۰ تا ۱۰۰ تست آمپدانس باتری یو پی اس

یکی از مهم ترین روش های تست و پایش وضعیت باتری های UPS، تست آمپدانس باتری یو پی اس یا تست امپدانس داخلی ( به انگلیسی Internal Impedance Test ) است. این تست در کنار تست های دیگری مثل تست دشارژ باتری UPS و تست مدار باز باتری UPS می تواند اطلاعات مفیدی را به کاربر ارائه دهد. اگر می خواهید بیشتر با این تست و کاربردهای آن آشنا شوید، در ادامه ی این مقاله با ما همراه باشید.

تست آمپدانس باتری UPS چیست؟

تست امپدانس باتری یو پی اس یک نوع تست غیرتهاجمی وضعیت باتری است که در حین بهره برداری روی باتری های UPS انجام می شود و از دقیق ترین روش ها برای تست باتری یو پی اس و پیش بینی خرابی باتری UPS به شمار می رود.

در واقع با تست امپدانس باتری UPS می توان مجموع مقاومت های داخلی، الکترولیتی و القایی باتری را اندازه گیری کرد و دریافت که باتری چقدر در برابر عبور جریان الکتریکی مستقیم (DC) یا متناوب (AC) از خود مقاومت نشان می دهد، بدون آنکه نیاز باشد سیستم را خاموش کنید و باتری ها را خارج کنید.

تفاوت آمپدانس و مقاومت چیست؟

مقاومت یک کمیت فیزیکی نرده ای یا اسکالر است که آن را با یک عدد بیان می کنند و در مدارهای الکترونیکی به صورت میزان مخالفت در برابر شارش جریان الکتریکی تعریف می شود که در نهایت به صورت گرما ظاهر می شود. واحد اندازه گیری مقاومت اُهم (Ω) یا میلی اُهم (mΩ) است.

اما آمپدانس در واقع یک کمیت فیزیکی است که آن را با یک عدد مختلط بیان می کنند. هر عدد مختلط در واقع دارای یک مولفه ی اندازه و یک مولفه ی فاز می باشد. واحد امپدانس نیز مثل مقاومت اُهم و یا میلی اُهم است.

در واقع مقاومت را مقاومت یک قطعه در برابر جریان مستقیم DC و امپدانس را برای مقاومت یک قطعه در برابر جریان الکتریکی متناوب AC تعریف می کنند.

آمپدانس Z شامل دو مولفه است:

مقاومت R : اصطکاک ذرات ماده در برابر شارش الکترون ها که در نهایت به صورت گرما تلف می شود.

رکتانس X : مقاومت قطعات در برابر میدان الکتریکی یا مغناطیسی ایجاد شده به واسطه ی اعمال ولتاژ و یا جریان. این مولفه در خازن ها و سلف ها وجود دارد.

کاربرد تست آمپدانس باتری UPS

آمپدانس یک باتری UPS نشانگر سلامت الکتروشیمیایی باتری است. به زبان ساده فرض کنید یک لوله ی آب داریم. بدیهی است که هرچه لوله تمیزتر باشد، آب راحت تر از آن عبور می کند. اگر جداره ی داخلی لوله زنگ بزند و یا جرم به خود بگیرد، آب سخت تر می تواند از درون آن عبور کند.

در مورد باتری ها هم این قضیه صدق می کند. اگر داخل باتری یو پی اس، رسوب، خوردگی، آسیب دیدگی و سولفاته بزند، جریان الکتریکی سخت تر عبور می کند و در حقیقت آمپدانس ایجاد می شود.

حتی اگر با تست ولتاژ باتری UPS متوجه شویم باتری ولتاژ خوبی دارد اما با تست آمپدانس متوجه شویم که امپدانس بالاست، نشانه ی ضعیف بودن باتری است و خرابی باتری UPS قریب الوقوع است.

معروف ترین برندهای دستگاه تستر امپدانس

شرکت های زیر از نام آشناترین شرکت های تولید کننده تجهیزات تستر امپدانس هستند:

دستگاه تستر امپدانس میگر Megger ( انگلیسی )

مدل های BITE2P Battery Impedance Tester و BITE2 دو مدل شناخته شده از این برند هستند که در بازار ایران هم موجود هستند. با این دو مدل امکان اندازه گیری های دقیق مقاومت هم باتری ها و هم سلول ها میسر است.

همچنین تستر میگر مدل BITE3 یک مدل جدید تر است که امکانات بیشتری دارد و قابلیت ثبت دقیق داده ها را دارد.

