Batterier er ikke «installer-og-glem»-installasjoner
Regelmessig testing av backup-batterier, spesielt de som brukes til nødforsyning, er helt avgjørende. Batterier står ofte ubrukt og ubemerket i lange perioder, og de gir få ytre tegn på forringelse eller feil. Hvis de derimot ikke leverer som forventet når de faktisk trengs, kan konsekvensene bli katastrofale.
De to mest brukte metodene for å vurdere batteritilstand er impedanstesting og utladningstesting. Impedanstesting er en online-test som kan utføres hyppig for å identifisere svake celler før de svikter. Testen estimerer hvilken ytelse som kan forventes fra batteriet i dets nåværende tilstand. Den gir verdifull informasjon, men resultatene er alltid beste estimater, ikke en definitiv vurdering.
I kontrast er utladningstest, også kjent som belastningstest eller kapasitetstest, en offline-test som måler faktisk ytelse fra hele batteristrengen. Dette er den eneste testen som nøyaktig kan måle reell kapasitet i en batteristreng, og derfor kreves den av IEEE-standardene. En utladningstest viser hva som faktisk vil skje dersom batteriet må overta lasten.
Relevante standarder er:
• IEEE 450-2002 – Anbefalt praksis for vedlikehold, testing og utskifting av åpne blyakkumulatorer (VLA) for stasjonære applikasjoner
• IEEE 1188-1996 – Anbefalt praksis for vedlikehold, testing og utskifting av ventilregulerte blybatterier (VRLA) for stasjonære applikasjoner
Siden utladningstester er tidkrevende og krever at batteriet tas offline, utføres de i de fleste tilfeller relativt sjelden.
Vanlige anbefalinger er å utføre testen når:
• Batteriet er nytt, som del av mottakstest
• Innen to år etter første test, av hensyn til garanti
• Deretter minimum hver 25 % av forventet levetid, eller hvert 6. år (det som inntreffer først)
• Årlig når batteriet har nådd 85 % av forventet levetid, eller hvis kapasiteten har falt mer enn 10 % siden forrige test, eller er under 90 % av produsentens spesifikasjon
• Impedansverdien har endret seg betydelig
Noen ganger uttrykkes det bekymring for at utladningstesting reduserer batteriets levetid. Det har til og med blitt kalt destruktiv testing, siden svake celler kan svikte under testen. Det er imidlertid langt bedre å avdekke svake celler under en kontrollert test enn når batteriet faktisk må levere last!
I teorien forkorter testen batteriets levetid noe. I praksis har et typisk batteri minst 1000 lade-/utladningssykluser, og utladningstester utføres vanligvis bare fire–fem ganger i løpet av hele levetiden. Dette utgjør en ubetydelig andel av de totale syklusene, og den praktiske påvirkningen på batteriets helse er neglisjerbar. Det er langt viktigere å kjenne den faktiske kapasiteten og vite at batteriet kan håndtere påkrevd last.
Problemfri utladningstesting
Selv om utladningstesting er den eneste sanne testen av batterikapasitet, krever den betydelig tid og innsats. Det er derfor viktig at testen gjennomføres riktig første gang.
Følgende trinn bidrar til dette:
1. Sørg for at batteriet har vært fullt oppladet (typisk via flotting/flytelading) i minst 72 timer før testen starter, slik at resultatene blir representative.
2. Utfør en impedanstest og mål motstanden i celleforbindelsene før utladningstesten. Dette sikrer at den elektriske banen er i orden før høy strøm påføres.
Figur 1: eksempel på resultattabell fra en utladningstest
Figur 2: oversikt over kapasiteten til Megger Torkel 900-serie
3. Bestem hvilken type utladningstest som skal utføres: konstant strøm, konstant effekt, konstant motstand eller lastprofil. Konstant strøm er mest brukt.
4. Kontroller utladningsspesifikasjonene for batteriet. Disse angir blant annet sluttsellspenning (typisk 1,75 V eller 1,8 V per celle for blybatterier) og utladingstabeller. Basert på dette kan testtid og tilhørende teststrøm velges. For eksempel vil en 5-timers test kunne kreve 19 A, avhengig av batterimodell.
