CN102262217B - 一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铅酸蓄电池的性能测试技术，具体涉及一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法及装置。该试验方法将单只蓄电池作为试验对象，用大电流发生器来模拟整组蓄电池的短路电流，将被试验蓄电池与大电流发生器通过电缆连接在一起，使大电流发生器发出的短路电流通过被试验的蓄电池，最后通过放电试验验证蓄电池耐受短路后容量是否降低。通过本发明所提供的方法和装置可以验证各种容量铅酸蓄电池短路耐受时间。

Description

一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法及装置
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池的性能测试技术，具体涉及一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法及装置。
背景技术
为了保证直流系统供电的可靠性，要求蓄电池进线开关、充电器进线开关和出线开关之间具有选择性。在秦山二期及其扩建项目中，ABB提供的方案是采用具备分断能力的负荷开关（即不带短路保护单元的MCCB或ACB）作为蓄电池保护开关，并配备带有时间延时调节功能的短路保护装置，通过延时以保证与充电器直流侧开关之间的保护配合。但由于直流系统的扩容，导致原来做过鉴定的最大S3D600负荷开关承受12.5kA的短路电流，已不能覆盖福清一期的大容量开关要求，ABB建议采用熔断器开关来代替负荷开关的方案，岭澳二期由西门子供货的直流柜也采用了熔断器方案。目前熔断器开关可承受额定电流高达1250A，另外在两极系统中熔断器可承受额定电流亦高达1600A（符合国际标准IEC60947-3）。
然而采用熔断器方案后，为了保证选择性要求，在蓄电池最小短路电流情况下，即放电到终止电压时发生短路，熔断器的熔断时间需要5、6秒钟，这就要求蓄电池在这段时间内不能发生损坏。在蓄电池的技术规格书中没有要求蓄电池要长时间耐受短路电流，蓄电池供货商对此要求也没有经验，能否满足这一要求成了一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用试验验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法及装置，解决现有实现直流配电系统电源进线开关选择性方面问题，提高直流配电系统的设计可靠性。
本发明的技术方案如下：一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法，该方法将大电流发生器作为短路电流源，将铅酸蓄电池作为负载，使短路电流通过蓄电池的极柱及极板，验证蓄电池各组成部分及整体的耐受短路时间。
进一步，如上所述的验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法，具体试验内容如下：
（1）将经过一小时放电至端电压为1.86V的蓄电池的正负极柱分别与蓄电池熔断器的出线端连接，将大电流发生器的正负端子分别与同一蓄电池熔断器的进线端连接，通以强度为7.2kA，时长为5.55s的短路电流，观察回路状态；
（2）将充满电的蓄电池的正负极柱分别与蓄电池熔断器的出线端连接，将大电流发生器的正负端子分别与同一蓄电池熔断器的进线端连接，通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态；
（3）将经过一小时放电至端电压为1.86V的蓄电池的正负极柱直接与大电流发生器的正负端子对应连接，通以强度为7.2kA，时长为5.55s短路电流，观察回路状态；
（4）将充满电的蓄电池的正负极柱直接与大电流发生器的正负端子对应连接，通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态。
一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验装置，包括作为短路电流源的大电流发生器，大电流发生器接线至蓄电池进线的熔断器开关，熔断器开关再接线至蓄电池正负极构成回路。
另一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验装置，包括作为短路电流源的大电流发生器，大电流发生器直接接线至蓄电池正负极构成回路。
本发明的有益效果如下：
1）本发明通过试验验证了铅酸蓄电池的短路耐受时间，使直流配电系统设计的可靠性、安全性得到了保证；
2）通过本发明所提供的试验方法，拓展了铅酸蓄电池的性能，为其在更广泛的领域内得到应用提供了依据。
附图说明
图1为本发明的试验装置原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
