durchgeführt werden? Wenn ein Schnelltest in 30 Minutenan einem 8-Stunden-System durchgeführt wird, dann erhältman nur sehr wenig Informationen (wie in Abbildung 7bildlich dargestellt). Aber, wenn der 30-minütigeBelastungstest an einem 30-Minuten-System durchgeführtwird, erhält man viele Informationen über die Restleistungder Batterie. Er ist nicht perfekt, da Unterschiede bezüglichder Leistung bei unterschiedlichen Raten existieren (dieseunterschiedlichen Raten sind der Grund dafür, warum eslanglebige und kurzlebige Batterien gibt). Obwohl sie nichtperfekt sind, sind solche Tests weit besser als gar nicht zuprüfen oder voll zu prüfen. Bei größeren Systemen wirdaufgrund der i 2 R -Erhitzung viel mehr Hitze erzeugt, als beikleineren Systemen. (Stellen Sie sicher, dass alleinterzellularen Verbindungen richtig eingestellt sind, damitvermeidbare Probleme, die Hauptstörungen während einesEntladungstests verursachen können, nicht auftreten.) DieInfrarotthermographie (IR) ist ein ausgezeichnetesWerkzeug, um festzustellen, ob und wo schwacheAnschlüsse existieren. Offensichtlich ist IR nur bei einerLadung wertvoll, die so hinreichend ist, dass sie Erhitzungverursacht. IR-Kameras sind kostspielig, aber ihr Gebrauchgeht weit über das Batterietesten in viele andere Bereicheder Wartung hinaus. Megger empfiehlt ihre Nutzungwährend eines Entladungstests. Entladungstests sind einwichtiger und erforderlicher Bestandteil jedes möglichenbis 5 Jahren) ein guter Zeitrahmen. Die Legierung derBatterie kommt genauso ins Spiel wie die Gefährlichkeit desAufstellungsortes. Zwischen den Belastungstests ist dieImpedanz ein ausgezeichnetes Werkzeug zum Bewertendes Batteriezustands, ohne dabei das Testprogramm zugefährden. Außerdem wird empfohlen, dass einImpedanztest gerade vor jedem Entladungstestdurchgeführt wird, um die Korrelation zwischen derRestleistung und der Impedanz zu verbessern.BATTERIEKONFIGURATIONENBatterien treten in verschiedenen Konfigurationen auf.Aufgrund der vielen Möglichkeiten, wie sie eingerichtetwerden können, ist die Anzahl der möglichenKonfigurationen endlos. Selbstverständlich spielt dieSpannung die größte Rolle in einer Batteriekonfiguration.Batterien haben Mehrfachposten für einen höherenStromverbrauch. Je mehr Strom von einer Batterie erbrachtwerden muss, desto größer müssen die Anschlüsse sein.Dies schließt Posten, interzellulare Anschlüsse, interzellulareStromschienen und Kabel ein.Einfach-Posten BatterienKleinere Batterieanlagen sind normalerweise dieeinfachsten und sind auch am leichtesten zu warten. Siehaben normalerweise Einpostenbatterien, die mitzuverlässigen, interzellularen Steckernangeschlossen werden. Häufig sind sieziemlich zugänglich, aber, weil sie kleinund gelegentlich in einer kleinenBohrung angebracht sind, können sie fürdie Prüfung und Wartung ziemlichunzugänglich sein.Vielfach-Posten BatterienBatterien mit mehreren Posten proPolarität beginnen schnell interessant zuwerden. Sie sind normalerweise größerund häufig kritischer.DATENANALYSEAbbildung 7: Graph eines TeillasttestsDas Wesentliche jeder Testmethode ist,Einzeltest%-AbweichungTrend%-Veränderung %-Veränderungwie man die Daten interpretiert, umetwas sinnvoll abzuleiten. Dasselbe giltfür Batterieprüfungen. Wenn die DatenBleisäure, geflutetBleisäure, VRLA, AGMBleisäure, VRLA, GelNiCd, gefluteteNiCd, versiegeltvom Durchschnitt510101515vom letzten