5. Sørg for reservebatteribank hvis nødvendig, slik at lasten kan forsynes mens testbatteriet er offline, og for etterlading etter testen.
6. Verifiser at lastbanken tåler nødvendig strøm. For høye strømmer kan flere lastbanker parallellkobles, eller teststrømmen kan reduseres med lengre varighet.
Figur 3: tilkobling av testprober på en Megger Torkel
Figur 4: oppsett på utladningstest med Megger Torkel og Megger BVM
Figur 5: skjermbilde fra Megger Torkel som viser grensevderdiene for testen
7. Utfør sikre tilkoblinger mens batteriet fortsatt er koblet til laderen. Separate spenningsmåleledninger bør brukes for nøyaktig spenningsmåling uten påvirkning fra spenningsfall i strømkablene.
8. Overvåk individuelle cellespenninger. Dårlige celler utlades raskere og kan måtte forbikoples for å unngå polvending. Dette gjøres enklest med batterivoltmonitorer (BVM).
9. Programmer testparametrene: testmetode, temperatur, teststrøm, varighet, nominell kapasitet, varselgrenser og stoppgrenser.
10. Avbryt ikke testen når én celle når sluttsellspenning. Testen fortsetter til gjennomsnittlig cellespenning når sluttverdien.
11. Vær forberedt på å forbikople dårlige celler. IEEE tillater én pause for dette, med maksimal varighet på 10 % av testtiden eller 6 minutter.
12. Registrer flotting-spenning for hver celle (typisk rundt 2,2 V for blybatterier).
13. Forbered teststart: slå av laderen, koble fra last, og eventuelt overfør last til reservebatteri.
14. Start testen.
15. Overvåk sanntidsdata for å sikre stabil fremdrift.
16. Etter fullført test, lagre data og noter faktisk kapasitet. For tester ≥ 1 time kan kapasitet beregnes basert på faktisk og forventet utladingstid.
Den beregnede tiden frem til endespenning skal være oppgitt i batteriprodusentens dokumentasjon (se figur 1). Produsenten kan også angi temperaturkorreksjonsfaktoren; dersom dette ikke er tilgjengelig, kan verdiene angitt i IEEE 450 benyttes.
17. Koble batteriet tilbake til laderen. Merk at ladestømmen vil være høy i starten, og laderen må være i god teknisk stand.
En fornuftig investering
Batterier er kostbare og kritiske komponenter i moderne kraftsystemer. Det er derfor avgjørende at de vedlikeholdes riktig og at ytelsen vurderes regelmessig og nøyaktig. Nøkkelen er et testprogram som kombinerer rutinemessig impedanstesting med planlagte utladningstester med lengre intervaller.
Moderne testinstrumenter, som Meggers batteritestutstyr, gir pålitelige resultater og forenkler testarbeidet. For alle som er avhengige av batterier, er dette en investering som gir høy avkastning – ikke minst ved å redusere risikoen for svikt når batteriene trengs som mest.
Bruk av riktig testutstyr
For å gjennomføre impedanstesting og utladningstesting på en effektiv, sikker og repeterbar måte, lønner det seg å benytte dedikert testutstyr utviklet for formålet. Meggers BITE5 er godt egnet til impedans- og tilstandstesting av enkeltceller og batteristrenger, og gir et solid grunnlag for å overvåke utvikling over tid og identifisere svake celler tidlig. Ved utladningstesting gir TORKEL-serien presis og stabil lastkontroll, med fleksibilitet til å gjennomføre både konstant strøm- og effektprøver i henhold til IEEE-anbefalinger. Kombinert med BVM-er (Battery Voltage Monitors) for kontinuerlig overvåking av cellespenninger under testen, muliggjør dette en kontrollert gjennomføring av testene som er beskrevet i artikkelen, samtidig som risiko reduseres og datakvaliteten forbedres. Samlet bidrar dette til mer pålitelig dokumentasjon av batteriets faktiske kapasitet og tilstand.
Kilde: Megger
