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摘要：蓄电池作为变电站直流电源的来源，对变电站安全运行发挥着至关重要的作用，蓄电池的安全稳定运行与其内阻息息相关，内阻大的蓄电池组必须进行及时更换，否则会造成变电站的安全隐患，所以及时准确掌握蓄电池内阻情况是确保蓄电池安全运行的前提和保证。本文着重就蓄电池内阻测试测量为课题加强研究，希望相关研究成果能在实践中得到运用。
关键词：变电站;蓄电池;内阻测试
前言
变电站内直流电源是电力系统控制和保护的基础，为了保障站内直流电源正常供给，需要对站内的蓄电池进行定期试验。试验过程的其中一个重要环节就是测试所有单节蓄电池的内阻和电压。对于测试单节蓄电池的内阻和电压，传统的测试方法是一人负责手持试验插针测试电池，一人手持测试仪器进行读数，一人手写记录。这样的方法存在以下不足：一是作业风险大，变电站设备均是带高压电的，安全风险很高;二是操作不方便，一个人要完成的多项任务，很容易造成手忙脚乱，造成安全隐患;三是作业人数多;四是对蓄电池进行长时间的放电检测存在很大安全风险;五是会造成蓄电池容量的减小，蓄电池充电过程和放电过程均是化学反应，此化学反应理论上说是可逆的，但实践中并没有完全没有损耗的化学反应，因此每个蓄电池组的寿命一定的，均是由蓄电池充放电次数决定的。所以作为蓄电池来说，不宜实施频繁的充电和放电。此外，在蓄电池容量下降到80%以下时，其各项性能指标将会急剧下降，这会极易导致重大安全隐患。且通过大量的试验得出，蓄电池的容量和内阻是成反比的，电池容量的较小必然伴随着内阻的增大。
一、影响蓄电池内阻的主要因素
通过大量的理论研究和实践验证，以下几点因素对蓄电池内阻影响较大。
一是使用时间的长短。蓄电池在充电和放电过程中，其内部物质是发生變化的，比如水分的失去，电解液的挥发蒸发和板栅的逐步侵蚀，如果处于一个长期的放电状态中，其极板将会出现变形，如果放电过度，整个蓄电池的容量也将会大幅下降，根据上述“蓄电池容量和内阻成反比”理论，其内阻必然逐渐增加。
二是电荷量的大小。总所周知，蓄电池主要由电解液、极板、电极等组成，不同蓄电池的极板活性以及电解液活性有着较大的差异，这也导致蓄电池的内阻也存在较大差异，在具体工作实践中，蓄电池的载荷量也存在较大的差异性。
三是周围环境的温度。周边环境温度的升高对于蓄电池内部的电解液有着较大的影响，其反应物的分解速度等也相应加速，电荷的运输速度也相应加快，物质迁移的速度和化学反应的速度等均相应加速，导致蓄电池自身内阻的降低。反之，随着环境温度的降低，蓄电池的内阻将会升高。因此不同厂家生产、不同型号、不同类别的蓄电池其所用的材质、结构均有着较大的差异性，对于内阻的影响是巨大的。
四是测量信号频率。目前我们研究对蓄电池内阻的测试其实就是测量蓄电池的阻抗，在物理学中，阻抗这一概念也包含了电池的容抗，容抗的值与测量信号频率息息相关，这也是导致蓄电池内阻测试数据不够精确的主要原因。如果要得到较为精确的结果，必须根据测量信号的电流电压相位关系，对电容值于数据的干扰实施排除，使得测量信号的频率与数据检测不具备关联性，也就是在不管任何频率下的信号测量，确保其内阻测量数据的唯一性和精准性。
二、内阻测试主流方式方法介绍
（一）电流冲载放电
电流冲载放电就是指用动态较大的电流冲击负载的测试方法，具体操作为：在电池的两级通过电线对负荷实施连接，根据所得出的电压和电流计算得出内阻，这也是较为常规的计算方式方法，计算公式为内阻=（蓄电池电动势-蓄电池电压）/放电电流，式中蓄电池电压指的是接入负载后的回路电压，式中的电动势指的是电池在空载是的电压。前者为闭路电压，后者为开路电压，在计算时要注意电压的科学区分。
此种计算方式的主要缺点是：一是由于蓄电池一般处于浮充状态，切换到放电情况下，具有很大的不确定性和不稳定性，同时其也具备一定的离散性;二是电压很难实施准确的取值，放电时间对于电压具有较大的影响;三是电压在实施放电时会发生不同程度的改变，在计算过程中一般会选取电压较为稳定的阶段，获得一个阶段的幅值。在工作实践中，使用该方式获得的数据不具备重复性;四是在线测试具有一定的安全隐患，实践中仅能实施离线测试;五是电流曲线的获取一般会采取大电流，对蓄电池的伤害较大。
