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摘要：变电站蓄电池组是重要的变电设备之一，相关规程都对电池要进行测量的规定，由于电池体积大小不一、放置方法不同，型状不同、有上下层结构放置、也有平级放置、也有立式放置。测量起来十分困难。开发一种可以针对电池不同尺寸，不同行程调节的测量装置，减少测量时间、提高测量精度、减少测量时的劳动强度，增加测量准确性。本文分析了产品的构成，设备的实现和内部电路的构成等。成功开发一种便携式的多行程可调节的电池测量仪适合变电站工作人员的现场测量。解决测量不便、数据记录困难，做到实用性强的特点。
关键词：从行程；电池测量；便携式
1概述
蓄电池在变电站日常运行和维护中扮演着重要的角色，变电站正常运行时，变电站蓄电池处于浮充电备用状态，当变电站突发停电事故时，变电站蓄电池迅速向变电站中的控制装置、自动装置、保护装置以及通信装置等负荷提供电力。为了避免变电站蓄电池出现失效或是欠压等故障而影响到正常工作，有必要对变电站蓄电池进行日常测量，以便在变电站蓄电池出现故障时及时的进行更换。现有的电池测试仪一般体积较大，不方便工作人员携带，增加工作人员日常维护工作的额外负担。
本项目电池测量仪涉及一种便携式多行程电池测量仪，方便变电站电池测量，，DLT724-20000标准和国家电网公司的相关规定了电池每一个月要测量一次端电压，每年要测量一次电池内阻，传统的万用表测量电压需要一个测量一个人工记录，已无法满足现在工作的需求。
2项目提出的设想
本项目的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种便携式多行程电池测量仪。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：设计一种便携式多行程电池测量仪，包括电池测试仪本体，所述电池测试仪本体上滑动安装有手柄，所述手柄上靠近电池测试仪本体的侧面上设有两条平行的滑条，所述电池测试仪本体靠近手柄的侧面上设有与滑条相匹配的滑槽，且滑条一端插装在滑槽内，所述手柄远离电池测试仪本体的一端垂直固定有卡块，且卡块与滑条在同一侧面上，所述卡块上等距垂直设有插装柱，所述电池测试仪本体上开设有与插装柱相匹配的插装孔，所述电池测试仪本体远离手柄的侧面上两侧均开设有探针槽，所述探针槽内插装有探针，所述探针一端贯穿探针槽顶端的电池测试仪本体并延伸至探针槽外部，所述探针在探针槽内的底端上固定有固定螺栓，所述电池测试仪本体远离卡块的侧面上固定有把手。所述手柄上均布有防滑螺纹，所述防滑螺纹为橡胶制成。所述电池测试仪本体内部设有中央处理器、蓄电池和存储芯片，所述中央处理器通过导线分别连接有探针、蜂鸣器、仪表显示屏、调节按键、蓄电池和存储芯片，所述存储芯片通过导线连接USB插口，所述蓄电池通过导线分别连接有充电口和开关，所述蜂鸣器通过导线连接有报警灯，所述蜂鸣器、报警灯、仪表显示屏、调节按键和开关均设置在与探针槽同一侧面的电池测试仪本体上，所述USB插口和充电口均设置在电池测试仪本体侧面上。
本项目提出的一种便携式多行程电池测量仪，有益效果在于：手柄上设置的滑条与电池测试仪本体设置的滑槽相互配合，能够将手柄滑动收缩到电池测试仪本体背面，手柄上的插装柱插装到电池测试仪本体上的插装孔内，能够使得手柄固定在电池测试仪本体上，并且探针可在探针槽内收缩，进而能够对不同尺寸的电池进行测量。本发明体积小，手柄采用可收缩的设置方法，携带方便。
3项目的实现
变电站直流源由于设计不同，站用电容量一不致等问题，电池的放置方法，变电站电池的接线不同，造成的电池测量方法和检测点也不同。电池放置屏柜中的上下间隔也不尽相同，有的电池可用的都小是10厘米，造成电池测量时十分不方便，测时量时连手都无法进入，加上电池测量时的万用表笔更是无法测量，为完成电池的测量提出的一种便携式多行程电池测量仪，其结构主要是能根据不同的电池，可以调节电池之间的测量间距，满跳不同容量电池的需要示意图如图1所示。
整个测量仪包括了电池测试仪本体1、手柄2、滑条3、卡块4、插装柱5、探针槽6、探针7、固定螺栓8、蜂鸣器9、仪表显示屏10、开关11、报警灯12、把手13、防滑螺纹14、USB插口15、充电口16。
