Какой ток покоя автомобиля — Все о Лада Гранта
Превышенная норма тока утечки в автомобиле будет способствовать разряду аккумулятор во время стоянки. С причинами и проверкой утечки стоит разбираться отдельно. На начальном этапе главное понять, какая допустимая утечка и сколько миллиампер являются нормой для конкретного авто, поскольку потери будут зависеть от количества и наименования источников потребления энергии. Онлайн калькулятор, используя формулу — Емкость АКБ (А) * число k, поможет быстро подсчитать допустимый ток утечки.
Утечку тока стоит проверять как можно чаще, особенно в сырую погоду!
Какой ток утечки — норма
Допустимая утечка тока аккумулятора
В любом автомобиле присутствует минимальный ток утечки порядка 50-80 мА. Этот показатель зависит от многих факторов. В частности: состояния проводки, возраста аккумулятора и чистоты его клемм, а также температуры воздуха. Саморазряд АКБ в разомкнутой цепи допускается не более 1% в сутки, но учитывая, что он постоянно подключен к бортовой сети, то этот показатель может достигать до 4 процентов. Таким образом, допустимая утечка будет равна емкости умноженной на коэффициент 0,4.
Поскольку, кроме допустимой утечки тока аккумулятора на автомобиле, даже в состоянии покоя могут потреблять ток такие потребители как: сигнализация и иммобилайзер (20-25 мА), аудиосистема (3 мА), блок центрального замка и контролер ЭБУ (по 5 мА), то ток покоя будет значительно выше. Итого спровоцированной нормой тока утечки считается – 50-70 мА, а максимально допустимым значением – 80-90 мА.
Повышенный ток может возникать из-за: гнилой старой проводки (в большинстве случаев), замыкания в цепи через окислы, поврежденной изоляции проводов и неправильно подключённой сигнализации или магнитолы. Хотя небольшое потребление тока сигнализацией допустимо, поскольку это активное устройство и требует питание на радио-модуль, датчики объема/удара и светодиод.
Произвести расчет тока утечки в зависимости от саморазряда аккумулятора (для нового норма потери 0,5–1,0 % а для подержанного АКБ 1–1,7 %) и количества потребителей, которые даже в дежурном режиме потребляют энергию, поможет наш online-калькулятор нормальной (естественной) утечки тока покоя аккумулятора автомобиля.
Как пользоваться калькулятором подсчета тока утечки
Для того, чтобы подсчитать какой должна быть допустимая утечка, необходимо:
- Отметить галочками
- Указать емкость установленной батареи.
- Выбрать относительный возраст АКБ (от него будет зависеть саморазряд, поскольку кроме спровоцированного и эксплуатационного разряда существует еще электролитный и естественный).
- По нажатию кнопки «Рассчитать» – в поле «Допустимый ток утечки» вы получите результат допускаемого тока покоя.
После выключения зажигания потребление тока должно либо прекратиться совсем, либо быть минимальным, и его значение можно вообще не брать во внимание. Современные автомобили бизнес-класса легко могут простоять с осени до весны, и запустится с пол оборота. Чего не скажешь о других бюджетных иномарках. Они наоборот — страдают от излишнего тока покоя. Он способен разрядить аккумулятор не то что за месяц, а буквально за неделю (иногда даже за сутки).
Допустимый ток утечки
После того как вы подсчитали потребление в состоянии покоя, по таблице можно определить допустимые значения тока утечки исходя из таблицы. Где отмечено, при каком уровне потерь вы сможете завести автомобиль.
| Ток утечки на потребители (мА) | Через сколько не заведется авто |
|---|---|
| ≤20-30 | Машина сможет простоять на парковке пару недель без движения и после этого без проблем завестись. |
| 50-80 | Многовато, если стоит штатная сигнализация, но терпимо когда есть развитая нештатная аудиосистема. Машину со старым аккумулятором буквально через 3-4 дня уже можно не завести. |
| ≥100> | Признак неисправности электрооборудования или установки некачественных гаджетов. В зимнее время, достаточно будет 1-2 дня не заводить автомобиль, и уже потребуется прикуривание. |
Зная ток утечки в автомобиле, можно посчитать на сколько хватит аккумулятора (время разряда) при условии долгой стоянки машины в состоянии покоя.
Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате
Дело было около месяца назад, измерял утечку тока, перед зимой на всякий случай, так же сделал проффилактическую зарядку моего Акб AGM Exide ek950, который уже служит около года и 15000км, проблем нет, зимой тоже, даже без свечек запускал ссылка
Итак как замерить утечку тока (буду вести разговор о БМВ е46, остальные по аналогии)
— Снимаем минусовую клему с Акб в багажнике
— Подключаем в разрыв мультитестер на измерение постоянного тока в диапазоне 10-20А, если тестер слаб то параллельно кидаем провод (для закрытия авто и постановки на сигнализацию)
— Открываем пассажирскую дверь (на всякий случай для доступа к предохранителям под бордачком) и отверткой защёлкиваем замок (имитируем закрытую дверь) так же с багажной дверью
— Ждём от 2-15 минут, пока автомобиль «заснет» и все системы перестанут кушать энергию с Акб
— Итак если после этого ваш тестер показывает. 0.04-0.07 А или 40-70мА то все у вас в порядке.
BMW AG даёт информацию 40-50мА tis.bmwcats.com/doc1056893/ но у некоторых будет стоять сигнализация и плюс погрешность, так что я допускаю максимум 70-80мА, но это потолок.
У меня 50-60мА
— если же у вас показывает ток выше, то уже нужно искать утечку !
Как найти утечку тока
1) Отключаем все нештатные устройства(музыку, usb, dvd, регики, радары, OBD разъём должен быть пуст! и прочую трибуху которая ест ток) если ток упал то все хорошо, если нет то пункт 2
2) идём к предохранителям и тут нужна помощь помощника! Один смотрит на мультиметр, второй достаёт поочередно предохранители! Как только после вытаскивания какого то предохранителя, ток упал до нормы — смотрим за что отвечает предохранитель и уже разбираемся с данной системой! Если не упал то пункт 3
3) Напрямую к Акб подключены силовые элементы: стартер, генератор, подогреватель антифриза, блок свеч накала (свой предохранитель за бордачком 100а) подогреватели фильтра, и прочие элементы, прийдется их отключать и искать кто жрет!
Вот примеры утечек тока в нештатных системах
Триома у Димы Ссылка на бж
EML у Вовы Ссылка на бж
Лично у меня потреблял ток dvd привод установленный бывшим хозяином, но я его нашёл сразу при покупке авто 5 лет назад, так как он высадил весь Акб утечкой 0.5А)))
Вторая часть Бж
Решил поделиться находкой и покупкой на алике крокодилов для щупов тестера, удобно надеваются прямо на них. Ссылка в видео.
Так же мини обзор самого мультиметра unit-t UT136c, на видео оговорился, тестер на 10А, полный автомат по диапазонам, имеет защиту от неправильного подключения, рекомендую.
Информационный сайт о накопителях энергии
Ситуация, когда аккумулятор разряжается за ночь так, что мотор заводится с трудом, знакома многим. Причиной является большой ток утечки аккумулятора автомобиля. Во время простоя происходит саморазряд батареи, забирают энергию паразитные токи в контуре автомобиля. Статья о том, как определить скрытых потребителей, и устранить утечку тока, выявить допустимый расход энергии в авто во время простоя и не посадить батарею
Утечка с аккумулятора при выключенном зажигании
Если зажигание выключено, мотор не работает, аккумулятор не подзаряжается. Вся энергия, накопленная во время движения, расходуется на питание потребителей – обогрев окон, работу медиацентра, освещение. Чем больше невыключенных потребителей, тем быстрее разряжается аккумулятор. Поэтому все приборы при длительном простое должны быть выключенными.
Однако при неправильно собранной схеме телевизора, звуковой системы, кондиционера может быть ток утечки. Часто ошибкой, приводящей к посадке напряжения аккумулятора, становится перевод этих приборов в спящий режим, не полное отключение. Проверка мультиметром на утечку выявит проблему.
