CN102809739A - 一种蓄电池内阻测试仪的校验方法及装置 - Google Patents

一种蓄电池内阻测试仪的校验方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种蓄电池内阻测试仪的校验方法及装置，将标准变阻器、交/直流电流表、标准直流源、频率表、紧急停止按钮、转换开关等与被检蓄电池内阻测试仪连接组成校验电路，对采用直流放电法和/或交流阻抗法的蓄电池内阻测试仪进行校验，得到被检产品的阻值相对误差和/或频率相对误差。通过本发明的方法与装置能够完成对蓄电池内阻测试仪产品出厂以及使用期间的测量准确度的校验，本发明具有操作简便、效验结果准确可靠的特点。

Description

一种蓄电池内阻测试仪的校验方法及装置
技术领域
本发明涉及对蓄电池内阻测试仪进行校验的方法和装置，尤其是采用直流放电法或交流阻抗法对蓄电池内阻测试仪进行校验的方法及装置。
背景技术
电力系统变电站用直流电源一般由整流充电装置、蓄电池组和配电馈线组成，正常时由整流充电装置提供给站内输变电设备的保护和控制及通信的工作电源,在电网事故造成交流电源中断时，由蓄电池组独立供保护、控制、通信、事故照明等事故用电。由此可见，蓄电池的状态直接关系到变电站抵御事故和恢复送电的能力，而采用蓄电池内阻测试仪进行蓄电池内阻测试是评估其状态的一种较好的辅助手段。长期以来对蓄电池内阻测试仪缺乏校验检测标准依据和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种校验结果准确可靠的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法。
本发明的目的是这样实现的：一种蓄电池内阻测试仪的校验方法，按以下步骤进行：
1）连接被检蓄电池内阻测试仪即被检产品组成校验电路：标准变阻器R串接在被检产品的两电压端子U+、U-之间，交/直流电压表V以及频率表F分别与标准变阻器R并联，被检产品的负电流端子I-串接紧急停止按钮ST后接于标准变阻器R一端，被检产品的正电流端子I+顺次串接标准电流源E以及转换开关S的第一极后接于交/直流电流表A一端，交/直流电流表A另一端接于标准变阻器R另一端，转换开关S的第二极连接在被检产品的正电流端子I+与交/直流电流表A一端之间；
2）采用直流放电法和/或交流阻抗法进行校验；
2-1）直流放电法
检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态以及检查确定交/直流电流表A在直流电流表档位；调节标准电流源E到单体电池标称电压；转换开关S打向第一极，根据蓄电池内阻测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，对被检产品的内阻进行测试：监视直流电流表以避免超过变阻器的额定值，在标准变阻器上读取各校验点不同标准电阻值，并读取被检产品的显示电阻值，由以下公式计算得到被检产品的阻值相对误差，
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE002
式中：标准变阻器的标准电阻值为
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE003
，被检产品的显示电阻值为
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE004
；
2-2）交流阻抗法
检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态，检查确定交/直流电流表A在交流电流表档位以及检查确定交/直流电压表V在交流电压表档位；转换开关打向第二极，根据蓄电池内阻测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，对被检产品的内阻进行测试：监视交流电流表和交/直流电压表V以避免超过标准变阻器的额定值，在频率表F上读取对应于被检产品各校验点的输出频率即频率表显示值，与被检产品的标称频率通过下式进行计算得到频率相对误差，
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE006
式中：被检产品的标称频率为
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE007
，频率表显示值为。