手柄做为测试时，握手的地方，使测试时，不需要把手放到屏柜上就可以测试。滑块和卡块安装于插装柱上，可能通过调节滑条的结构，使探针能左右距离的调节，测试时调节探针的间距，使电池的测试可以保证电池之间测试的方便。电池内阻测试、电池电压的测试就可以附合不同厂家的电池及不同放置方法的电池，固定螺栓是把调节好的测试间距进行固定，使每一次的测试可以保证不用再调节。仪表上的显示屏能显示测量的数据外还有一个蜂鸣器，如出现不正常的电池进行报警，发出报警声表示所测试的这只电池有故障或不正常的情况。装置上还设有开关，可以在使用与不用时关闭测试仪。设有USB接口用来文以下载数据和读写软件用的接口，充电口就是对仪器内部的工作电源进行充电。
4、内部结构原理
多行程电池测量仪结构图，包括电池测试仪本体1，电池测试仪本体1上滑动安装有手柄2，手柄2上均布有防滑螺纹14，防滑螺纹14为橡胶制成，手柄2上靠近电池测试仪本体1的侧面上设有两条平行的滑条3，电池测试仪本体1靠近手柄2的侧面上设有与滑条3相匹配的滑槽，且滑条3一端插装在滑槽内，手柄2远离电池测试仪本体1的一端垂直固定有卡块4，且卡块4与滑条3在同一侧面上，卡块4上等距垂直设有插装柱5，电池测试仪本体1上开设有与插装柱5相匹配的插装孔，手柄2上设置的滑条3与电池测试仪本体1设置的滑槽相互配合，能够将手柄2滑动收缩到电池测试仪本体1背面，手柄1上的插装柱5插装到电池测试仪本体1上的插装孔内，能够使得手柄2固定在电池测试仪本体1上，能够缩小整个装置的体积，方便工作人员的携带，减轻工作人员的日常检修的额外负担。
图2多行程电池测量仪的系统框图。
电池测试仪本体1远离手柄2的侧面上两侧均开设有探针槽6，探针槽6内插装有探针7，探针7一端贯穿探针槽6顶端的电池测试仪本体1并延伸至探针槽6外部，探针7在探针槽6内的底端上固定有固定螺栓8，电池测试仪本体1远离卡块4的侧面上固定有把手13，在实际进行测量时，能够根据蓄电池的尺寸大小，来进行调节探针7的长短，调节好以后拧紧固定螺栓8固定即可测量。
图3.内阻测试的内部结构图
电池测试仪本体1内部设有中央处理器就是主处理电路、蓄电池和存储芯片，中央处理器通过导线分别连接有探针7、蜂鸣器9、仪表显示屏10、调节按键、蓄电池和存储芯片，存储芯片通过导线连接USB插口15，蓄电池通过导线分别连接有充电口16和开关11，蜂鸣器9通过导线连接有报警灯12，蜂鸣器9、报警灯12、仪表显示屏10、调节按键和开关11均设置在与探针槽6同一侧面的电池测试仪本体1上，USB插口15和充电口16均设置在电池测试仪本体1侧面上，当蓄电池的电压或是电阻超过所设置的范围时，蜂鸣器9会发出警报，同时报警灯12也会闪烁，用来提醒工作人员此蓄电池出现了问题，需要及时更换或是维修。电压采样电路基础模块的设计思路首先是1V-24v电池电源经过电流型电压互感器使强电转换为0-1V弱电信号，再通过电流/电压变换电路使其输出电压为-1.5v~+1.5v，使电池在测量时不需要判定电池的正负极性，接着通过一个反相加法运算电路使其输出电压抬升为0~3v，最后经过一个二阶有源低通滤波电路对其进行滤波，滤除高频干扰信号，滤波后的信号平滑无畸变，最后用一迟滞比较器将正弦波变成方波信号。
思路：采样电池回路经过110K欧姆的电阻后电流变为2mA（有效值），经过2mA/2mA的精密电流型的电压互感器后电流仍未2mA，根据运放的虚短虚断的原理可知，运放输出的电压峰峰值为-1.5V到+1.5V。
计算过程为：1.8mA*580Ω*√2=1.47V（由于给的功率电阻是121K的，所以电流为1.8mA），设计电路首先在电脑上用软件仿真，以此来选取参数，不同的仿真软件可能有不同的结果，运放也会出现问题，不过通过不断的更改参数，不断的理论计算在仿真，最终出现了各部分波形图。
电源电路的实现：将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，整流给电池进行充电。电池的电压为12V，转换为+5V、-5V的电压给相关电路做为工作电源。
采样运算电路采用的的芯片是LM324，是四个运放集合在一个芯片上，布局方便，所用的元件少，电路最简单。测试中输出的信号有方波和正弦波，所造成的信号有一定的相位差，分析其原因是电阻参数选取的不合适，运放是用作电压比较器用，所以输入端电压越接近零越好。通过改变相关参数，最终确认，不同电池有充电、放电、浮充和均充中的所有状态下的检测结果基本符合要求。
作者简介：刘伟，专业从事于变电运行与试验管理，现就职于国网河南省电力公司商丘供电公司。
许明，专业从事于变电运行与试验管理，变电安全管理，电力设备试验、变电运行检修等工作，现就职于国网河南省电力公司商丘供电公司。