دستگاه تستر امپدانس هیوکی Hioki ( ژاپنی )

یکی از معروف ترین مدل های تستر امپدانس برند هیوکی ژاپن مدل BT4560 Battery Impedance Meter می باشد که برای تست امپدانس باتری های کوچک و سلول های داخلی باتری طراحی شده است و دقت بالایی دارد.

همچنین سری باتری های BT3554 series Battery Tester (BT3554-01, BT3554-10, BT3554-11) برند هیوکی نیز برای اندازه گیری امپدانس باتری های UPS محبوب هستند.

دستگاه تستر امپدانس فلوک Fluke ( امریکایی )

با دستگاه های تستر امپدانس Fluke 500 Series Battery Analyzer مانند مدل BT521 امکان انجام سریع تست باتری های یو پی اس وجود دارد. در این سری از تسترهای فلوک امکان آنالیز اتوماتیک، تحلیل خودکار و نمایش گراف ها فراهم شده است.

دستگاه تستر امپدانس تس TESS ( چینی )

شرکت تس در زمینه تسترهای باتری، تسترهای عایق، مولتی‌متر، آنالایزر کیفیت برق و تجهیزات تست قابل حمل ( پرتابل ) فعالیت دارد.

تسترهای مخصوص آمپدانس داخلی باتری (Battery Internal Resistance) از این برند، به‌طور خاص برای باتری‌های  VRLA، AGM، سرب-اسید، ژل و باتری‌های UPS طراحی شده‌اند.

تسترهای سری TESS PRO BITE Series مانند مدل TESS PRO BITE 2000 ، TESS PRO BITE 3000 مدل های پیشرفته و مدل TESS BRT-10 یک مدل اقتصادی تر از برند تس به حساب می رود.

قیمت رقابتی تسترهای امپدانس باتری این برند چینی در برابر همتایان اروپایی و امریکایی آن، محصولات این برند را در بازار ایران به گزینه ای محبوب برای کسانی که با برق سر و کار دارند کرده است.

روش انجام تست آمپدانس باتری UPS

برای انجام تست امپدانس باید از دستگاه تستر امپدانس استفاده است. شرکت های مختلفی این دستگاه های تستر امپدانس را تولید می کنند. دستگاه های تست امپدانس معمولاً دارای پراب های مخصوصی برای ولتاژ و جریان هستند و بعضی از مدل ها مجهز به یک نرم افزار تحلیلی نیز می باشند.

دستگاه تست امپدانس باتری در واقع یک جریان الکتریکی کم و ایمن را وارد باتری یو پی اس می کند و سپس امپدانس داخلی باتری UPS را اندازه گیری می کند. اگر این امپدانس بالا باشد، احتمالاً سلول های داخلی باتری مشکلی دارند و خرابی باتری نزدیک است و اگر عدد امپدانس کم باشد یعنی باتری سالم است.

برای تست امپدانس باتری UPS مراحل زیر را قدم به قدم دنبال کنید:

مرحله ۱: ابتدا باتری و اتصالات آن و دمای محیط را بررسی کنید. اگر همه عوامل نرمال بودند تست را شروع کنید.

مرحله ۲: پراب های ولتاژ را به دو سر ترمینال باتری یو پی اس ( برای اندازه گیری امپدانس کل )، و یا به دو سر ترمینال هر سلول جداگانه از باتری یو پی اس ( برای اندازه گیری امپدانس هر سلول ) وصل کنید.

مرحله ۳: دستگاه یک پالس فرکانسی کوتاه ۱ کیلوهرتزی ( ۱ kHz ) را ارسال می کند. زمانی که این پالس از باطری UPS عبور می کند، امپدانس اندازه گیری و در نرم افزار یا نمایشگر دستگاه ثبت و ذخیره می شود.

مرحله ۴: در این مرحله می توانید بسته به هدف خود از تست، مقدار ثبت شده برای امپدانس در مرحله ی قبل را با مقدار امپدانس اسمی باتری، و یا مقادیری که از قبل اندازه گیری کرده اید مقایسه کنید.

برای مثال محدوده ی نرمال و مناسب امپدانس برای یک باتری یو پی اس سرب اسیدی ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپر نو، ۳ تا ۵ میلی اهم می باشد. اگر امپدانس تا ۲۵% الی ۳۰% بیش از این محدوده نرمال رفته باشد، اصطلاحاً در آستانه ی هشدار قرار می گیرد و نشانه ی نزدیک بودن پایان عمر باتری است. اگر هم آمپدانس باتری UPS به میزان ۵۰% بیش از امپدانس اسمی آن رسیده باشد، باتری بایستی تعویض گردد.

