1、 第 12 章 通信电源系统日常维护测试本章内容 通信电源日常维护测试的基本要求和误差控制。 交流参数指标的测量。 温升、压降的测量。 整流模块的测量。 直流杂音电压的测量。 蓄电池组的测量。 柴油发电机组的测量。 接地电阻的测量。 机房专用空调的测量。 本章重点 温升、压降的测量。 直流杂音电压的测量。 蓄电池组的测量。 接地电阻的测量。 本章难点 通信电源日常维护测试的误差控制。 蓄电池组容量的测量。 整流模块的测量。 本章学时数 8 课时。 学习本章目的和要求 理解通信电源日常维护测试的基本要求和误差控制。 掌握交流参数指标；温升、压降的测量方法和指标。 掌握整流模块的各种性能的测试。
2、理解直流杂音电压概念以及测试的注意事项，掌握杂音电压测试方法和指标。 掌握蓄电池组标识电池选择、端压均匀性判断、极柱压降测量和容量判断方法。 掌握柴油发电机组绝缘电阻、输出电压、频率、正弦畸变率、功率因数、噪声的测 量方法及指标。 掌握接地电阻直线布极法的测量。 了解空调的构造，掌握机房专用空调高低压力的测试及制冷、加热、除湿、加湿等 功能的测试。 12.1 通信电源日常维护测试概述通信网络的正常运行，首先要求通信电源系统必须安全、可靠地运行。而供电网络的安全运行，归根结底是电源网络各种设备运行参数必须符合指标的要求，包括电压、电流、功率、功率因数、谐波、杂音电压、接地电阻以及温升等等。所以为
3、了使供电质量满足通信网络的要求，从而保证通信网络的良好运行，必须对电源网络的各种参数进行定期或不定期的测量和调整，以便及时的了解电源网络的运行情况。12.1.1 测量操作的基本要求随着电源技术的发展，电源设备种类很多，并且各类设备均有不同的技术指标要求，因而对供电网络各种运行参数进行测量时必须针对不同的设备采取不同的测试仪表和测试方法。但各类运行参数的测量也有相同的操作规范，以保证测试过程的安全性和检测参数的准确性。以下各点是对测量操作的基本要求。 被测参数的测量精度与选用的仪表，测量方法，测量的环境等有一定的关系。在通常情况下，一般性的测量调试对仪表精度要求不太高，在 13范围内即可，在要求
4、高精度的测试中，要尽量选用高精度等级的测量仪表，一般要求精度等级高于 0.5 级。 仪表在进行测量之前，一般应根据要求进行预热和校零。 被测试信号的幅值必须在测试仪表的量程范围以内。当不明被测信号电压值的范围时，可将仪表的量程放在最大档，待知道被测信号范围后，再把仪表的量程放在适当位置上进行测试，避免损坏仪表或造成测量不准。 保证仪表接线正确，以免损坏仪表。 在测量中，表笔和被测量电路要牢靠接触，尽量减小接触误差，同时要防止短路，烧坏电路或仪表。 由于大部分仪表属于电磁类仪表，所以测量时仪表周围应避免强磁场的干扰，以免影响测量精度。12.1.2 测量的误差控制 测量是为确定被测对象的量值而进行
5、的实验过程。一个量在被观测时，该量本身所具有的真实大小称为真值。在测量过程中，由于对客观规律认识的局限性、测量器具不准确、测量手段不完善、测量条件发生变化及测量工作中的疏忽或错误等原因，都会使测量结果与真值不同，这个差别就是测量误差。不同的测量，对其测量误差的要求也不同。但随着科学技术的发展和生产水平的提高，对减小测量误差提出了越来越高的要求。对很多测量来说，测量工作的价值完全取决于测量的准确程度。当测量误差超过一定程度，测量工作和测量结果不但变得毫无意义，甚至会给工作带来很大危害。1测量误差的定义测量误差就是测量结果与被测量真值的差别。通常可分为绝对误差和相对误差。（1）绝对误差绝对误差=测
6、得值 真值 （12-1）真值虽然客观存在，但要确切地说出真值的大小却很困难。在一般测量工作中，只要按规定的要求，达到误差可以忽略不计，就可以将它来代替真值。满足规定准确度要求，用来代替真值使用的量值称为实际值。在实际测量中，常把用高一等级的计量标准所测得的量值作为实际值。所以式（12-1）可表示为：绝对误差=测得值 实际值 （12-2）绝对误差可以是正也可以是负。（2）相对误差绝对误差的表示方法有它的不足之处，这就是它往往不能确切地反映测量的准确程度。例如，测量两个频率，其中一个频率 f1=1 000Hz，假设其绝对误差为 1Hz；另一个频率 f2=1 000 000Hz，其绝对误差假设为 1
