Применение датчиков ДИРА для оценки состояния стартерных АКБ в динамических пусковых режимах ДГУ

В общем виде процесс запуска ДВС (двигатель внутреннего сгорания) выглядит так:

рис 1. Напряжение на выводах стартерной АКБ запуск ДГУ INMESOL AL-22

Как видно на графике, характерной особенностью этого процесса является провал напряжения на выводах АКБ.

Для обеспечения работоспособности ДГУ в момент запуска всё электрооборудование должно гарантированно работать в условиях пониженного напряжения. Другими словами, во время запуска величина напряжения не должна быть ниже минимального рабочего напряжения, а длительность провала ниже минимального рабочего напряжения не должна превышать допустимой для того или иного оборудования.

Величина и время провала напрямую зависят от нескольких факторов. Одним из них является техническое состояние стартерной АКБ на данный момент времени, а конкретнее – способность обеспечить заявленный производителем стартерный ток (по сути обеспечить нормальную разрядную характеристику).

ПРИМЕЧАНИЕ: Величину  пускового тока указывают на корпусе изделия в одном из принятых стандартов: EN (Стандарт Евросоюза),  DIN (Германия) и SAE (США).
1) европейский стандарт (Europa Norm): разрядка аккумулятора  происходит до 7,5В, в течение 10 секунд и  при температуре минус  18 °С.
2) немецкий (Deutsche Industrie Norm): во время испытания аккумулятор разряжают до  9,0 В, в течение 30 секунд при той же температуре;
3) американский стандарт; аккумулятор разряжается в течение 30 секунд до напряжения 7,2В, при аналогичных температурных условиях;
Наиболее близким к нашему ГОСТУ является немецкий стандарт, который отмечается на большинстве батарей из Европы. 

Вопрос в том, как обеспечить проверку состояния стартерных АКБ на удалённых ДГУ и своевременно выявить выходящую из строя батарею?

1. В режиме «Дежурство», когда ДГУ стоит и работает устройство подзаряда, замеры напряжения элементов и плотности электролита, как показывает практика, почти никогда не позволяют выявить АКБ, которая вскоре «подведёт» при запуске.

2. Также из практики известно, что критичный провал напряжения при запуске выдают АКБ со сроком эксплуатации от 1,5 до 5 лет. К сожалению четкого узкого диапазона по сроку эксплуатации нет, поэтому способ менять АКБ на ДГУ, скажем, каждые 1,5-2 года имеет право на существование, но не экономичен. Тут выбор за владельцем оборудования.

3. Как вариант, регулярно проводить КТЦ стартерных АКБ. Но, учитывая, что стартерные АКБ могут отказывать в работе весьма неожиданно (данный запуск удачен, а уже следующий – нет), проводить КТЦ надо часто. Как вариант, раз в квартал. Это большие трудозатраты и время.

4. А можно контролировать параметры провала (величину и длительность) при каждом реальном пуске ДГУ. Для этого могут подойти датчики ДИРА от ООО «Бэттери Сервис Групп». Остаётся выяснить, какая скорость срабатывания ДИРА по заданному параметру. Будет ли в принципе «отслежен» достаточно короткий провал при запуске ДГУ ?

Стоит определить (или приблизиться к определению) собственно критерий, когда АКБ считать непригодной к дальнейшей эксплуатации.

Вот ниже пример, когда при запуске провал был такой, что панель управления MicsTelys2 отключалась, прекращался цикл запуска ДГУ, напряжение на АКБ восстанавливалось, а панель опять включалась, но уже в режиме STOP без выдачи каких-либо аварийных сообщений. По сути панель просто перезагружалась по питанию. Как следствие – неведение службы эксплуатации о проблемах на удаленном объекте и гарантированный незапуск ДГУ при следующем отключении внешнего питания.

рис 2.

Видно, что напряжение находилось ниже уровня «8В» в течение 77 мс, что явно не соответствует условиям по минимальному напряжению, публикуемым производителем. Конечно измерительный канал ДИРА должен сработать за это время и даже гораздо быстрее, иначе его использование таким способом не имеет смысла.

Была проведена серия запусков ДГУ типа INMESOL AL-22. Напряжение на выводах АКБ контролировалось сразу тремя ДИРА с настроенными на каждом измерительными каналами "9,0V"; "8,5 V"; "8,0 V"; "7,5 V". Также изменение напряжения на АКБ фиксировалось электронным осциллографом «АКТАКОМ АСК-3116» с дискретностью измерений 0,001 сек.

Некоторые графики:

рис 3. Запуск №1

рис 4. Запуск №30

рис 5. Запуск №38

Результаты сведены в таблице ниже:

Из полученного видно, что время срабатывания ДИРА более, чем достаточно для фиксации и выдаче сигнала о наличии близкого к критичному провала напряжения при запуске ДГУ.

Как условие выдачи сигнала вполне можно принять уставку измерительного канала ДИРА, равную 7,5 В. При данной уставке измерительный канал гарантированно срабатывает, если напряжение на выводах АКБ было ниже напряжения уставки (7,5 В) в течение более 16-20 мс. Такой провал не приведет к перезагрузке панели управления, запуск ДГУ будет успешным, но сигнал о предаварийном состоянии АКБ будет активен. По данному сигналу и надо планировать скорую замену стартерной АКБ.

Вывод: датчики ДИРА вполне могут использоваться на ДГУ ПАО МегаФон как недорогое и эффективное индикаторное устройство состояния стартерных АКБ.