در جدول زیر به طور خلاصه وضعیت باتری یو پی اس ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپر را بر طبق نتیجه ی تست آمپدانس مشاهده می کنید:

اگر دستگاه تستر شما دارای نرم افزار باشد، با انجام تست ها و ذخیره ی نتایج در حافظه، هر ماه تغییرات امپدانس به صورت یک نمودار ترسیم شده و هشدارهای لازم برای نزدیک بودن زمان تعویض برای هر باتری به شما داده می شود.

ضرورت انجام تست امپدانس باتری UPS

از مهم ترین دلایل انجام تست امپدانس می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تست امپدانس یک تست استاندارد است و با انجام مستمر آن می توان داده ها را به صورت سازمان دهی شده ذخیره کرد و وضعیت باتری های یو پی اس را تحت نظر گرفت.
• گاهی با وجود نرمال بودن ولتاژ در تست ولتاژ، باتری توان واقعی خود را به کار نمی گیرد. اینجاست که با انجام تست امپدانس می توان فهمید که باتری یو پی اس ضعیف شده است.
• با تست آمپدانس می توان قبل از اینکه باتری خراب شده و از کار بیفتد، پیش بینی کرد که آیا باتری به انتهای طول عمر خود نزدیک است یا نه.
• تست امپدانس، برخلاف تست دشارژ، بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه و جدا کردن باتری ها قابل انجام است. مثلاً در یک نیروگاه خورشیدی که تعداد زیادی باتری سولار دارد، بدون اینکه نیاز باشد نیروگاه برای انجام تست از کار بیفتد یا اصطلاحاً down شود، می توان فرآیند تست را انجام داد و بدین ترتیب از وقوع خسارت مالی ناشی از از کار افتادن سیستم برای مدتی جلوگیری کرد.
• با انجام تست آمپدانس باتری یو پی اس، می توان سلامت سلول های باتری های یک مجموعه را تک به تک سنجش کرد. به عنوان مثال، در یک بانک باتری با ۴۰ باتری ۱۲.۸ ولتی، با انجام تست آمپدانس متوجه می شویم که آمپدانس ۱۱ تا از این باتری ها ۳ میلی اُهم است، ولی آمپدانس یکی از باتری ها ۷ میلی اُهم می باشد و به سرعت می توان باتری که ایجاد اختلال کرده است را یافت و تعویض کرد.

چه عواملی بر تست آمپدانس باتری یو پی اس تأثیرگذار است؟

عوامل موثر بر تست امپدانس عبارتند از:

• دما: می دانیم که وقتی دما بالا می رود، مقاومت افزایش می یابد و برعکس، با کاهش دما و سردتر شدن نیز مقاومت کاهش می یابد. بنابرین لازم است که قبل از شروع تست چک کنید که دما در یک حالت متعادل و استانداردی باشد و همیشه در همان دما تست انجام شود تا نتایج با هم قابل مقایسه باشند.
• سولفاته داشتن باتری: چک کنید و مطمئن شوید که باتری های نباید سولفاته بسته باشند. سولفاته باتری نتایج را به شدت تحت تأثیر قرار داده و عدد امپدانس را بالاتر از مقدار واقعی نشان می دهند.
• شل بودن و ناقص بودن اتصالات: اگر از قبل تست نکنید که اتصالات محکم باشند، حین تست می بینید که نتایج ثابت نبوده و نوسان دارند و اعداد متغیر و تصادفی را مشاهده خواهید کرد.

مزیت های انجام تست امپدانس باتری یو پی اس

توصیه می کنیم تست امپدانس باتری UPS را به صورت دوره ای ( ماهانه یا فصلی ) بر اساس میزان مصرف و میزان حساسیت کاربرد دستگاه یو پی اس، انجام دهید و آن را جدی بگیرید. انجام این تست مزایای زیر را در پی خواهد داشت:

• ایجاد یک رکورد مرجع و مقایسه ی داده ها در طول زمان برای مدیریت و زمان بندی خرید و تعویض باتری نو
• پیش بینی و آگاهی به موقع از خرابی باتری ، قبل از آنکه باتری خراب شده و به سایر باتری های سیستم آسیب برساند و دستگاه را مختل کند.

نتیجه گیری

تست امپدانس باطری UPS یک تست موثر و حرفه ای، سریع و ایمن برای پایش و مانیتورینگ سلامت باتری های یو پی اس می باشد. با انجام این تست می توان از خرابی های ناگهانی و دردسرهای بعدی جلوگیری کرد و به موقع اقدام به تعویض باتری های خراب کرد.