7、0Hz。尽管前者绝对误差小于后者，但我们并不能因此得出 f1 的测量较 f2 准确的结论。为了弥补绝对误差的不足，提出了相对误差的概念。 相对误差相对误差=(绝对误差/实在值)100 （12-3）相对误差也叫相对真误差。它是一个百分数，有正负，但没有单位。 相对额定误差相对额定误差=(绝对误差/仪表最大量程)100 （12-4）相对额定误差也叫允许误差。它也是一个百分数，有正负，没有单位。仪表的准确度等级（简称仪表等级）就是根据允许误差的纯数值来划分的。例如，某仪表表盘上写有 1.5 表示 1.5 级的仪表，其允许误差就是1.5。由式（12-3）和式（12-4）可导出，相对误差等于相对额定误差
8、乘以仪表的额定值（最大量程），再与被测值（实在值）之比，即相对误差=(相对额定误差仪表最大量程)/实在值 （12-5）例如，用一个准确度为 1.5 级，量程为 100A 的电流表分别去测 80A 和 30A 的电流，问测量时可能产生的最大相对误差各为多少？测 80A 时的相对误差=(1.5100)/80=1.875测 30A 时的相对误差=(1.5100)/30=4.999可见，被测值相比仪表的最大量程越小，则测量的误差越大。这就是使被测值在仪表刻度的 2/3 以上区间，可以减小测量误差，提高测量准确度的道理。2测量误差的分类根据测量误差的性质和特点，可将它分为系统误差、随机误差和粗大误差三大
9、类。（1）系统误差系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时按某种规律而变化的误差。造成系统误差的原因很多，常见的有：测量设备的缺陷、测量仪表不准、测量仪表的安装放置和使用不当等。例如：电表零点不准引起的误差；测量环境变化，如温度、湿度、电源电压变化、周围电磁场的影响等带来的误差；测量时使用的方法不完善，所依据的理论不严密或采用了某些近似公式等造成的误差。（2）随机误差随机误差是指在实际相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差。随机误差主要是由那些对测量值影响较微小，又互不相关的多种因素共同造成的。例如，热骚动，噪声干
10、扰，电磁场的变化，空气扰动，大地微振以及测量人员感觉器官的各种无规律的微小变化等。一次测量的随机误差没有规律，不可预定、不能控制也不能用实验的方法加以消除。（3）粗大误差粗大误差是指超出在规定条件下预期的误差，也就是说在一定的测量条件下，测量结果明显偏离了真值。粗大误差也称为寄生误差，它主要是由于读数错误、测量方法错误、测量仪器有缺陷等原因造成的。粗大误差明显地歪曲了测量结果，因此对应的测量结果（称为坏值）应剔除不用。3测量的正确度、精密度和准确度正确度是表示测量结果中系统误差大小的程度。精密度是表示测量结果中随机误差大小的程度，简称精度。测量值越集中，测量精度越高。 如果测量的正确度和精密度
11、均高，则称为测量的准确度高，准确度表示测量结果与真值的一致程度。在一定条件下，我们总是力求测量结果尽量接近真值，即力求准确度高。4误差的控制和处理 （1）随机误差的控制和处理随机误差变化的特点是：在多次测量中，随机误差的绝对值实际上不会超出一定的界限，即随机误差具有界限性；绝对值相等的正负误差出现的机会相同，即随机误差具有对称性；随机误差的算术平均值随着测量次数的无限增加而趋于零，即随机误差具有低偿性。因此，我们可以通过多次测量取平均值的方法来消弱随机误差对测量结果的影响。（2）系统误差的控制和处理对待系统误差，很难说有什么通用的方法，通常是针对具体测量条件采用一定的技术措施。这些处理主要取决
12、于测量人员的经验、学识和技巧。但是，对系统误差的处理，一般总是涉及以下几个方面： 设法检验系统误差是否存在。 分析可能造成系统误差的原因，并在测量之前尽力消除。测量仪器本身存在误差和对仪器安装、使用不当，测量方法或原理存在缺点，测量环境变化以及测量人员的主观原因都可能造成系统误差。在开始测量以前应尽量消除这些误差来源或设法防止测量受这些误差来源的影响，这是消除或减弱系统误差最好的方法。在测量中，除从测量原理和方法上尽力做到正确、严格外，还要对测量仪器定期检定和校准，注意仪器的正确使用条件和方法。例如仪器的放置位置、工作状态、使用频率范围、电源供给、接地方法、附件以及导线的使用和连接都要注意符合
