IEEE Std 450-2010

• IEEE Std 1188-2005

• NERC Standard PRC-005-6

А также российский ГОСТ не рекомендуют использование аккумуляторов с остаточной емкостью менее 80%. Тестер CONBAT RT1000C соответствует требованиям ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.»

Ключевые функциональные возможности RT1000C

Универсальность тестирования

Тестеры аккумуляторных батарей CONBAT модели RT используются для измерения параметров всех основных типов применяемых в различных отраслях аккумуляторных батарей:

• Свинцово-кислотные (стартерные, тяговые и стационарные по технологии WET, GEL, AGM, EFB)

• Никель-солевые

• Никель-кадмиевые

• Никель-металлгидридные

• Литий-ионные, литий-железо-фосфатные, натриевые (содиум) и другие

Диапазон емкости тестируемых аккумуляторов составляет от 0 до 6000 А·ч, что охватывает практически все применяемые в промышленности типы батарей.

Специальные возможности для тяговых батарей

4-проводная схема измерения — наиболее точный метод измерения сопротивления, обеспечивающий исключение влияния переходных сопротивлений на контактах.

Наконечник измерительного щупа может проникать в отверстие диаметром 5 мм, что позволяет проводить измерение на выводах аккумуляторов 2В элементов банок в цепи, не снимая крышку борна. Это критически важно для тестирования тяговых батарей электропогрузчиков и других электротранспорта.

Возможность проведения измерений без отключения аккумуляторов от нагрузки — тестер работает в составе установленной батареи, что исключает необходимость разборки батарейных цепей.

Режим измерения емкости аккумулятора — сила тока постоянного напряжения измеряется внешними токовыми клещами, происходит запись и расчет емкости АКБ в процессе разряда аккумулятора. Это дополняет экспресс-тест измерением сопротивления более детальной оценкой.

Удобство эксплуатации и хранение данных

• 99 настроек опорных значений аккумуляторов для быстрых проверок без необходимости ввода параметров каждый раз

• Память на 7,5 млн записей — возможность ведения полной истории тестирования парка батарей

• Функция автосохранения измерений — автоматическое сохранение всех данных без потери информации

• Выгрузка, загрузка и управление данными с помощью ПК — интеграция с корпоративными системами управления и отчетностью

• Встроенная батарея NiMH 7.2В, 2.7A·ч — автономная работа в полевых условиях с возможностью подзарядки

• Компактные размеры 220×107×55 мм и масса 1,2 кг — портативность, удобство переноски

Технические характеристики RT1000C

Электрические параметры измерения

Точность и метрология

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений соответствуют высоким стандартам:

• Напряжение: ± (0,001·Uизм ± 0,5) В в диапазоне 0-300 В

• Сопротивление: ± (0,005·Rизм ± 10) мОм в диапазоне 0-4000 мОм

• Ток: ± (0,01·Iизм ± 0,05) А в диапазоне 0-40 А

Эти характеристики обеспечивают точность, необходимую для надежной диагностики состояния батарей в соответствии с международными стандартами.

Условия эксплуатации

• Температура окружающей среды: от 0 до +40°C

• Относительная влажность: не более 75-98%

• Атмосферное давление: от 84 до 107 кПа

• Степень защиты оболочки: IP20 (по ГОСТ 14254)

• Срок службы: 5 лет

• Гарантия: 2 года + 3 года дополнительной гарантии

Комплектация и варианты поставки

Базовая комплектация (BS-RT1000C1)

• Тестер аккумуляторных батарей CONBAT RT1000C (1 шт.)

• Зарядное устройство для встроенной батареи 220В/12В 1А (1 шт.)

• Кейс для переноски прибора (1 шт.)

• Измерительные щупы с игольчатыми наконечниками (1 комплект)

• Калибровочная пластина (1 шт.)

• Защитный чехол (1 шт.)

• Кабель для подключения компьютера miniUSB (1 шт.)

Расширенная комплектация (BS-RT1000C2)

Дополнительно включает:

• Измерительные зажимы типа «крокодил» (1 шт.)

• Токоизмерительные клещи AC/DC 40/400 (1 шт.)

• Руководство по эксплуатации (1 экз.)