（二）瞬间大电流实施放电
与上一种方法不同的是，该方法主要采取直流大电流放电，且时间较短，其主要原理是，利用好当前较为前沿的瞬间技术优势。蓄电池在与其负载断开的瞬间，电动势会立即恢复，利用好这一机制，负载在接入后实施开关打开的瞬间，就可以读取其瞬间数据，利用瞬间得出的电流差和电压差，就可以较为准确的计算出蓄电池的内阻值，瞬间电流的电流值通常也较大，一般为60安培至80安培。
使用该方法实施测量其优缺点如下：优点是测量的内阻值较为准确，可靠性稳定性较高，精度也达到一定的水平。缺点是流过电路的电流值较大，这就需要蓄电池与负载的稳定可靠连接，反之会产生不良电弧，严重的会发生安全事故。
（三）小电流放电测试法
小电流放电测试主要采用的直流小电流，其基本操作为：让一个电阻与蓄电池实施串联，构成一个最简单的回路，当电流流过串联电阻和蓄电池内阻时，均会产生一定的电流分配，计算出分别消耗的电能，在这一方法中，小电流值是已知的，串联电阻值是已知的，从而得出蓄电池的内阻。该方法的优点是：一是具备较好的安全性，电流值较小，也不会对蓄电池造成损害;二是具备较好的抗干扰性，外部环境等对其干扰度不大，测出的数据值也较为稳定;三是具备较强的实时性，得出结果比较快。从众优点来看，此测量方法具备其他两种测量方法显著的比较优势，且该方式具备较强的模块化特征，为后续的智能化和数字化发展提供了思路和遵循，在构建测量系统时也较为便捷，具备较好的市场前景和发展潜力，比较适合于市场的推广。 三、试验测试比对
对当前几个比较主流的内阻测试法实施比对，先对蓄电池先计算出其平均值，后实施逐个比对，如果发现内阻值较高的电池，可以再实施核对性比对，通过检测发现故障。对于容量均可以满额的电池组，其每节的电池内阻是不同的，对内阻较高的电池实施核对性测试时，其容量仍然可以达到100%。造成这种现象的原因很多，其中有周围环境温度湿度的原因，还有制造工艺、生产批次的原因，还有加工方式的原因等等，因此采取此种方式进行几种方式的横向对比是不可行的，无法取得较为准确的结果。
如采用纵向对比法，就是在不同的时间内对同一个蓄电池实施内阻的测定，然后实施结果的比对，这一思路常常被运用到实践中，通常以容量为100%的蓄电池内阻为基准，如果测得的内阻值大于基准值的一半时，基本可以确定其容量仅能达到80%，如果测得的内阻值大于基准值的30%甚至更低时，基本可以确认该蓄电池处于临界状态，需要实施进一步的激活或其他活化举措，在工作实际中，该方法是被认定了的，具备可靠性和稳定性，测得的数据值也较为准确，鉴别的准确度也较高。
四、蓄电池内阻测试应用发展趋势
介于目前市场对蓄电池内阻测试高效化、便捷化、智能化的要求，智能化发展应该是该类产品的主要发展趋势，某公司就研制出了具備数据测量、数据显示、数据储存以及数据无线传输等功能于一身的智能手套，其功能较为强大，在手套指套位置设置了测试插针，主要用来测量两级。在其背部安装有液晶屏，可适时显示测量数据，且具备较强的数据保存功能，自动分析记录功能。且其可以通过无线传输方式实施数据的传输。该测试装备具有用人少，安全好以及智能化程度高等特点，其主要原理就是：一是用锁相放大器测量电池内阻的原理。当信号源给电池注入一个交流信号，测量出由此信号在电池两端产生的电压信号和回路的电流，就可计算出电池的内阻。同时采用锁相放大器就可以有效克服外界干扰，获得比较稳定的电压数据。二是无线传输技术。在线路板上增加WIFI传输模块，不需连接数据线，即可实现数据无线传输到终端。三是高度集成化。用体积更小的微处理芯片及线路板，实现全套设备安装并工作于一只安全绝缘手套上，从测量、分析到观察、存储全部置于安全手套上，彻底摒弃固定形状的笨重测量设备。
五、结语
本文主要针对三种当前主流的测试方式进行了阐述，比较三种测试方式的优劣点，后为准确鉴别落后蓄电池进行了试验对比法的研究，从中也得出了较为科学的结论，最后实施了发展趋势展望。对于蓄电池内阻测试的研究是一个发展的过程，还需要广大电力研究人员不断掌握前沿，追求卓越。
参考文献：
[1] 顾华，曹基南，沈晓峰.变电站蓄电池内阻测量方法优化及应用设计[J].电气设计，2019，11：67-68.