К возникновению паразитных токов приводят окисленные контакты проводки. Причина -сопротивление, способствующее нагреву проводов. Паразитные токи в этом случае не главное – можно получить возгорание. К таким же последствиям проводит изношенная электропроводка со скрутками и плохой изоляцией.
Однако и сам аккумулятор со временем теряет емкость и скорость саморазряда увеличивается. Если большой утечки тока нет, а батарея разряжается, значит нужно проверить ее пригодность.
Какой ток утечки аккумулятора автомобиля норма?
Почему же допускается ток утечки аккумулятора, да еще и норма определяется? Каким должен быть ток утечки автомобиля ВАЗ старых моделей и современного АУДИ? Зависит это от оснащенности. В обеих машинах есть часы, охранная сигнализация, но АУДИ есть ЭБУ, который нельзя отключать, аудиосистема.
Часы потребляют 1мА, сигнализация – 20 мА, аудиосистема 3 мА – и норма для утечки тока на автомобиле ВАЗ составит 24-30 мА. Для АУДИ нормой будет 50-80 мА, но там и генератор более мощный, и аккумулятор емкий. Стандартная утечка тока с аккумулятора зависит от его оснащенности.
Как проверить аккумулятор на утечку тока мультиметром
Принимая как норму, ток утечки на собственном авто, можно выполнить замер суммарных паразитных токов мультиметром. Превышение нормы может произойти при коротком замыкании в сети или слишком мощных дополнительных потребителях. Иногда причиной утечки тока с аккумулятора становится неисправность генератора или стартера. Только через последовательную проверку сети на утечку тока можно установить истинную причину просадки емкости аккумулятора автомобиля.
Как замерить ток утечки аккумулятора
Для диагностики утечки тока потребуется тестер-мультиметр – он может работать как вольтметр, омметр и амперметр с проводами и зажимами «крокодилами». Потребуется рожковый ключ, перчатки и блокнот для записей.
Автомобиль следует подготовить:
- выключить всю электронику, включая видеорегистратор и усилители;
- отсоединить скрытые потребители в бардачке и под капотом;
- открыть капот, закрепить его и ослабить минусовую клемму на аккумуляторе;
- закрыть двери, но окна открыть для возможности проникнуть в салон, если сработает центральный замок.
Порядок измерения утечки тока аккумулятора
- мультиметр поставить на измерение ампер в положение 10 А;
- сделать разрыв цепи, подключить в разрыв амперметр только на отрицательном полюсе;
- снять показания утечки.
При показателях, соответствующих норме – 20-80 мА, диагностика считается законченной.
Найти и устранить утечку
В поисках нарушения, сопровождающегося утечкой тока, придется обследовать цепи всех потребителей. Начинать нужно с установленного внештатного оборудования. Именно там часто находят проблемы. Причины – дополнительный монтаж проводов выполнен в неподходящем и неудобном месте. Они могут нагреваться, перетираться.
Проблемным местом считают сигнализацию и двери. Неисправными могут быть концевики на схеме замыкания и размыкания двери. Сигнализация после включения через 5 минут должна уменьшить потребление тока. Нет – повод к обследованию.
Если причины утечки не установлены – проверять нужно генератор. Если силовой агрегат не подзаряжает аккумулятор, это определяется так:
- Замерить напряжение на клеммах АКБ при отсутствии потребителей – при полной зарядке 12,6- 12,9 В.
- Завести двигатель, включить потребителей – обогрев, фары, печку, произвести замер на клеммах АКБ – от 12,8 до 14,3 В.
Напряжение на клеммах меньше – генератор не подзаряжает аккумулятор.
Посмотрите видео, как проверить аккумулятор на утечку тока.
Нормальный ток утечки аккумулятора
Под утечкой тока подразумевают наличие тока, протекающего с шины питания на землю или в общий провод. Известно, что пусковая цепь замка зажигания питается от шины 15. Шина 30 питает всю автомобильную сеть с положительной клеммы аккумулятора. Выключенное зажигание не препятствует потреблению энергии другими приборами. Проверка аккумулятора на утечку тока проводится измерением с помощью мультиметра и визуальным обследованием состояния проводов.
