福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪在行业中的应用

福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪在行业中的应用

使用福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪测试蓄电池，单节电池3秒出结果。决赛的参赛者从仪器设置、测试、核实、*快仅用时43秒！使用福禄克网络OptiFiber Pro OTDR进行光纤的坏点检测及熔纤操作。

福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪在行业中的应用
众所周知，可靠稳定的供电系统是数据中心稳定运行业务的基本要求，数据中心必须保证供电的连续性和供电系统的**性，在数据中心的信息中心机房一般都会用到UPS不间断电源作为重要的**保障。
是什么造成UPS蓄电池不耐用？过热？纹波？出厂就有暗疾？如何高效的识别、分析、判断？您可信赖的测试工具专家——福禄克提供一整套数据中心解决方案，帮助您找出问题背后的真正原因。
福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪在行业中的应用

1. 蓄电池的工作原理
数据中心常用的后备电池为铅酸电池，一般包含电解液和至少两个电极：正极一般由二氧化铅制成 (PbO2) ，负极的材料一般为铅(Pb)，电解液的成分为硫酸。从理论上来说，电池可以等效为一个包含阻抗、容抗和感抗的恒压源。当电池容量下降时，电池内阻中的阻抗成分就会随之上升。

2. 蓄电池的失效模式和原因
后备电池常见的实效模式有：漏液腐蚀、内部短路、极板硫化、壳体变形。当然，*主要是由于自然老化引起的容量下降。加速蓄电池失效的原因也有很多种，*常见的包括：环境温度失控，极柱接线**造成的局部高温，过充过放，纹波，以及自然老化。
3. 蓄电池有什么测试标准可以了解其健康状态？
IEEE Std 1188™- 2005是目前比较准确的阀控铅酸蓄电池测试维护标准。其中定期测试的内容包括电压、电流、内阻、纹波、温度四大项，分月、季、年完成。具体如下表：

4. 为什么仅仅检测电池的电压不足以发现电池电池故障？
浮充电压能够反映充电器是否正常工作而不能反映电池的健康状况。当电池容量下降时，浮充电压由于受UPS充电机的控制，很可能仍然保持虚高。这就是为什么在很多情况下UPS的电压显示正常，而在停电后电池组却快速掉电，无法放电。

然而，过低的浮充电压可能意味着蓄电池存在短路的情况。某节电池上过高的浮充电压可能是由于充电器需要补偿电池组中某些浮充电压过低的电池，从而保证整组电压达到设定值。 电池的开路电压（断开充电机后的电压）能够一定程度上反映电池的容量状态。但是从下图可见，只有当电池容量严重下降时，开路电压才会有明显的变化。而电池内阻的变化则要快的多，在容量下降的中前期，内阻就会有明显的升高。因此，内阻比电压更早发现电池劣化。

5. 放电测试和内阻测试缺一不可

5.1什么是电池容量？
普遍的一个概念是说电池的容量是印在电池壳体上的安时数(Ah)。那么这个官方的指标是什么含义呢？让我们来看一看GNB 50G05的产品手册：

50G05的“标称容量”是104Ah，这个104Ah是指在8小时放电率下（也就是13A恒流放电条件下），经过8小时达到1.75V的截至电压。 在产品手册中的说明如下：

如上表所示，如果以6A恒流放电，该电池能够放电20小时，那么电池的容量就是120Ah=6×20了么？
所以，电池的容量是在标准放电率（电池厂商规定）下的安时数。

5.2 放电测试只有在严格测试标准下才能测得准确的测出电池的容量
5.3 但放电测试经常不被采用的原因是因为实施困难，且有一定危险度

6. 测纹波和温度的必要性
什么是纹波？纹波是电池直流系统中的交流分量，频率较高。往往是由UPS中的整流器、逆变器中的IGBT以及负载的谐波倒灌造成的。
纹波有什么害处？大部分电池厂商要求交流纹波电压<0.5%的直流电压。过高的纹波从两个层面损害电池寿命：首先，过高的纹波相当于对电池进行快速不间断的充放电，从而减少电池的循环次数（通常铅酸电池的循环寿命是200-500次）。其次，过高的纹波可能造成电池内部温度升高，而电池寿命和温度呈反比关系，如下图。

另一方面，过高的纹波电压会产生纹波电流从而产生电池温度升高和能量损耗温度转换率约为：4.6 W/m2/ °C。这对于节能型机房的理念也是背道而 驰的。如果电池连接片之间连接松动（特别是在更换电池后），也会造成极柱温度升高。为什么Fluke500系列测纹波、测电池温度更准？具备20KHz的高带宽下的真有效值测试能力，精度更是达到0.1mV，一般低端万用表由于带宽不够，是测不出来的。
F521直接测试极柱温度，与电池内部的温度*为接近，也符合IEEE的要求。相对于测试电池壳体温度而言，会更准确。相对于点温枪而言，F521的红外探头离极柱更近，发射角更小，因此会更准确。

7. 相关知识点

福禄克的展台展示了可以应用在数据中心的仪表，包括福禄克Ti480红外热像仪、福禄克Fluke BT500蓄电池内阻测试仪、福禄克网络OptiFiber Pro OTDR光纤测试仪等，很多工程师对这些产品产生了浓厚的兴趣，福禄克的工作人员对大家的疑问进行耐心的讲解。