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富液式铅酸蓄电池一般装在清洁容器内，通过浮充电压检查、电解质比重检查和内部组件外观检查来确定电池的状况。检 查板栅和活性物质、并行连接极板的金属条、隔板、电解质、沉淀水平和色泽等，通过与原始状态比较，确定各组件的变 化程度，以及对电池容量的影响。 比如，如果极板生长过快，可能影响到极板结合处涂覆的活性物质（Pb02），这会增加电池的阻抗并减少电池容量。或者 观察到电池底部产生过多的黑色活性物质沉淀，这种活性物质的损失同样会导致电池阻抗的增加和容量减少。板栅腐蚀和 屏蔽是富液式铅酸蓄电池的正常磨损方式，然而过度充电、过度循环和高温运行会大幅加剧这种现象的出现。 外观检查并不能够发现所有可能发生并影响电池性能的问题，而且当没有定期执行建议的性能容量测试的时候，观察到内 部组件磨损就预示着应该尽快执行性能容量测试以确定蓄电池的可靠性。 标准的阀控式密封铅酸多芯蓄电池同标准富液电池不同，前者容器密封，不能添加电解质，不能取样，容器不透明，无法 对内部组件进行外观检查。这种局限性使维护电池时要检查浮充充电电压和电流、电池温度以及定期执行性能容量测试。 标准的阀控式密封铅酸蓄电池由图 1 所示组件组成。图 2 展示了阀控式密封铅酸蓄电池的板栅和活性物质、极板并联金属 条和大约占到蓄电池总阻抗 80%的电解质的等效电路图。这些组件发生的任何变化，比如板栅腐蚀、活性物质屏幕、金属 条或金属条的夹具腐蚀、或有限供应的电解质发生干化，都会以增加蓄电池阻抗的形式反映出来。然而的确存在以不同放 电率为蓄电池进行放电以确定电阻的技术，在运行环境中，这种技术实施起来既不方便也不实际。

蓄电池阻抗和导电率测试并非定期维护计划的要求，开发该技术是为了确定内部组件的状态，是作为趋势 分析和故障排除工具来使用的。

阀控式铅酸蓄电池组件

蓄电池等效电路图

使用交流电测试技术可以确定蓄电池的阻抗（或导电率）而不会引起蓄电池放电，若测试过程中存在干扰 会引起微量放电。阻抗实际上是电池对交流电流的阻碍作用，通过内部组件的电阻（R）以及感应电阻和 电容性电阻（分别为 XL和 XC）表示。电池的阻抗与频率相关，根据测试设备和测试电流的频率，得出的 结果可能会有些不同。尽管如此，阻抗一般可以表示为：

阀控式铅酸蓄电池 使指定交流电通过蓄电池，测量端子两端的交流电压，即可确定电池交流电阻抗的绝对值。然后通过下列 公式即可计算出阻抗：

可以使用图 3 中类似电路为测试电池输入测试电流。变压器次级绕组产生驱动交流电，调节至指定水平（比 如，10 安培），然后通过电容器 C1电容性耦合至测试蓄电池。然后测量电池串（E = I x Z）各电池或蓄电 池两端的交流电压，并根据公式 2 计算阻抗。 由于每次测试时，电池串中各单格电池和蓄电池的测试电流振幅和频率完全相同，所以计算得出的每个单 格电池和蓄电池的阻抗可以用来比较电池串中各单格电池和蓄电池在一段时间之后发生的变化。