Поэтому при большом токе утечки обследуют поочередно потребителей от шины 30:
- Автомагнитола – на исправной магнитоле утечка составляет 10 мА.
- Автосигнализация – охранное устройство потребляет до 200 мА тока, в зависимости от марки. Здесь есть обратная связь, приемопередатчик, GSM, но современные системы минимизируют допустимый ток утечки аккумулятора.
- Блок управления двигателем питается от шины 30, его утечка составляет единицы миллиампер.
- Климат-контроль, ABS, управление кузовом и другие системы управления суммарно допускают ток утечки в 10 мА.
- Неисправный генератор полностью разрядит аккумулятор за 30 минут, в штатной ситуации утечка составляет единицы мА.
- Влажные и грязные контакты создают токи электролиза, паразитные токи. При нормальном содержании проводов и контактов ток утечки составляет около 5 мА.
- Саморазряд аккумулятора – это тоже ток утечки. Внутренний саморазряд вызывается качеством электролита, сульфатацией, разрушением пластин, и он может превышать все другие потери.
Норма тока утечки складывается с учетом всех потребителей в зависимости от типа марки автомобиля.
Большой ток утечки аккумулятора — проблемы
Большим током утечки, при котором требуется непременно найти проблемную точку, считают величину в 0,5 А. Потеря в пол-ампера за десять часов поглотит 5 А/ч, а оставленный на 4 суток автомобиль разрядится в ноль. Поэтому на длительную стоянку автомобиль оставляют с разомкнутой цепью.
Если в авто есть проблемный узел, в котором создается ток утечки, там обязательно начнется разогрев в транзисторе или микросхеме. Блок выйдет из строя. При утечке тока по проводнику не наступит возгорания, но может повредиться изоляция. Это и приведет к замыканию, интенсивному разогреванию в месте контакта и пожару.
Как найти утечку тока на аккумуляторе без прибора? В темное время суток остановить авто, открыть капот, закрыть дверь, но охрану не подключать. Снять провод с положительной клеммы и подождать 5 минут. Снова подключить клемму аккумулятора. Если искра проскочит мощная – утечка есть. Небольшое искрение – процесс естественный. Дальше следует измерить показатели и определить проблемное место.
Абсолютно точный признак утечки тока без измерения – за неделю стоянки свежий аккумулятор полностью разряжается.
Следите за утечкой тока в автомобиле иначе придется покупать новый аккумулятор | Ремонт авто своими руками
Аккумулятор в автомобиле, если за ним не следить, по любому в один “прекрасный” день вас подведет. Сегодня расскажу что нужно регулярно проверять под капотом, чтобы АКБ дольше прослужил.
Значение утечки тока в автомобилеЧто аккумуляторную батарею нужно периодически подзаряжать, думаю, знают все, но кроме этого следите и за тем, нет ли утечки тока. Так как если он будет утекать, а вы несколько дней не ездили на авто, то однажды, не сможете даже запустить двигатель – аккумулятор разрядится!
А полная просадка способствует сульфатации пластин, и, как результат, батарею на выброс, ну или разве можно еще попытаться восстановить ее содой …
Но, ведь лучше предостеречь чем устранять последствия, не правда ли? НАПИШИТЕ В КОММЕНТАРИЯХ была ли у вас ситуация, что из-за утечки тока пришлось просить помощи для подзарядки или запуска АКБ!? И если мой совет считаете полезным, то НАЖМИТЕ ПАЛЕЦ ВВЕРХ, а также ПОДЕЛИТЕСЬ в соцсети, пускай друзья тоже это узнают!
И так, проверяем аккумулятор, сначала утечку через потребители, а потом и корпус самой батареи или наоборот, кому как удобно, главное чтобы он был полностью заряжен.
Что и где замерять
Чтобы найти утечку тока необходимо снять минусовую клемму от аккумуляторной батареи, перевести мультиметр в режим измерения тока, выставить на 10 Ампер, и в разрыв цепи подключить тестер (один щуп на клемму акб, а второй на клемму автомобиля).