本发明的另一目的是提供上述校验方法的校验装置。
本发明的另一目的是这样实现的：一种蓄电池内阻测试仪的校验方法的校验装置，用作与被检蓄电池内阻测试仪即被检产品连接而组成校验电路：标准变阻器R串接在被检产品的两电压端子U+、U-之间，交/直流电压表V以及频率表F分别与标准变阻器R并联，被检产品的负电流端子I-串接紧急停止按钮ST后接于标准变阻器R一端，被检产品的正电流端子I+顺次串接标准电流源E以及转换开关S的第一极后接于交/直流电流表A一端，交/直流电流表A另一端接于标准变阻器R另一端，转换开关S的第二极连接在被检产品的正电流端子I+与交/直流电流表A一端之间。
上述校验电路的标准直流源E采用具备通讯接口的美国安捷伦大电流稳压源；还具有用于实现标准直流源的电压程控调节和数据自采自存的测控与记录装置，该测控与记录装置通过通讯接口与安捷伦大电流稳压源连接。
上述标准变阻器R型号SB2014，标准直流源E型号Agilent6573A，交/直流电压表V，频率表F以及交/直流电流表A的型号为FLUKE8845A。
本发明是根据蓄电池内阻测试的直流放电法或交流阻抗法（即交流压降法）不同原理，提供对应的蓄电池内阻测试仪的校验方法及装置，旨在避免蓄电池内阻测试仪指标劣化造成对蓄电池状态的错误评估，建立和完善相关测试仪器的检测评价体系。
直流放电法蓄电池内阻测试仪阻值校验部分：由精密大电流低阻值标准变阻器、直流电流表、标准直流源及转换开关组成；
交流阻抗法蓄电池内阻测试仪阻值校验部分：由精密大电流低阻值标准变阻器、交流电流表、交流电压表、频率表及转换开关组成。
本发明的蓄电池内阻测试仪校验方法，针对直流放电法蓄电池内阻测试仪，采用主动式（有源）校验电路，由标准直流源提供稳定的直流电压和电流，根据蓄电池内阻测试仪的测试范围，基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，在精密大电流低阻值标准变阻器上读取各校验点不同标准阻值，与蓄电池内阻测试仪的对应校验点同步显示值进行误差计算，得到蓄电池内阻测试仪的最大误差，实现测量准确度的校验。
对交流阻抗法蓄电池内阻测试仪，采用被动式（无源）校验电路，直接在精密大电流低阻值标准变阻器上，根据蓄电池内阻测试仪的测试范围，基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，在精密大电流低阻值标准变阻器上读取各校验点不同标准阻值，与蓄电池内阻测试仪的对应校验点同步显示值进行误差计算，得到蓄电池内阻测试仪的最大误差，实现测量准确度的校验。并且在各档标准阻值校验的同时，对蓄电池内阻测试仪输出的电压与频率进行测量，与蓄电池内阻测试仪规定的电压和频率参数值进行误差计算，得到蓄电池内阻测试仪的技术指标最大偏差。
依据蓄电池内阻测试仪两种测试原理采用对应的校验方法，实现了蓄电池内阻测试仪测量准确度的校验和技术指标。 
本发明的有益效果是：变电站直流电源系统被广泛地用作电力工程中输变电设备的保护、控制、通讯、事故照明等事故用电，在交流电源中断时蓄电池组作为电力、通讯等领域的工作或后备电源，其重要性不言而喻。为了保证蓄电池组保持正常良好的状态，一般采用1～2年定期核对性放电进行容量评估。而在两次核对性放电期间，通常采用蓄电池内阻测试仪，辅助评估蓄电池状态。所以蓄电池内阻测试仪性能指标的优劣，将直接影响对蓄电池状态评估的准确性和蓄电池组事故供电的可靠性。
本发明采用直流放电法或交流阻抗法对蓄电池内阻测试仪进行校验，以保证蓄电池内阻测试仪正常有效地进行蓄电池内阻测试，保证测试的数据能够正确地帮助用户及早判别蓄电池异常或容量衰退状态，最大限度地避免因蓄电池而造成事故。本发明具有操作方便、效验结果准确可靠的特点。
本发明结合发明人正在编制的电力行业标准《电力直流电源系统用测试设备通用技术条件第5部分：蓄电池内阻测试仪》，将形成完整的标准体系，改变电力系统长期在蓄电池内阻测试仪设备技术管理上的空白。
附图说明
图1是本发明校验装置系统电路原理图。 
图2是本发明对直流放电法的校验接线图。
图3是本发明对交流阻抗法的校验接线图。
图4是本发明自动校验装置系统电路原理图。
具体实施方式
参见图1，蓄电池内阻测试仪校验由精密大电流低阻值标准变阻器R、交/直流电流表A、交/直流电压表V、标准直流源E、频率表F、紧急停止按钮ST、转换开关S及连接导线组成。除频率表外，表计采用交、直流两用表，以减少表计，简化连线。
被试产品和测试用仪器均有保护功能，但为防止意外而设置了紧急停止按钮强行中断校验。