阀控式铅酸蓄电池阻抗测试设置

全新阀控式铅酸单格电池和蓄电池的阻抗一般会围绕均值上下浮动 20%。随着单格电池/蓄电池持续用于 浮充应用，并且电池间的氧气再化合循环稳定和均衡下来，该范围将会缩小。随着单格电池使用时间的延 长，平均测量阻抗会逐渐增大，表明单格电池内部组件（极板和连接金属条）逐渐磨损和/或电解质逐渐干 化。对于短路单格电池来说，其阻抗初始大幅下降。然而，随着单格电池因短路而放电，产生水和硫酸铅 消耗了电解质，引起单格电池阻抗上升到一个非常高的数值 – 接近短路电路本身的阻抗。自然，开路会 导致阻抗大幅增加。 导纳是阻抗的倒数（1/Z），导电率是实际阻抗或电阻性阻抗的倒数（1/R）。导电率测试实际上与阻抗测试 类似，不过，在导电率测试中，指定的交流电压电容性耦合至测试单格电池或蓄电池，产生的交流电流经 测试装置并被测量出来。导电率（C）计算为 1/(E/1)或简单写成 C =1/E。一些普及的电流导电率测试仪的 独特特点在于忽略了单格电池或蓄电池的感应性和电容性阻抗，而直接测量电阻性组件。

导电率测量值（单位：欧姆）可以和阻抗值（单位：欧姆）以相同的方式用于蓄电池的故障排除，以及对 一段时间内的设备状态进行趋势分析。 电池和蓄电池阻抗、导电率和容量的使用方式可能因使用年限不同而有所差异，如图 4 所述。如果电池或 蓄电池的阻抗或导电率与全新状态时的数据相差 25%以上，就应该对蓄电池进行进一步评估以确定成因。 该测试应该包含性能容量测试。

阻抗和导电率测试均不能代替实际的性能容量测试，意识到这点十分重要，因为前者不能明确指出可能引 起蓄电池故障的所有潜在问题。尽管如此，它们还是能够为技术人员提供告警信息，表明还存在进一步调 查问题电池的需要。 表 1 提供了分别由 AVO-Biddle BITE 设备和 Midtronics Mdl.5000 导电率测试仪测量的 Johnson Controls 阀控式铅酸蓄电池产品的阻抗和导电率的典型数据。该数据具有典型性，全新的个别蓄电池测量的实际数 据可能在所示数据的基础上上下浮动 20%。同样，测量数据也可能因所用测试设备的类型和型号不同而与 表中数据存在差异。测量数据的意义并不是很大程度上取决于具体数据本身，而在于经过一段时间之后该 数据同原始数据的改变程度。

蓄电池阻抗和交流纹波电压通常，经过通信整流器高度过滤，只有非常小的交流波纹电压外加在连接的蓄电池上。但是，变电站和 UPS 蓄电池充电器一般在连接的蓄电池上外加了非常大的交流波纹电压，引起一股能够可测量的交流电流 流经蓄电池。如果所有电池阻抗完全相同，该交流波纹电压就会平均分配至各个单格电池。然而，由于流 经所有电池的交流电流相同，阻抗较大的电池的端子上的交流电压较高（E = I x Z），而阻抗较小的电池的 交流电压较低。交流电流能够测量得出，阻抗可以通过下式计算：

Z = E/I

出于故障排除的目的，因为流经所有电池的电流相同，可以将各个蓄电池测得的交流电压看作阻抗测量值 直接进行比较。图 5 说明了如何分析这些读数。

阀控式铅酸蓄电池阻抗（纹波电压）测量

使用这种方法计算出来的阻抗值与使用商业测试设备测得的数值不同，因为交流纹波的频率不同而且在不 同时间交流纹波也会有所差异。同时，由于整个电池串的交流纹波电压的振幅存在差异，每个蓄电池的交 流电压测量值也可能不同。尽管存在以上限制，但是该技术仍然不失为一个有价值的故障排除工具。

电池阻抗和导电率 VS. 温度

测量蓄电池阻抗和导电率时，测量蓄电池的温度并记录下来，这点很重要。如图 6 所示，仅在 77℉以上 时，对数值的影响不大，但是在较低温度下，蓄电池的阻抗大幅增加。比较一段时间之后取得的数据时， 数值必须趋于正常，这样才能取得具有可比性的结果。

阻抗和导电性 VS.温度