Следите за утечкой тока в автомобиле иначе придется покупать новый аккумуляторКстати, утечку тока нужно проверять при включенной сигнализации, а чтобы концевик капота не мешал при измерении (ведь когда он поднят, то будет повышен расход энергии), отсоединяем его от массы, при этом также смотрите чтобы двери были закрыты.
В моем случае утечка составляла 70-80 мА (диапазон менялся с миганием лампочки сигналки). Много ли это? Для небольшого автомобильчика с батареей на 44 Ач – многовато, за месяц простоя батарея разрядится в ноль!
В автомобилях без навороченной электроники норма утечки – 25-30 мА, при увеличении количества энергопотребляющих устройств нормальный показатель утечки тока вполне может достигать и 80 мА.
Поэтому если у вас подключено много электроники и различных систем, то скорее всего такая утечка будет даже нормой. Узнать норму утечки для своего автомобиля вам поможет вот этот калькулятор.
Как выявить источник утечки
Чтобы выявить через какую цепь идет утечка тока, нужно щупы мультиметра примотать к клеммам изолентой (или зажимами), главное освободить руки. Затем поочередно вытаскивать предохранители и реле из монтажного блока, и смотреть на мультиметр.
Следите за утечкой тока в автомобиле иначе придется покупать новый аккумуляторЕсли показания не снизились, значит, в электросети все еще есть потребитель-паразит, с которым нужно разбираться. Когда вы отключите таким образом питание паразитирующего потребителя, то показатели заметно изменятся.
Где чаще всего проблема?
Чаще всего проблемными местами оказываются двери и сигнализация, это могут быть концевики дверей или багажника – вполне может быть, что клеммы окислились и лампочка в багажнике горит круглыми сутками, высасывая ток из аккумулятора. За сколько она способна посадить АКБ можете и сами посчитать. Также довольно распространенная причина неправильно подключенная магнитола.
Если не получилось найти причину утечки тока, то, как показывает практика, этой причиной может быть генератор, точнее – диодный мост.
Когда один из диодов пробит, то будет утечка тока, а когда она большая – порядка 2-3A, то выявить пробитые диоды можно, не снимая генератора с автомобиля. Нужно просто поднести гаечный ключ к шкиву генератора, если магнитится, то причина утечки в пробитом диодном мосте.
Кроме того, бывают проблемы со стартером, хотя подобное случается достаточно редко. Нужно аккуратно открутить силовой “плюс” со стартера и, не касаясь им “массы”, заново подсоединить щупами мультиметра к клеммам, а затем замерить ток утечки. Если он снизился, меняйте стартер.
Утечка тока может происходить и через корпус аккумулятора из-за окисленных клемм и грязного корпуса. Проверить это можно при помощи мультиметра в режиме вольтметра, приложив один щуп на клемму, а второй на корпус. На табло мультиметра вы сможете увидеть либо нули, либо удивится показанию напряжения! Дабы устранить такую утечку – протрите клеммы и корпус нашатырным спиртом либо содовым раствором.
Как обнаружить утечку тока — Инженер ПТО
Ток утечки как физическое явление Вы наверняка слышали выражение «ток утечки» или «ток утечки на землю», но каждый ли сможет объяснить, что это такое? Из-за чего возникает ток утечки, чем он опасен, как его устранить? На эти вопросы мы и постараемся получить ответ.
Во-первых, для возникновения «утечки» току необходима замкнутая электрическая цепь, как и любому току проводимости. И нагрузкой здесь может стать практически любой проводящий объект: тело человека, ванна, труба, часть корпуса электроустановки и т. д. А если ток утечки оказывается чрезмерно большим, то может возникнуть опасность для здоровья людей. Вот почему необходимо иметь представление о данном явлении.
Схематически на рисунке изображен путь, который ток утечки проложил себе по телу человека. Почему ток пошел по телу в данном примере? Потому что сопротивление между корпусом и токоведущими частями установки по какой-то причине уменьшилось. Если корпус установки с поврежденной изоляцией заземлен, то ток утечки двинется к земле, и в месте контакта корпуса с землей из-за разогрева может случиться возгорание.