13、规定并正确合理。对测量人员主观原因造成的系统误差，在提高测量人员业务技术水平和工作责任心的同时，还可以从改进设备方面尽量避免测量人员造成的误差。例如用数字式仪表常常可以减免读数误差。又如用耳机来判断两频率之差，由于人耳一般不能听到 16Hz 以下的频率，所以会带来误差，若把耳机指示改成用示波器或数字式频率计指示，就可以避免这个误差。测量人员不要过度疲劳，必要时变更测量人员重新进行测量也有利于消除测量人员造成的误差。 在测量过程中采用某些技术措施，来尽力消除或减弱系统误差的影响。虽然在测量之前注意分析和避免产生系统误差的来源，但仍然很难消除产生系统误差的全部因素，因此在测量过程中，可以采用一些专
14、门的测量技术和测量方法，借以消除或减弱系统误差。这些技术和方法往往要根据测量的具体条件和内容来决定，并且种类也很多，其中比较典型的有零示法、代替法、交换法和微差法等。 设法估计出残存的系统误差的数值或范围。有时系统误差的变化规律过于复杂，采取了一定的技术措施后仍难完全解决；或者虽然可以采取一些措施来消除误差源，但在具体测量条件下采取这些措施在经济上价格昂贵或技术上过于复杂，这时作为以中治标的办法，应尽量找出系统误差的方向和数值，采用修正值的方法加以修正。例如，可在不同温度时进行多次测量，找出温度对测量值影响的关系，然后在实际测量时，根据当时的实际温度对测量结果进行修正。 12.2 交流参数指标
15、的测量在供电系统中，交流供电是使用最普遍、获取最容易的一种供电方式，也是最重要的一种供电方式。电信企业对电源的不可用度有着严格的要求，重要的局站均要求实现一类市电供电方式。掌握交流电量参数的定义和测量方法是动力维护人员做好动力维护工作的基础，也是需要掌握的最基本的技能。12.2.1 交流电压的测量电流的方向、大小不随时间而变化的电流称为直流电流。大小和方向随时间而变化的电流称为交变电流简称交流电。常见的交变电流（即电厂供应的交流电）是按正弦规律变化的我们称之为正弦交流电。交流电压又可分为峰值电压、峰峰值电压、有效值电压和平均值电压等四种。交流电压的测量通常使用万用表、示波器或交流电压表（不低于
16、 1.5 级）。测量方法主要有直读法和示波器测量法。（1）直读法测量根据被测电路的状态，将万用表放在适当的交流电压量程上，测试表棒直接并联在被测电路两端，电压表的读数即为被测交流电源的有效值电压。以上方法适用于低压交流电的测量。对于高压电，为了保证测试人员和测量设备的安全，一般采用电压互感器将高压变换到电压表量程范围内，然后通过表头直接读取。在电压测量回路中，电压互感器的作用类似于变压器。值得一提的是进行电压互感器的安装和维护时，严禁将电压互感器输出端短路。常用的交流电压表和万用表测量出的交流电压值，多为有效值。通过交流电压的有效值，经过相应的系数换算，可以得到该交流电源的全波整流平均值、峰值
17、和峰峰值。表 12-1 中列出了各种交流电源的有效值，全波整波平均值、峰值和峰峰值的转换关系，供测量电压时查阅。（2）示波器测量法用示波器测量电压，不但能测量到电压值的大小，而且能正确地测定波形的峰值、周期以及波形各部分的形状，对于测量某些非正弦波形的峰值或波形某部分的大小，示波器测量法是必不可少的。用存储示波器测量电压时，不但可以利用屏幕上的光标对波形进行直接测量，并且能够将存储下来的波形复制到计算机中以便日后进行比较和分析。用示波器可以测出交流电源的峰值电压或峰峰值电压。如果需要平均值电压或有效值电压，可以通过表 12-1 给出的系数进行换算。12.2.2 交流电流的测量交流电流的测试一般
18、选用精度不低于 1.5 级的钳形表、电流表或万用表。测试大电流时，一般选用交流钳形表测量。测试时将钳形表置于 AC 档，选择适当的量程，张开钳口，将表钳套在电缆或母排外，直接从钳形表上读出电流值。测试接线如图 12-1（a）所示。如果被测试的电流值与钳形表的最小量程相差很大时，为了减少测量误差，可以将电源线在钳形表的钳口上缠绕几圈，然后将表头上读出的电流值除以缠绕的导线圈数，测试接线如图 12-1（b）所示。 测量精度要求较高且电流不大时，应选用交流电流表（或万用表）进行测量。测量时将电流表串入被测电路中，从表上直接读出电流值。测试接线如图 12-2 所示。 12.2.3 交流输出频率的测量频