关键词：变电站;蓄电池;内阻测试
前言
变电站内直流电源是电力系统控制和保护的基础，为了保障站内直流电源正常供给，需要对站内的蓄电池进行定期试验。试验过程的其中一个重要环节就是测试所有单节蓄电池的内阻和电压。对于测试单节蓄电池的内阻和电压，传统的测试方法是一人负责手持试验插针测试电池，一人手持测试仪器进行读数，一人手写记录。这样的方法存在以下不足：一是作业风险大，变电站设备均是带高压电的，安全风险很高;二是操作不方便，一个人要完成的多项任务，很容易造成手忙脚乱，造成安全隐患;三是作业人数多;四是对蓄电池进行长时间的放电检测存在很大安全风险;五是会造成蓄电池容量的减小，蓄电池充电过程和放电过程均是化学反应，此化学反应理论上说是可逆的，但实践中并没有完全没有损耗的化学反应，因此每个蓄电池组的寿命一定的，均是由蓄电池充放电次数决定的。所以作为蓄电池来说，不宜实施频繁的充电和放电。此外，在蓄电池容量下降到80%以下时，其各项性能指标将会急剧下降，这会极易导致重大安全隐患。且通过大量的试验得出，蓄电池的容量和内阻是成反比的，电池容量的较小必然伴随着内阻的增大。
一、影响蓄电池内阻的主要因素
通过大量的理论研究和实践验证，以下几点因素对蓄电池内阻影响较大。
一是使用时间的长短。蓄电池在充电和放电过程中，其内部物质是发生變化的，比如水分的失去，电解液的挥发蒸发和板栅的逐步侵蚀，如果处于一个长期的放电状态中，其极板将会出现变形，如果放电过度，整个蓄电池的容量也将会大幅下降，根据上述“蓄电池容量和内阻成反比”理论，其内阻必然逐渐增加。
二是电荷量的大小。总所周知，蓄电池主要由电解液、极板、电极等组成，不同蓄电池的极板活性以及电解液活性有着较大的差异，这也导致蓄电池的内阻也存在较大差异，在具体工作实践中，蓄电池的载荷量也存在较大的差异性。
三是周围环境的温度。周边环境温度的升高对于蓄电池内部的电解液有着较大的影响，其反应物的分解速度等也相应加速，电荷的运输速度也相应加快，物质迁移的速度和化学反应的速度等均相应加速，导致蓄电池自身内阻的降低。反之，随着环境温度的降低，蓄电池的内阻将会升高。因此不同厂家生产、不同型号、不同类别的蓄电池其所用的材质、结构均有着较大的差异性，对于内阻的影响是巨大的。
四是测量信号频率。目前我们研究对蓄电池内阻的测试其实就是测量蓄电池的阻抗，在物理学中，阻抗这一概念也包含了电池的容抗，容抗的值与测量信号频率息息相关，这也是导致蓄电池内阻测试数据不够精确的主要原因。如果要得到较为精确的结果，必须根据测量信号的电流电压相位关系，对电容值于数据的干扰实施排除，使得测量信号的频率与数据检测不具备关联性，也就是在不管任何频率下的信号测量，确保其内阻测量数据的唯一性和精准性。
二、内阻测试主流方式方法介绍
（一）电流冲载放电
电流冲载放电就是指用动态较大的电流冲击负载的测试方法，具体操作为：在电池的两级通过电线对负荷实施连接，根据所得出的电压和电流计算得出内阻，这也是较为常规的计算方式方法，计算公式为内阻=（蓄电池电动势-蓄电池电压）/放电电流，式中蓄电池电压指的是接入负载后的回路电压，式中的电动势指的是电池在空载是的电压。前者为闭路电压，后者为开路电压，在计算时要注意电压的科学区分。
此种计算方式的主要缺点是：一是由于蓄电池一般处于浮充状态，切换到放电情况下，具有很大的不确定性和不稳定性，同时其也具备一定的离散性;二是电压很难实施准确的取值，放电时间对于电压具有较大的影响;三是电压在实施放电时会发生不同程度的改变，在计算过程中一般会选取电压较为稳定的阶段，获得一个阶段的幅值。在工作实践中，使用该方式获得的数据不具备重复性;四是在线测试具有一定的安全隐患，实践中仅能实施离线测试;五是电流曲线的获取一般会采取大电流，对蓄电池的伤害较大。
（二）瞬间大电流实施放电