Практическое применение: замена Midtronics Celltron Ultra CTU-6000

Более чем в течение одного десятилетия многие российские предприятия использовали приборы линии Midtronics CTU-6000 для тестирования парков электропогрузчиков стоимостью от миллиона рублей каждый, с установленными батареями стоимостью от 500 000 рублей. На таких объемах затраты на качественное обслуживание батарей окупаются многократно через продление срока жизни дорогостоящего оборудования.

Тестер АКБ RT1000C CONBAT полностью воспроизводит функциональность CTU-6000 и может использоваться без каких-либо ограничений в качестве его замены:

1. Измерение сопротивления батарей на частотах 1000 Гц (IEEE 1188-2005)

2. Быстрое выявление неисправных элементов в цепях батарей путем сравнения проводимости отдельных банок

3. Измерение сопротивления перемычек (межэлементных соединений) методом вычитания, что позволяет диагностировать проблемы с контактными соединениями

4. Ведение историй обслуживания — сохранение всех данных тестирования в памяти прибора с последующей выгрузкой и анализом на ПК

5. Планомерное снижение стоимости обслуживания за счет отечественного происхождения и технической поддержки

Экономическое обоснование внедрения

В условиях санкционных ограничений и отсутствия возможности пополнения или ремонта импортных приборов, переход на доступные аналоги становится необходимостью. При этом стоимость приобретения и обслуживания RT1000C ниже, чем было для санкционированных приборов, при полном сохранении функциональности и повышении надежности благодаря отечественной технической поддержке.

Для предприятий с крупными парками электротранспорта инвестиция в качественный тестер типа RT1000C окупается за счет:

• Предотвращения внезапного отказа батарей и неплановых простоев оборудования

• Продления срока службы дорогостоящих батарей на 20-30% за счет своевременного обслуживания

• Снижения затрат на замену батарей путем замены отдельных неисправных элементов вместо полных наборов

• Оптимизации графиков техническое обслуживания на основе объективных данных о состоянии батарей

Часто задаваемые вопросы по использованию RT1000C

Вопрос 1: Почему измерения проводятся на частоте 1000 Гц?

Частота 1000 Гц соответствует международному стандарту IEEE 1188-2005 и обеспечивает полный и понятный учет электрических параметров батареи, включая сопротивление электролита и пластин. 

Вопрос 2: Почему измеряем сопротивление вместо проводимости?

Хотя сопротивление и проводимость — взаимно обратные величины, прибор оптимизирован для работы с сопротивлением, эта величина имеет прямую корреляцию с емкостью батареи. При деградации батареи сопротивление растетт пропорционально потере емкости, что делает эту величину универсальным показателем состояния АКБ. Сопротивление АКБ — это паспортная характеристика любого аккумулятора. Прямое сравнение номинала с измеренной величиной, что может быть проще?

Вопрос 3: Нужна ли поправка на болтовое соединение?

Болтовое соединение обычно исключается из расчетов, так как измерение на 1000 Гц регистрирует в основном внутренние характеристики батареи, а внешние сопротивления контактов оказывают минимальное влияние. Однако рекомендуется проводить все измерения в одной точке для обеспечения сопоставимости результатов.

Вопрос 4: Что дает измерение плотности электролита?

Плотность электролита показывает степень заряженности батареи. Однако  сопротивление являются более информативным показателям емкости и степени деградации батареи. Для получения полной информации о состоянии батареи рекомендуется комбинировать быстрый экспресс-тест (измерение сопротивления) с периодическим детальным тестированием (замер емкости).

Для измерения емкости аккумулятора используйте разрядно-диагностические тестеры емкости АКБ.

Заключение

Тестер аккумуляторных батарей CONBAT RT1000C представляет собой полнофункциональное решение для диагностики состояния тяговых и стационарных батарей в условиях санкционных ограничений. Прибор обеспечивает:

• Высокую точность измерений, соответствующую международным стандартам

• Универсальность применения для всех типов аккумуляторных батарей

• Удобство использования в полевых условиях и на производстве

• Полную замену функциональности приборов FLUKE BT520/BT521 и Midtronics CTU-6000

• Экономическую целесообразность для предприятий с крупными парками батарей

Переход на RT1000C позволяет российским предприятиям надежно контролировать состояние батарей, обеспечивает долгосрочное снижение стоимости владения дорогостоящим электротранспортом и оборудованием.

Для измерения емкости АКБ в ампер часах используй разрядно-диагностические устройства