19、率的测量可选用电力谐波分析仪、通用示波器以及带频率测试功能的万用表、频率计等仪表。应该注意，测量柴油发电机的输出频率时，负载容量不能超出柴油发电机的额定输出容量，否则会影响其输出频率。1选用电力谐波分析仪的测量方法选用万用表或电力谐波分析仪进行测量时，将万用表打在电压档，将两根表棒并接在被测电路的两端，直接从表头上读出频率值。选用万用表进行测试时，则应该将万用表的功能档打在频率档。其他测试要求与电力谐波分析仪相同。2示波器测量法用示波器测量频率的方法有多种，如扫速定度法，李沙育图形法，亮度调节法等，但在电源设备的维护中最常用的方法为扫速定度法。目前常用的示波器有工作频率 40MHz 的 SS-
20、7804 双踪示波器和100MHz 的 SS-8608 存储双踪示波器，只要简单的操作即能显示稳定波形，测量简单准确，相应操作方法将在实训中作进一步说明。 12.2.4 交流电压波形正弦畸变因数的测量在电源设备中，除了线性元件外，还大量使用各种非线性元件，如整流电路、逆变电路、日光灯和霓虹灯等。非线性元件的大量使用使得电路中产生各种高次谐波。高次谐波在基波上叠加，使得交流电压波形产生畸变。为了反应一个交流波形偏离标准正弦波的程度，把交流电源各次谐波的有效值之和与总电压有效值之比称为正弦畸变因数，也称为正弦畸变率。用 RMS（THD-R）表示。也可以用交流电源各次谐波的有效值之和与基波电压有效值
21、之比表示，用（THD-F）表示。正弦畸变率为无量纲量。 如果供电系统正弦畸变率过大，则会对供电设备、用电设备产生干扰，使通信质量降低。严重的时候甚至会造成通信系统误码率增大，用电设备如开关电源、UPS 退出正常工作，也可能造成供电系统跳闸。特别是 3 次、5 次、7 次、9 次谐波，应引起电源维护人员的注意。在对称三相制中三相电流平衡，且各相功率因数相同则零线电流为 0。如果电流中存在 3 和 3 的倍数次谐波，各相的谐波电流不再有 120的相位差的关系，它们在零线中不但不能相互抵消，反而叠加在一起，使得零线 3 和 3 的倍数次谐波电流值为相线中的 3 倍。过大的零线电流，不但增加线路损耗，
22、还会引起零地间电压过高，线路采用四极开关时可能会引起开关跳闸。另外，由于 5 次、7 次电压谐波的波峰和 50Hz 基波的波峰重合，叠加后严重影响交流电压波形。测试仪表可选用电力谐波分析仪 F41B 或失真度测试仪。测试电压谐波时电力谐波分析仪直接并接在交流电路上，调整波形/谐波/数字按钮至谐波功能档，直接读出被测信号的谐波含量。 12.2.5 三相电压不平衡度的测量三相电压不平衡度是指三相供电系统中三相电压不平衡的程度，用 eU 表示它是指电压负序分量有效值和正序分量有效值的百分比。三相电流不平衡度用 ei 表示。 测量三相电压不平衡度首先要求测出三相供电系统的线电压，然后再采用作图法、公式
23、计算法或图表法求出。其中公式计算法较为繁琐，图表法不够准确，较简单的方法是作图法，以下介绍作图法的步骤。测出三相电压后，以三相电压值为三角形的三条边作图，如图 12-3 所示，图中 AB、 BC、 CA 为所测得的三相线电压， O 和 P 是以 CA 为公共边所做的两个等边三角形的两个顶点，电压不平衡度按下式计算：eU=OB/PB=UP/UN100式中： eu电压不平衡度；UP电压的正序分量，V；UN电压的负序分量，V。需要说明的几个问题： 正序分量是将不对称的三相系统按对称分量法分解后，其对称而平衡的正序系统中的分量。 负序分量是将不对称的三相系统按对称分量法分解后，其对称而平衡的负序系统中
24、的分量。 图中 OB、 PB 的值，可用直接测量法求得。12.2.6 交流供电系统的功率和功率因数的测量在目前的电源系统维护中，电力谐波分析仪 F41B 是测量功率和功率因数最方便的仪表。用 F41B 进行测量时，只需将红表棒搭接在相线上，黑表棒搭接在零线上，电流钳按正确的电流方向套在相线上。将 V/A/W 功能键设定在功率档，波形/谐波/数值功能键设定在数值档，便可以从表头上直接读出视在功率（ S）、有功功率（ P）、无功功率（ Q）和功率因数（ PF）。如果三相负载平衡，只需测出其中一项的参数即可，其他两相参数与该相参数相同。如果用电设备内部采用三角形接法，即只有三根相线而没有零线时，测量
25、该设备的三相功率时需要调整电压表棒和电流钳的接法。具体接法为：红表棒搭接在其中一相（A 相），黑表棒搭接在另一相（B 相），用电流钳来测量余下的那一相（C 相）电流，然后从电力谐波分析仪 F41B 的表头上直接读出三相用电设备的功率参数。 功率和功率因数的测量也可采用有功功率表、无功功率表来测量，或者采用电压表、电流表、功率因数表来测量，根据测出的数据，按照定义中给出的相互关系，求出其他参数，在此不作详述。交流参数表如表 12-2 所示。 12.3 温升、压降的测量12.3.1 温升的测量1温升的定义及其影响我们知道供电系统的传输电路和各种器件均有不可消除的等效电阻存在，线路和器件的连接肯定会