与上一种方法不同的是，该方法主要采取直流大电流放电，且时间较短，其主要原理是，利用好当前较为前沿的瞬间技术优势。蓄电池在与其负载断开的瞬间，电动势会立即恢复，利用好这一机制，负载在接入后实施开关打开的瞬间，就可以读取其瞬间数据，利用瞬间得出的电流差和电压差，就可以较为准确的计算出蓄电池的内阻值，瞬间电流的电流值通常也较大，一般为60安培至80安培。
使用该方法实施测量其优缺点如下：优点是测量的内阻值较为准确，可靠性稳定性较高，精度也达到一定的水平。缺点是流过电路的电流值较大，这就需要蓄电池与负载的稳定可靠连接，反之会产生不良电弧，严重的会发生安全事故。
（三）小电流放电测试法
小电流放电测试主要采用的直流小电流，其基本操作为：让一个电阻与蓄电池实施串联，构成一个最简单的回路，当电流流过串联电阻和蓄电池内阻时，均会产生一定的电流分配，计算出分别消耗的电能，在这一方法中，小电流值是已知的，串联电阻值是已知的，从而得出蓄电池的内阻。该方法的优点是：一是具备较好的安全性，电流值较小，也不会对蓄电池造成损害;二是具备较好的抗干扰性，外部环境等对其干扰度不大，测出的数据值也较为稳定;三是具备较强的实时性，得出结果比较快。从众优点来看，此测量方法具备其他两种测量方法显著的比较优势，且该方式具备较强的模块化特征，为后续的智能化和数字化发展提供了思路和遵循，在构建测量系统时也较为便捷，具备较好的市场前景和发展潜力，比较适合于市场的推广。 三、试验测试比对
对当前几个比较主流的内阻测试法实施比对，先对蓄电池先计算出其平均值，后实施逐个比对，如果发现内阻值较高的电池，可以再实施核对性比对，通过检测发现故障。对于容量均可以满额的电池组，其每节的电池内阻是不同的，对内阻较高的电池实施核对性测试时，其容量仍然可以达到100%。造成这种现象的原因很多，其中有周围环境温度湿度的原因，还有制造工艺、生产批次的原因，还有加工方式的原因等等，因此采取此种方式进行几种方式的横向对比是不可行的，无法取得较为准确的结果。
如采用纵向对比法，就是在不同的时间内对同一个蓄电池实施内阻的测定，然后实施结果的比对，这一思路常常被运用到实践中，通常以容量为100%的蓄电池内阻为基准，如果测得的内阻值大于基准值的一半时，基本可以确定其容量仅能达到80%，如果测得的内阻值大于基准值的30%甚至更低时，基本可以确认该蓄电池处于临界状态，需要实施进一步的激活或其他活化举措，在工作实际中，该方法是被认定了的，具备可靠性和稳定性，测得的数据值也较为准确，鉴别的准确度也较高。
四、蓄电池内阻测试应用发展趋势
介于目前市场对蓄电池内阻测试高效化、便捷化、智能化的要求，智能化发展应该是该类产品的主要发展趋势，某公司就研制出了具備数据测量、数据显示、数据储存以及数据无线传输等功能于一身的智能手套，其功能较为强大，在手套指套位置设置了测试插针，主要用来测量两级。在其背部安装有液晶屏，可适时显示测量数据，且具备较强的数据保存功能，自动分析记录功能。且其可以通过无线传输方式实施数据的传输。该测试装备具有用人少，安全好以及智能化程度高等特点，其主要原理就是：一是用锁相放大器测量电池内阻的原理。当信号源给电池注入一个交流信号，测量出由此信号在电池两端产生的电压信号和回路的电流，就可计算出电池的内阻。同时采用锁相放大器就可以有效克服外界干扰，获得比较稳定的电压数据。二是无线传输技术。在线路板上增加WIFI传输模块，不需连接数据线，即可实现数据无线传输到终端。三是高度集成化。用体积更小的微处理芯片及线路板，实现全套设备安装并工作于一只安全绝缘手套上，从测量、分析到观察、存储全部置于安全手套上，彻底摒弃固定形状的笨重测量设备。
五、结语
本文主要针对三种当前主流的测试方式进行了阐述，比较三种测试方式的优劣点，后为准确鉴别落后蓄电池进行了试验对比法的研究，从中也得出了较为科学的结论，最后实施了发展趋势展望。对于蓄电池内阻测试的研究是一个发展的过程，还需要广大电力研究人员不断掌握前沿，追求卓越。
参考文献：
[1] 顾华，曹基南，沈晓峰.变电站蓄电池内阻测量方法优化及应用设计[J].电气设计，2019，11：67-68.