图1示出，连接被检蓄电池内阻测试仪即被检产品组成校验电路：标准变阻器R串接在被检产品的两电压端子U+、U-之间，交/直流电压表V以及频率表F分别与标准变阻器R并联，被检产品的负电流端子I-串接紧急停止按钮ST后接于标准变阻器R一端，被检产品的正电流端子I+顺次串接标准电流源E以及转换开关S的第一极后接于交/直流电流表A一端，交/直流电流表A另一端接于标准变阻器R另一端，转换开关S的第二极连接在被检产品的正电流端子I+与交/直流电流表A一端之间。
图1中，转换开关的第一极为a，即该开关动触头打向定触头（即第一极a）形成导通状态，此时，转换开关的第二极为b（即另一定触头），处于断开状态；反之，第二极导通，第一极断开。
一种蓄电池内阻测试仪校验方法的工作方式与使用方法，按以下步骤进行：
a）、对直流放电法的蓄电池内阻测试仪阻值校验方法，参见图2。校验装置由精密大电流低阻值标准变阻器、直流电流表（交/直流电流表处于直流电流表档位）、标准直流源、紧急停止按钮、转换开关及连接导线组成。
按照电流I、电压U测试端子分别连接至被检产品对应的端子。检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态，转换开关S打向a（即第一极接通），调节标准直流源E到单体电池标称电压，根据蓄电池内阻测试仪的测试范围调整变阻器，以该测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，启动被检产品的内阻测试功能，监视电流表以避免超过变阻器等的额定值，在精密大电流低阻值标准变阻器上读取各校验点不同标准阻值，对比显示数值与变阻器数值，并由以下公式计算得到被检产品的阻值相对误差，
Figure 2012103033281100002DEST_PATH_IMAGE009
式中：标准变阻器的电阻值为，被检产品的显示读数（即显示电阻值）为
Figure 853035DEST_PATH_IMAGE004
。
b）、对交流阻抗法的蓄电池内阻测试仪阻值校验方法，参见图3，校验装置由精密大电流低阻值标准变阻器、交/直流电压表处于交流电压表档位、交/直流电流表A处于交流电流表档位、频率表、紧急停止按钮、转换开关及连接导线组成。
按照电流I、电压U测试端子分别对应连接至被检产品的端子。检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态，转换开关S打向b（即第二极接通），根据蓄电池内阻测试仪的测试范围调整变阻器，以该测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，启动被检产品的内阻测试功能，监视电流表以及电压表以避免超过变阻器等的额定值，对比显示数值与变阻器数值，并由上式公式计算得到相对误差。同时用频率表F测量被检产品各校验点输出的频率，与其标称频率进行计算得到频率相对误差，
Figure 816793DEST_PATH_IMAGE006
式中：被检产品的标称频率为
Figure 336636DEST_PATH_IMAGE007
，频率表显示值为
Figure 88691DEST_PATH_IMAGE008
。
c）、本发明蓄电池内阻测试仪的一种校验装置，采用美国福禄克六位半数字多用表DMM，替代电流表A、电压表V及频率表F。标准直流源E采用具备通讯接口的美国安捷伦大电流稳压源，测控与记录装置通过通讯接口与该大电流稳压源连接，从而实现标准电流源的电压程控调节和数字多用表DMM的数据自采自存，配以管理分析软件实现校验工作的自动或半自动化，参见图4。
本装置的主要功能与技术指标：
主要功能：提供一种由精密大电流低阻值标准变阻器R、标准直流源E、相关测试仪表（多用表）DMM、紧急停止按钮ST、转换开关S及连接导线组成的蓄电池内阻测试仪校验装置，旨在对蓄电池内阻测试仪的测量准确度进行校验，通过本发明的方法与装置能够完成对蓄电池内阻测试仪产品出厂以及使用期间的测量准确度的校验。
蓄电池内阻测试仪校验装置技术指标： 
直流电压：0～15V；
直流电流：10 A、20 A、50A；
交流电流：0～300mA；
交流频率：0～1.5KHZ；
纹波系数：0.5%；
电流稳定度：0.5%；
电压稳定度：0.2%。
装置主要设备的参数：
精密大电流低阻值标准变阻器：型号SB2014；
数字多用表：型号FLUKE8845A；
直流电流表：型号FLUKE8845A；
标准直流源：型号Agilent6573A；
交流电压表：型号FLUKE8845A；