26、有接触电阻的产生。这使得电网中的电能有一部分将以热能的形式消耗掉。这部分热能使得线路、设备或器件的温度升高。设备或器件的温度与周围环境的温度之差称为温升。 很多供电设备对供电容量的限制，很大程度上是出于对设备温升的限制，如变压器、开关电源、UPS、开关、熔断器和电缆等。设备一旦过载，会使温升超出额定范围，过高的温升会使得变压器绝缘被破坏、开关电源和 UPS 的功率器件烧毁、开关跳闸、熔断器熔断、电缆橡胶护套熔化继而引起短路、通信中断，甚至产生火灾等严重后果。所以电力维护人员对设备的温升值应该引起高度的重视。通过对设备温升的测量和分析，我们可以间接地判断设备的运行情况。部分器件的温升允许范围如表
27、 12-3 所示。 12.3 温升、压降的测量12.3.1 温升的测量1温升的定义及其影响我们知道供电系统的传输电路和各种器件均有不可消除的等效电阻存在，线路和器件的连接肯定会有接触电阻的产生。这使得电网中的电能有一部分将以热能的形式消耗掉。这部分热能使得线路、设备或器件的温度升高。设备或器件的温度与周围环境的温度之差称为温升。 很多供电设备对供电容量的限制，很大程度上是出于对设备温升的限制，如变压器、开关电源、UPS、开关、熔断器和电缆等。设备一旦过载，会使温升超出额定范围，过高的温升会使得变压器绝缘被破坏、开关电源和 UPS 的功率器件烧毁、开关跳闸、熔断器熔断、电缆橡胶护套熔化继而引起短
28、路、通信中断，甚至产生火灾等严重后果。所以电力维护人员对设备的温升值应该引起高度的重视。通过对设备温升的测量和分析，我们可以间接地判断设备的运行情况。部分器件的温升允许范围如表 12-3 所示。 2温升的测量方法红外点温仪是测量温升的首选仪器。根据被测物体的类型，正确设置红外线反射率系数，扣动点温仪测试开关，使红外线打在被测物体表面，便可以从其液晶屏上读出被测物体的温度，测得的温度与环境温度相减后即得设备的温升值。有些红外点温仪还可设定高温告警值，一旦设备温度超出设定值，点温仪便会给出声音告警。红外点温仪常见物体反射率系数如表 12-4 所示。注意事项： 被测试点与仪表的距离不宜太远，仪表应垂
29、直于测试点表面。 仪表与被测试点之间应无干扰的环境。 对测试点所得的温度以最大值为依据。12.3.2 接头压降的测量由于线路连接处不可避免地存在接触电阻，因此只要线路中有电流，便会在连接处产生接头压降。导线连接处接头压降的测量，可用三位半数字万用表。将测试表笔紧贴线路接头两端，万用表测得的电压值便为接头压降。无论在什么环境下都应满足：接头压降3mV/100A （线路电流大于 1 000A）接头压降5mV/100A （线路电流小于 1 000A）下面的例子说明如何判断接头压降是否满足要求。例如：某导线中实际负载电流为 4 000A，在某接头处测得的接头压降为 100mV，则标准情况下压降为 10
30、0mV/4 000A=2.5mV/100A50mV（不合格）。但若以每个电池间的最大差值90 mV 为标准时，则 2.25 2.16=90mV 就为合格值。这表示以平均电压50mV 为高标准。3标示电池一组蓄电池容量的多少，决定于整组电池中容量最小的一只单体电池，也就是以电池组中最先到达放电终止电压的那只电池为基准。因此，对电池组容量的检测总是着重对电池组中容量最小的电池进行监测。这些有代表性的单体电池被称之为标示电池。标示电池的选定应在电池放电的终了时刻查找单体端电压最低的电池一至二只为代表，但标示电池不一定是固定不变的，相隔一定时间后应重新确认。如果端电压在连续三次放电循环中测试均是最低的
31、，就可判为该组中的落后电池。电池组中有明显落后的单体电池时应对电池组进行均衡充电。当电池组处于浮充状态时，标示电池电压在整组电池中不一定是最低的，甚至是最高的。也就是说，端电压最低的电池其容量不一定是最小的，如果一只电池端电压超出平均电压很多，如达到 2.5V 以上时，很可能该电池已经失水过多，电解液浓度过高，该电池的容量往往不足。4电池极柱压降（1）极柱压降的产生及影响蓄电池组由多只单体电池串联组成，电池间的连接条和极柱的连接处均有接触电阻存在。由于接触电阻的存在，在电池充电和放电过程中连接条上将会产生压降，该压降我们称之为极柱压降。接触电阻越大，充放电时产生的压降越大，结果造成受电端电压下