Test233105aller Zellen20505010080handgeschrieben und anschließendabgelegt werden sollen oder wenn einAusdruck der Daten von einem Meßgerätgemacht werden soll und die Datenabgelegt sein sollen, dann gibt es keinenützliche Analyse, außer, wenn eineDringlichkeit genau in diesem Momentbesteht. Der wahre Wert vonBatterieprüfungen liegt darin, einen TrendBatterietestprogramms, jedoch müssen Kosten und Risikendarüber aufzuzeigen, ob Problememiteinander verglichen werden. Die Frequenz derunmittelbar bevorstehen oder weiter weg sind. DieEntladungstests ist normalerweise der Streitpunkt, nicht dieTrendbeobachtung von Batteriedaten, besonders derFrage, ob man Lasttests durchführt oder nicht. Die vomImpedanz, ist ein ausgezeichnetes Werkzeug für dieIEEE empfohlenen Praktiken spezifizieren zwar dieBudgetplanung. Wenn man eine Verringerung derFrequenz, aber im Allgemeinen sind ein paar Jahre (von 3Leistungsfähigkeit der Batterie mit der Zeit beobachtet,<strong>HANDBUCH</strong> <strong>ZUR</strong> BATTERIEPRÜFUNG 13
kann eine Entscheidung darüber getroffen werden, wannman eine Batterie ersetzt. Mit der Trendbeobachtungverringern sich die kurzfristigen Auswechslungen drastisch.Wenn eine Batterie das erste Mal getestet wird, kann diesBesorgnis verursachen, weil es keine Basiswerte gibt. Indiesen Fällen ist es gut, jede Zelle mit jeder anderen Zelle inder Kette zu vergleichen. Schwache Zellen fallen auf.Genau diese Zellen erfordern weitere Untersuchungen.Abbildung 8 liefert eine Richtlinie, abhängig von denZeitspannen in denen die Batterien getestet wurden.ZUSAMMENFASSUNG BATTERIE-TECHNOLOGIEWie man sieht, gibt es viel zu einer Batterie zu sagen. Sieist eine komplizierter, elektrochemischer Speicher. Sieoffenbart noch mehr Informationen, die tief in die Bereicheder Tafel-Kurven und der Depolarisierung eingreifen, aberhier nicht weiter betrachtet werden sollen. Im wesentlichenlässt sich sagen, dass sie für Batterienanlagen,Wartungspläne und ständige Beobachtung notwendig sind,um das Beste aus ihnen herauszuholen. Dies ist auch derHauptgrund, warum die Leute so viel für Batterienausgeben. Sie wollen die Verfügbarkeit von weit teurerenGeräten mit Batterien sicherstellen.LOKALISIERUNG VON ERDUNGSFEHLERN INGLEICHSTROMSYSTEMEN OHNE EINTEILUNGÜberblickDie Hauptzielsetzung einer Batterieanlage ist es, eine hoheVerfügbarkeit für industrielle, Verbraucher-, kommerzielleoder schützende Einrichtungen sicher zu stellen. DieseEinrichtungen schließen Notbeleuchtungmaßeinheiten,ununterbrechbare Energieversorgungen, kontinuierlicheProzesssysteme, funktionierende Kontrollen, Bauteile vonSchaltanlagen und schützende Relais mit ein.In Notsituationen ist es wichtig, dass diese Vorrichtungenkorrekt funktionieren. Der Ausfall des Gleichstromsystemsoder der Batterie kann zu Funktionsfehlern der Geräteführen, die an diesem System angeschlossen sind.Systemfehler können zu Einkommensverlusten,Gerätebeschädigung und/oder verletzten Personen führen.Gegeben sei nun eine allgemeine Situation: ein fließendesGleichstromsystem, welches Außenanlagen erschließt.Wenn eine Batterieanlage teilweise oder vollständig geerdetwird, bildet sich ein Kurzschluss in der Batterie. Dies kanndie schützende Vorrichtung im Anschluss dazu veranlassen,nicht richtig zu funktionieren, wenn sie benötigt wird.StromtestmethodenTraditionsgemäß mussten Versorgungunternehmen undIndustriekomplexe