新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评

做好局部放电监测预警有助于防范电力设备绝缘故障。国网上海电力针对变压器等电力设备开展了内置式、小型化、多参量联合感知技术攻关，研发了油阀内置式超声波、特高频一体化智能传感装置，实现——

局部放电是电力设备绝缘系统老化和故障的早期征兆之一，通常发生在高压电力设备中，如变压器、气体绝缘全封闭组合电器（GIS）、电缆和高压开关柜等。对局部放电的感知与诊断覆盖几乎所有高压电力设备的出厂、现场交接、停运诊断及带电检（监）测试验环节，是目前管控设备质量的关键手段之一。

国网上海市电力公司电力科学研究院设备状态感知及预警技术攻关团队更新提出油阀内置式超声波、特高频一体化局部放电耦合传感技术，实现了大型油浸式变压器（电抗器）的内置式声、电联合检测，助力提升电力设备可靠运行水平。

第1章 简介（WBXC-1000新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评）

1. 说明

本手册为WBXC-1000蓄电池内阻测试仪的使用指南，请在操作使用测试仪前仔细阅读本手册。

2. 主机部件（WBXC-1000新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评）

2. 1  USB接口：用来通过U盘上传测试数据和下载参数；

2. 2  测试接口：连接测试夹具；

2. 3  充电接口：连接充电器；

2. 4  LCD：320*240彩色TFT液晶屏；

2. 5  键盘：共7个按键。定义如表一。

3. 主要功能特点（WBXC-1000新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评）

可对蓄电池电压、内阻、容量进行测试；

可以作为电压表使用,测试电池电压；

可对不同电压等级的蓄电池进行自动切换；

可对蓄电池进行容量测算；

测试数据同步存储；

对判别结果进行声音提示；

电池充电状态指示；

本机电池电压实时显示；

无操作自动待机；

测试数据记录存储；

通过u盘和分析软件系统进行数据交换。

4. 技术指标（WBXC-1000新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评）

第2章 内阻测试说明  （WBXC-1000新型电力设备“蓄电池内阻计量仪”服务快捷深受广大客户好评）

电池内部阻抗，也称为内阻，是一项影响电池性能的关键指标。测试电池内阻以判断电池供电能力已经是业内的共识。影响电池内阻的因素有：电池尺寸、工作时间、结构、状况、温度和充电状态。

对于一个充满电的电池，当电池放电时，其内阻逐步缓慢增大；当电池放电达到一定程度后，内阻的变化量才急速增大；当电池放完电后，其电阻比完全充电状态时大2~5倍。

电池温度也影响内阻的测量，但只在冰点以下才比较明显。在32℉以下，温度对内阻的影响很大，在-20℉时的内阻是原来的两倍。这就是为何在冬季电池的能量要小很多。

电池的使用时间也会影响其内阻。电池使用时间越长，随着盐化增加内阻越大。内阻增加的多少与电池的使用和维护方法有关。电池的整体状况（例如机械装置失效）也会影响电池的内阻。某些失效模式会使电池内阻增加。

由于不同厂家在生产电池时，工艺、配方的不同，造成同样容量的电池内阻有所差异，对电池好坏的判断不应完全拘泥于电池内阻的值，还应参考电池内阻的变化趋势。当电池内阻超过初始内阻的1.25倍时，电池就已经不能通过测试，当电池内阻变化到初始内阻的2倍后，电池结构容量就不足80%。

本内阻仪的采用瞬间放电法对电池进行内阻测量。对蓄电池的实际工作情况进行分析研究可以发现，蓄电池的端口对外电路呈现阻抗特性。在实际的使用中，蓄电池的电极，连接线等构成的电感，由于使用频率低，引线短，电感很微弱，一般在分析和研究中不予考虑。

一般我们都将蓄电池的电阻分为金属电阻，也即是欧姆电阻；电化学电阻，包括电化学反应电阻和粒子浓差极化电阻。关于容抗部分，法拉第电容因为其恒压特性，可以将其等效为一个电压源。另外，将其他容抗都等效变化为多个电容并联形式，则电池的等效模型可以简化如图1所示。

Rm为金属电阻，这部分的电阻只是随着金属的腐蚀、蠕变、硫化等因素而缓慢地变化着。电化学电阻Re则是随着容量的状态而时刻发生着变化的，但是这部分的变化又为并联着的电容的容抗变化所掩盖着。在交流情况下，由于电容 C 比较大，大部分电流流经电容，而 Re上分流较少，此时检测到的实际上是由Rm和C串联的阻抗，而 Re被忽略了。为了避开C的分流，直接由电池产生一个瞬时的大放电电流，然后测出电池极柱上电压的瞬间变化，如图2所示，通过负载接通时的瞬间电压降和断开负载时的瞬间电压恢复可以推导出相应的内阻。

在瞬间直流情况下，蓄电池的等效模型可以认为是一个电压源和内阻串联 (戴维南等效模型 )所构成，如图3所示。

ΔU=RinternalI从而有Rinternal=ΔU/I

从理论上说，在这里ΔU 有两个，一个是给试验电路加上负载的瞬间，电池电压跌落值，另外一个就是断开负载的瞬间，电池电压的恢复值。但是，由于实验过程中，在合闸瞬间，电压和电流都容易引入很大的冲击，导致较大的误差，所以这里统一采用电压的恢复值，而此时电流也基本上达到了稳态。

本内阻仪可以测量电压、内阻，估算出电池剩余容量。

“局部放电是电力设备内部微小区域的局部击穿，是造成电力设备绝缘故障的主要‘元凶’。许多设备故障都经历了发生、发展、爆发的过程，如果在初期有效诊断和合理处置，就能避免绝大多数严重故障。”

攻关团队自15年起关注变压器、GIS等电力设备的早期微弱局部放电监（检）测，发现传统手段对细微绝缘异常的敏感性不足，早期缺陷发展到严重阶段才能被发现；单一物理量的测量易受环境干扰，难以实现高精度实时监测；在高压、高电磁干扰环境下，传统传感器安装位置受限，制约信号的有效测量。

“对在运变压器的局部放电监测，主要围绕放电过程中的声、光、电、磁信号和油中气体状态量。日常运维工作中，外置式超声波传感器和内置式特高频传感器应用很为广泛。”但在现场应用中超声波和特高频传感技术都存在局限性，前者存在易受环境噪声等信号干扰、设备外壳造成声波衰减等问题，后者则易受脉冲型噪声源干扰而出现误报警。这些都会影响局部放电源的判定和定位，进而可能导致存在早期绝缘缺陷的设备继续“带病”运行。

由于常规单一物理量、外置式传感监测已无法满足设备早期绝缘缺陷的可靠监测需求，17年，攻关团队开始探索电力设备内置式、高灵敏、多参量联合监测与诊断技术。

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