32、降而影响通信，其次造成连接条发热，产生能耗。严重时甚至使连接条发红，电池壳体熔化等严重的安全隐患。因此，需要在电池安装完成以及平时维护中对电池组的极柱压降进行定期的测量。根据信息产业部发布的通信用阀控式密封铅酸蓄电池的相关要求，蓄电池按 1h 率电流放电时，整组电池每个极柱压降都应小于 10mV。在实际直流系统中，如果蓄电池的放电电流不满足 1h 率时，必须将测得的极柱压降折算成 1h 率的极柱压降，然后再与指标要求进行比较。极柱压降过大，可能是由于极柱连接螺丝松动，或者连接条截面过小所至，当极柱压降不能满足要求时，需根据实际情况进行调整，或拧紧电池连接条。（2）极柱压降的测量极柱压降的测量需
33、要直流钳形表、四位半数字万用表，极柱压降必须在相邻两只电池极柱的根部测量。具体测量步骤如下： 调低整流器输出电压或关掉整流器交流输入，使电池向负载放电。（使得流过极柱之间的电流较大且稳定，便于测量的准确性。） 过几分钟，待电池端电压稳定后测得放电电流及每两只电池间的极柱压降，如图 12-6 所示。 由将测得的极柱压降折算成 1h 率的极柱压降，然后再与指标要求进行比较。【例 12-3】有一组 48V/500AH 的电池组，在对实际负载放电时的电流为 125A 时，测量每两只电池根部间的连接压降，其最大的一组为 4.8mV。试分析极柱压降是否满足要求？我们知道 1h 率放电电流 I1=5.5I1
34、0=5.550=275(A)，则 1h 率放电时的极柱压降为： 因为 DU=10.6mV10mV，所以极柱压降不合格。5电池室环境对电池的影响由于蓄电池充放电过程实际是电化学反应的过程，周围环境的温度对其影响非常明显。不同的温度情况下它的内阻及端电压将发生变化，在相同浮充电压情况下它的浮充电流不同。例如：一组电池浮充电压均为 2.25V。环境温度为 2022时，浮充电流约 34mA/100Ah环境温度为 3436时，浮充电流约 105mA/100Ah环境温度为 4045时，浮充电流约 300mA/100Ah即温度越高，浮充电流越大。电池室温度一般要求控制在 25，浮充电压为 2.25V，浮充电
35、流在45mA/100Ah 左右，为了能控制这一电流值，在不同温度时开关电源应能自动调整浮充电压，即要求开关电源具有输出电压的自动温度补偿功能。环境温度每升高 1，每只单体浮充电压降低 3mV，反之则亦然。需要指出的是，电池浮充电压温度补偿范围一般限制在 338之间。超出这一范围时，浮充电压不再继续升高或降低。另外，由于阀控电池的排气阀的打开与关闭决定于电池壳体内外的气压差。如果电池所使用的地区气压较低，则充电时容易造成电池排气阀在电池内部压力相对较低时便自动打开，从而引起电池失水，容量下降。因此，当使用地区气压较低时，蓄电池组应降低容量来使用。 12.6.2 蓄电池组容量的测量蓄电池组所有的技
36、术指标中，最根本的指标为电池容量。对常规指标的测量其最终目的是为了直接或间接地监测电池容量、维持电池容量。电池维护规程中规定，如果电池容量小于额定容量的 80时，该电池可以申请报废。否则当电池容量不足，且维护人员对该电池的性能没有明确了解时，一旦交流停电就很容易造成通信网络供电中断事故。电池容量的测试，对于防酸隔爆型电池可通过观察电池极板，测量电解液比重和液位的高低来估计电池容量的多少；对于密封阀控电池，除了测量电池端电压外，目前只能通过放电才能知道它的容量大小。虽然有厂家推荐用电导仪测量电导来推算电池容量，但发现误差大并且不稳定，在此不作推荐。电池容量的检测方式根据电池是否与直流系统脱离可以
37、分成离线式和在线式。根据放电时放出容量的多少，可以分成全放电法、核对性容量试验法和单个电池（标示电池）核对性容量试验法。根据直流供电的实际情况两者可以灵活组合，得到离线式全容量测试、离线式核对性容量测试、在线式全容量测试以及在线式核对性容量测试等方法。蓄电池组容量的测量最常用的工具仪表是直流钳形表、四位半数字万用表和恒流放电负载箱、计时器和温度计等。仪表精度应不低于 0.5 级。如果进行标示电池核对性容量试验，则需要单体电池充电器。最近几年推出的蓄电池容量测试仪配置有测试所需的整套装备，包括负载箱、电流钳、单体电压采集器、容量测试监测仪以及相应的电池容量分析软件。蓄电池容量测试仪可以保证电池恒