weite Strecken gehen, um Erdungsfehlerinnerhalb ihrer Batterieanlagen zu finden. Jedoch ist es einschwerer und zeitraubender Prozess, diesenBatterieerdungsfehler zu lokalisieren. Die aktuelleErdungsfehler-Lokalisierungsmethode bezieht Teilungenoder Unterbrechungen von Gleichstromabzweigungen mitein, um die Grundstörung zu lokalisieren. Die Teilungschaltet jedoch den Systemschutz ab und kann eineunbeabsichtigte Ausschaltung der Versorgung und desGenerators verursachen. Aus diesem Grund haben vieleVersorgungsunternehmen die Teilung verboten, obwohl siebis vor kurzem die einzige Methode zur Lokalisierung vonErdungsfehlern war.Eine bessere TestmethodeEntwicklungen haben zu einer besseren Testmethodegeführt. Das Einspeisen eines Niederfrequenz-Wechselstromsignals und dessen Verwendung hilft denErdschluss im Wechselstromsystem zu lokalisieren. DieseMethode kann durchgeführt werden, ohne dasWechselstromsystem zu teilen und sie verringert die Zeit derFehlerlokalisierung. Außerdem ermöglicht sie, dass derSystemschutz die ganze Zeit gewährleistet bleibt.Die Wechselstrom-Einspeismethode misst einfache odermehrfache Erdungsfehler, indem sie zuerst ein 20 HzNiederfrequenz-Wechselstromsignal zwischen dieStationserde und die Batterieanlage einspeist. In einemzweiten Schritt wird der resultierende Strom gemessen,indem man eine Stromzange am Stromtransformatorverwendet. Aus dem Messwert kann der Widerstandswerterrechnet werden, indem man die phasengleicheKomponente des periodisch durchlaufenden Stroms nutzt,was den Effekt der kapazitiven Ladung abweist. Folglichkann man sagen, dass, wenn das Signal amBatterieanschluss eingespeist und die Stromzange CT an dieabgehende Leitung angeschlossen wird, das Instrument dengesamten Erdungswiderstand, der auf der Batterieanlagevorhanden ist, misst. Wenn das CT an einerVersorgungsleitung festgeklemmt wird, misst es denErdungswiderstand an dieser Versorgungsleitung. Fehlerkönnen unabhängig von der Anzahl der Verteilerplattenoder der Stromkreise leicht verfolgt werden, weil der"Tracer" lediglich der Stärke des Wechselstromsignals folgt.Das System bleibt vollständig, weil es sich um einen Online-Wechselstromtest handelt, der so gestaltet wurde, dassSystemabschaltungen verhindert werden. Nach Einspeisungeiner Niederfrequenzwechselstrom-Wellenform, wird einWiderstandsfehler an einem Zweig der Batterieanlage durcheinen niedrigen Widerstandswert angezeigt. Wenn z.B. derGesamtwiderstand einer Batterieanlage mit 10 kOhmangezeigt wurde, deutet dies auf einen Widerstandsfehleran der Batterieanlage hin. Die Widerstandsfehler kannlokalisiert werden, indem man jeden einzelnen Stromkreisabklemmt, bis ein Widerstandswert von 10 kOhmgefunden wird.Es ist leicht erkennbar, dass diese Methodein einer geradlinigen Weise angepasst werden kann, umMehrfachfehler zu lokalisieren, indem man die Theorie derParallelpfade nutzt. Wenn beispielsweise ein Widerstand fürdas Gesamtsystem von 1 kOhm angezeigt wird und nur eineinziger Zweig einen Widerstand von 10 kOhm anzeigt,dann weiß der Nutzer, dass das System eine zweite Störunghat, weil der Widerstand des Gesamtsystems und derZweigwiderstand nicht zusammenpassen. Durch dieAnwendung der Wechselstromeinspeismethode werdenErdungsfehler in ungeerdeten Gleichstromsystemen einfach,geradlinig und sicher gefunden.14 <strong>HANDBUCH</strong> <strong>ZUR</strong> BATTERIEPRÜFUNG