当直流系统母线在发生短路时，充电器立即发生限流，所以短路电流全部来自蓄电池组。然而用一整组蓄电池来进行试验显然不现实，如果用一两只蓄电池进行试验，由于电压低，连接线的电阻远大于电池内阻，得到的短路电流与实际情况差距太大。为此，本发明在试验时短路电流不由蓄电池产生，而是用大电流发生器来产生，蓄电池仅作为一个负载，在短路电流流过蓄电池正负极柱时，验证其是否能够承受。所采用的方法就是将大电流发生器作为短路电流源，将铅酸蓄电池作为负载，使短路电流通过蓄电池的极柱及极板，验证蓄电池各组成部分及整体的耐受短路时间。
为了尽量模拟现场实际情况的接线，试验装置的结构为从大电流发生器接线至蓄电池进线的熔断器开关，由熔断器开关再接线至蓄电池正负极构成回路。如果短路时间长，回路中连接的电缆可能会产生很大的电动力，蓄电池极柱如果产生很高的热量可能会导致密封胶失效，致使电解液泄露。为此还制作一个用于固定蓄电池和接线板的架子，并且在架子下面垫塑料布，以防有电解液溢出。
试验选用容量为2000Ah的固定型防酸式铅酸蓄电池作为试验对象，一共4只，两只满充，用来模拟最大短路情况，两只1小时放电至1.86V端电压，用来模拟最小短路情况。满充蓄电池的短路电流为12.5kA，内阻为0.16mOhm，理论耐受时间为1.85s；1小时放电至1.86V端电压的蓄电池短路电流为7.2kA，内阻0.24mOhm，理论耐受时间为5.55s。蓄电池进线回路熔断器型号为NH4a-800A，gL/gG，DC440V；负荷开关型号为OS1250-2P。
试验分两步四次进行，第一步是蓄电池在熔断器保护下的短路耐受特性试验，分为充满和1小时放电后两次；第二步是蓄电池在没有熔断器保护下的短路耐受特性试验，分为充满和1小时放电后两次。
第一次试验，如图1所示，检测一小时放电后蓄电池的端电压并记录；然后将1小时放电后端电压为1.86V的蓄电池3安装到蓄电池试验固定架内，并通过蓄电池自带的120mm2连接电缆将蓄电池的正负极柱分别与两块连接铜排相连；将大电流发生器1的正负端子分别通过400mm2的铜缆4连接至蓄电池熔断器柜2内进线端；将蓄电池熔断器柜2内出线端通过400mm2的铜缆5连接至固定在蓄电池试验固定架上的两块连接铜排的另一侧（即蓄电池通过熔断器与电源串接）；接好线后通以强度为7.2kA，时长为5.55s短路电流，观察回路状态。
第二次试验，用充满电的蓄电池替换掉第一次试验中放电1小时后的蓄电池，接好线后通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态。
第三次试验，将1小时放电后端电压为1.86V的蓄电池安装到蓄电池试验固定架内，并通过蓄电池自带的120mm2连接电缆将蓄电池的正负极柱分别与两块连接铜排相连，将大电流发生器的正负端子分别通过400mm2的铜缆连接至蓄电池试验固定架上的两块连接铜排的另一侧（即蓄电池不通过熔断器，直接与电源串接）；接好线后通以强度为7.2kA，时长为5.55s短路电流，观察回路状态。
第四次试验，将充满电的蓄电池替换掉第三次试验中放电1小时后的蓄电池，接好线后通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态。
前两次试验由于回路中有熔断器保护，熔断器的熔断试验小于蓄电池短路耐受计算的时间，所以对蓄电池的考验不如后两次不带熔断器保护严酷。试验过程中熔断器的熔断时间与熔断曲线给出的时间基本一致，两只蓄电池经过后来的放电试验，容量没有发生明显的变化。后两次试验没有熔断器保护，直接按计算的耐受时间通过了短路电流，现场试验后，立即用手摸蓄电池端子，不发热，两只蓄电池经过后来的放电试验，容量没有发生明显的变化。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验方法，其特征在于：该方法将大电流发生器作为短路电流源，将铅酸蓄电池作为负载，使短路电流通过蓄电池的极柱及极板，验证蓄电池各组成部分及整体的耐受短路时间，具体试验内容如下：
（1）将经过一小时放电至端电压为1.86V的蓄电池的正负极柱分别与蓄电池熔断器的出线端连接，将大电流发生器的正负端子分别与同一蓄电池熔断器的进线端连接，通以强度为7.2kA，时长为5.55s的短路电流，观察回路状态；
（2）将充满电的蓄电池的正负极柱分别与蓄电池熔断器的出线端连接，将大电流发生器的正负端子分别与同一蓄电池熔断器的进线端连接，通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态；
（3）将经过一小时放电至端电压为1.86V的蓄电池的正负极柱直接与大电流发生器的正负端子对应连接，通以强度为7.2kA，时长为5.55s短路电流，观察回路状态；
（4）将充满电的蓄电池的正负极柱直接与大电流发生器的正负端子对应连接，通以强度为12.5kA，时长为1.85s短路电流，观察回路状态。
2.一种使用权利要求1所述方法的验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验装置，其特征在于：包括作为短路电流源的大电流发生器，大电流发生器接线至蓄电池进线的熔断器开关，熔断器开关再接线至蓄电池正负极构成回路。
3.一种使用权利要求1所述方法的验证铅酸蓄电池短路耐受时间的试验装置，其特征在于：包括作为短路电流源的大电流发生器，大电流发生器直接接线至蓄电池正负极构成回路。
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