38、流放电，同时可以通过设定放电时间、电池组总电压下限、单体电压下限和放电总容量等参数来保证电池放电的安全性。配合容量分析软件，可以提供放电时各单体电池的电压特性比较曲线、放电电流曲线、总电压曲线、单体与平均电压曲线和单体电池容量预估图等。尽管进行核对性容量试验时，蓄电池容量测试仪最后提供的单体电池容量分析结果并非十分精确，但该仪器对电池容量的测试可以提供极大的便利和帮助。 1离线式全容量测试离线式全容量测试一般适用于新安装的电池，并且直流系统尚未带载重的设备，即使交流停电，也不会对网络造成严重影响。全容量放电试验是最准确的一种测试方法。需要进行全容量放电试验时，应该事先根据电池厂家的要求，对电池
39、进行必要的均充或一定时间的浮充。 具体的测量步骤如下：（1）将充满的蓄电池组脱离供电系统并静置 10h24h。（2）开始放电前检查开关电源、交流供电和柴油发电机组是否正常。（3）测量蓄电池组的总电压和单体电池电压、周围环境温度，接好负载箱。如果采用蓄电池容量测试仪进行电池容量测量，则正确连接容量测试仪，设置各项放电控制参数。（4）打开负载，让蓄电池开始放电，记录放电开始时间。放电时尽量控制放电电流保持平稳。（5）放电期间应持续测量蓄电池组的总电压、各单体电压和放电电流，测量时间间隔为：10h 率放电每隔 1h 记录一次，3h 率放电每隔 0.5h 记录一次，1h 率放电每隔 10min 记录一
40、次。（6）采用电池容量测试仪进行测量时，容量测试仪能够自动记录放电时间、放电电流和电池电压等参数。此时操作人员需要用钳形表与万用表测量放电电流和电池电压，并与容量测试仪进行比较，以判断容量测试仪的测量精度。（7）通过多次测量，找出电压最低的两只电池作为标示电池。标示电池应作为重点观察对象。（8）放电接近末期时要随时测量电池组的总电压和单体电压，特别是标示电池的端电压。一旦有电池端电压达到放电终止电压，则立即切断电源，记录放电终止时间。（放电终止电压的确定参见表12-7。）（9）放电结束后，蓄电池静止 20 分钟后，电池电压一般可以回升到 48V 以上。（10）调整直流系统输出电压，使直流系统与
41、蓄电池组电压偏差在 1V 以内，将该组电池重新接入直流系统。（11）根据电池要求，正确设置开关电源参数，对电池组进行均充。待电池充电完成后再进行第二组电池容量的测试。（12）根据测量数据进行电池容量的核算。如果放电电流较为平稳，则放电电流乘以放电时间即为蓄电池组的实测总容量。Cr=It其中： Cr蓄电池测试容量，单位为安时（AH）；I蓄电池放电电流，单位为安培（A）；t蓄电池总放电时间，为结束时间减去开始时间，单位为小时（H）。如果每次测量时放量电流有较大波动，为减少电池容量的计算误差，应改用下式计算电池的实测容量：其中： Cr蓄电池测试容量，单位为安时（AH）；In各次测量得到的蓄电池放电电
42、流，单位为安培（A）；tn测量时间间隔，单位为小时（H）。最后根据蓄电池放电率及放电时的环境温度，将实测容量按下式换算成 25时的容量：式中： t放电时的环境温度；K温度系数；10h 率放电时 K=0.006/3h 率放电时 K=0.008/1h 率放电时 K=0.01/h蓄电池有效放电容量（见表 12-7）；Cr 试验温度下的电池实测容量；Ce电池组额定容量。【例 12-4】一电池组额定容量为 500AH，按全放电法测电池容量，测得实际放电时电流为 73A，此时电池室温度为 20，当放电 5 小时 55 分钟时，测得一组电池中最低一只电池（标示电池）端电压为1.8V，立即停止放电，恢复整流器
43、供电，并核算该电池组的容量。实际放电容量：Cr=It=73(5+55/60)=432(AH)查表可得电池组进行的是 6 小时率的放电，有效放电容量 h=87.6，环境温度为 20。因为 514AH (500AH80)，所以该组电池的容量合格。注意事项：蓄电池组进行离线式全容量测试准确性较高，但是安全性较差。在线式电池容量放电试验，虽然安全性较高，但是在多组电池同时进行放电时，如果各组电池的性能差异较大，则相互间放电电流会有较大的差别。对于性能较差的一组电池，其放电电流小于其他电池组。又由于各组电池并联工作，相互间总电压相同，因此该电池组虽然性能较差，但是单体电池电压的变化相对而言比较均匀，这造