频率表：型号FLUKE8845A。

Claims (6)

1.一种蓄电池内阻测试仪的校验方法，其特征是，按以下步骤进行：
1）连接被检蓄电池内阻测试仪即被检产品组成校验电路：标准变阻器R串接在被检产品的两电压端子U+、U-之间，交/直流电压表V以及频率表F分别与标准变阻器R并联，被检产品的负电流端子I-串接紧急停止按钮ST后接于标准变阻器R一端，被检产品的正电流端子I+顺次串接标准电流源E以及转换开关S的第一极后接于交/直流电流表A一端，交/直流电流表A另一端接于标准变阻器R另一端，转换开关S的第二极连接在被检产品的正电流端子I+与交/直流电流表A一端之间；
2）采用直流放电法和/或交流阻抗法进行校验；
2-1）直流放电法
检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态以及检查确定交/直流电流表A在直流电流表档位；调节标准电流源E到单体电池标称电压；转换开关S打向第一极，根据蓄电池内阻测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，对被检产品的内阻进行测试：监视直流电流表以避免超过变阻器的额定值，在标准变阻器上读取各校验点不同标准电阻值，并读取被检产品的显示电阻值，由下式计算得到被检产品的阻值相对误差，
式中：标准变阻器的标准电阻值为，被检产品的显示电阻值为
Figure 2012103033281100001DEST_PATH_IMAGE004
；
2-2）交流阻抗法
检查确定紧急停止按钮ST在闭合状态，检查确定交/直流电流表A在交流电流表档位以及检查确定交/直流电压表V在交流电压表档位；转换开关打向第二极，根据蓄电池内阻测试仪的基本量程选取5～10校验点，其他量程选取3校验点，对被检产品的内阻进行测试：监视交流电流表和交/直流电压表V以避免超过标准变阻器的额定值，在频率表F上读取对应于被检产品各校验点的输出频率即频率表显示值，与被检产品的标称频率通过下式进行计算得到频率相对误差，
式中：被检产品的标称频率为
Figure 2012103033281100001DEST_PATH_IMAGE007
，频率表显示值为
Figure 2012103033281100001DEST_PATH_IMAGE008
。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法，其特征是，所述校验电路的标准直流源E采用具备通讯接口的美国安捷伦大电流稳压源；还具有用于实现标准直流源的电压程控调节和数据自采自存的测控与记录装置，该测控与记录装置通过通讯接口与安捷伦大电流稳压源连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法，其特征是，所述标准变阻器R型号SB2014，标准直流源E型号Agilent6573A，交流电压表V，频率表F以及交/直流电流表A的型号为FLUKE8845A。
4.一种如权利要求1所述的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法的校验装置，其特征是，用作与被检蓄电池内阻测试仪即被检产品连接而组成校验电路：标准变阻器R串接在被检产品的两电压端子U+、U-之间，交/直流电压表V以及频率表F分别与标准变阻器R并联，被检产品的负电流端子I-串接紧急停止按钮ST后接于标准变阻器R一端，被检产品的正电流端子I+顺次串接标准电流源E以及转换开关S的第一极后接于交/直流电流表A一端，交/直流电流表A另一端接于标准变阻器R另一端，转换开关S的第二极连接在被检产品的正电流端子I+与交/直流电流表A一端之间。
5.根据权利要求4所述的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法的校验装置，其特征是，所述校验电路的标准直流源E采用具备通讯接口的美国安捷伦大电流稳压源；还具有用于实现标准直流源的电压程控调节和数据自采自存的测控与记录装置，该测控与记录装置通过通讯接口与安捷伦大电流稳压源连接。
6.根据权利要求4或5所述的一种蓄电池内阻测试仪的校验方法的校验装置，其特征是，所述标准变阻器R型号SB2014，标准直流源E型号Agilent6573A，交/直流电压表V，频率表F以及交/直流电流表A的型号为FLUKE8845A。
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