44、成了落后电池不容易被发现。当然最后可以通过各组电池的放电电流大小以及实际放出的容量来判断该组电池的性能好坏，只是可能会出现较大的误差。如果为了准确找出标示电池并测量电池组容量，对在线使用的蓄电池组进行离线式容量测量时，以下几点需要引起高度重视。（1）如果只有一组蓄电池，在离线测量时一旦交流供电中断，会立即造成通信设备停电事故。因此这种情况下只能采用在线式核对性容量试验，不允许进行离线测试。（2）如果有两组以上蓄电池并联工作时，可以将其中一组蓄电池脱离直流系统进行容量测试，其余电池仍然在线工作。这样即使交流停电，可以由在线工作的蓄电池来保证通信设备的供电，以免网络瘫痪。但在蓄电池组数较少，特别是
45、一共只有两组蓄电池时，下面几点仍然值得注意： 一旦交流停电，此时负载电流将全部由其余的在线蓄电池组承担，因此进行离线测量时必须首先测量负载电流，并判断各电池组连接电缆、熔丝能否承受该负载电流，能承受多长时间，该时间段内油机能否成功启动等。 进行 1/3 容量核对性试验，放电结束电池终止电压可以达到 48V（单体电压为 2.0V）,停止放电后将该电池组放置一段时间，总电压可以上升到 50V。待电池电压稳定后，通过调低整流器输出电压与电池电压偏差小于 1V 时才将该电池重新投入直流系统。2核对性容量试验在实际操作中，对于性能比较接近的电池组一般采用在线式核对性容量测试。核对性容量试验通常按 3h
46、率的放电电流进行 1 小时放电，即放出电池总容量的三分之一左右。电池放电结束时，将各单体电池端电压与厂家给出的 3h 率标准放电曲线（或电池端电压参数表）进行对比，若曲线下降斜度与原始曲线基本接近，说明该电池的容量基本不变，如果电池放电曲线斜率明显比标准曲线陡，即放电终止时电池端电压明显低于标准参数，则说明电池容量变化明显。但整组电池的实际容量只能靠维护人员的维护经验进行估测，或通过蓄电池容量测试仪进行估测，误差相对较大。由于核对性容量测试只放出部分容量（一般为 3040），即使放电结束时交流停电，电池组仍然有 60以上的容量可供放电，因此较为安全。核对性容量试验要求对电池进行大电流（5h 率
47、以上）放电，不然电压变化缓慢，不易分辨，并要求有原始的放电电压变化曲线才能对容量进行核对。测量方法与步骤：（1）检查市电、油机和整流器是否安全、可靠。记录电池室温度。（2）检查当前直流负载电流，如果负载电流过小，则接上直流负载箱并进行相应的设定，使总放电电流超过 5h 率放电电流的要求。（3）调低整流器输出电压为 46V，由电池组单独放电。记录放电开始时间。（4）测量电池放电电流，核算放电电流倍数。（5）测各电池端电压，经过数次测量找出标示电池。（6）当放电容量已达电池额定容量的 3040，或者整组电池中有一只电池（标示电池）端电压到达三分之一放电容量的电压值时，停止放电，恢复整流器供电并对电
48、池组进行均充。记录放电终止时间。（7）绘出放电电压曲线，与标准曲线进行比较，估算容量。蓄电池组容量的估算非常复杂，影响电池容量估算的因素很多，很难做到准确估算。进行放电容量试验时，简单的容量估算可以按照以下方式进行：首先根据放电电流和表 12-7 的参数，估算放电小时率 h，如果放电电流与 12-7 表中提供的数据不能准确对应，则在相邻的放电率参数间进行适当的调整。如放电电流为 2.3I10 时，可以取放电率 h 为 3.5。其次是根据电池放电的终止电压，核查该电压在厂家提供的放电曲线中的放电时间 t0（单位为小时）。 Cg=Crht0h式中： Cg 电池组估测容量；Cr 电池组至放电结束时的
49、实测容量；h 电池放电小时率。如果放电电流不是标准的放电率，则按比例在相邻的放电率间调整，见表 12-7；h该放电率下电池的有效放电容量，见表 12-7。如果放电试验时环境温度不为 25，则还要进行电池容量的折算，方法前面已述。【例 12-5】某组电池额定容量为 1 000AH，原始 3 小时率放电电压变化曲线（室温 25）如图 12-7所示。现作核对性部分容量（30）放电试验。实际放电电流 250A，放电时室内温为 27。当放电48 分钟时，标示电池电压值为 2.000V，停止放电恢复整流器供电，分析放电特性。图 12-7 电池 3 小时率放电原始曲线根据原始放电曲线，进行 3 小时率放电，放电 1 小时端电压应该为 2.000V，250A 的放电电流刚好为3 小时率放电。现在放电时间为 48 分钟最低端电压