Ток утечки на землю разогреет место крепления провода заземления к корпусу, это и опасно пожаром. Если такое случится например на объекте горнодобывающей промышленности, где высока вероятность обильного выделения горючих взрывоопасных газов или иных легко воспламеняющихся веществ, это может привести к большой трагедии.
Для сетей с глухозаземленной нейтралью вышеописанная проблема, к сожалению, типична. Но есть и другая не менее опасная возможность. Для трехфазных сетей с изолированной нейтралью характерна утечка тока между фазами по земле через изоляторы, корпус, опоры ЛЭП, в случае если повреждена изоляция хотя бы одной из фаз.
Сопротивление параллельно соединенных изоляторов и опор уменьшается пропорционально их количеству, и при поврежденной изоляции шаговое напряжение может превысить безопасное для человека значение. В любом случае, если норма тока утечки превышена, необходимо срочно осуществить поиск источника неисправности и устранить утечку.
Итак, величина тока утечки связана с сопротивлением изоляции проводников, которое может быть как очень большим, так и малым при нарушенной изоляции. Так или иначе, через любую изоляцию всегда протекает хоть и очень мизерный, но реальный ток от токоведущей части установки, находящейся в данный момент под напряжением, к заземлению или к другой фазе.
Безопасное значение тока утечки регламентировано, его можно посмотреть в документации на соответствующее оборудование, но по причине работы устройства в агрессивной внешней среде, изоляция может повредиться, и ток утечки тогда возрастет. Для защиты от неприятных последствий необходимо применять «устройства защиты от токов утечки на землю».
УЗО
Чтобы защитить себя и своих близких от поражения электрическим током и от лишних расходов за утекающую в землю электроэнергию, необходимо использовать устройство защитного отключения или дифференциальный автомат (автоматический выключатель совмещенный с УЗО), — такое устройство мгновенно сработает и произведет аварийное отключение от сети всех потребителей в самом начале утечки.
Про УЗО у нас на сайте:
Ток утечки на землю в быту
Ток утечки может создать проблемы и в быту, некоторые люди часто используют этот термин, но понимают ли они сам процесс и осознают ли его потенциальную опасность? Ток ведь движется от фазы к земле через проводящие предметы, такие как металлические трубы, корпус стиральной машины, ванна, батарея — по предметам, не предназначенным в обычных условиях для прохождения по ним тока.
Старение изоляции, оплавленная изоляция, частые перегрузки или механически поврежденная изоляция — вот лишь несколько поводов задуматься, а нет ли здесь токов утечки. Любое нарушение изоляции может привести к утечке тока в жилище и к опасности для жильцов. Давайте же разберемся, как обезопасить себя от этих вредных явлений в быту.
Изначально необходимо понимать, что не существует идеальной изоляции. Конечно, исправная изоляция не опасна, но хоть немного нарушенная изоляция уже несет серьезную угрозу. Прикоснувшись к корпусу стиральной машины, к оболочке кабеля, или просто к вилке, где имеет место утечка тока через поврежденную изоляцию, человек может сильно пострадать и даже погибнуть.
Менее опасным, но не менее неприятным симптомом утечки является повышенный расход электроэнергии — ток проходит через счетчик даже при полностью выключенных потребителях квартиры или дома. Уехали в отпуск, вернулись, и увидели, что холодильник намотал непомерно много. А дело то вовсе не в холодильнике, а в нарушенной где-то изоляции.
Имея представление о природе тока утечки, человек сможет легко найти и устранить неисправность, если на то возникло подозрение. Что может стать причиной для такого подозрения? Например, прикосновение к электрическому обогревателю сопровождается ощущением слабого удара током или прикосновение к стиральной машине во время мытья рук над ванной приводит к похожим ощущениям. Это однозначно указывает на то, что где-то в приборе имеет место поврежденная изоляция. Нужно искать «течь».
Проще всего в домашних условиях использовать мультиметр или индикаторную отвертку. Либо измерить сопротивление мегомметром, если такой вдруг оказался под рукой. Конечно, мегомметр есть далеко не у каждого обывателя дома, поэтому рассмотрим самые простые возможности.
Проверка на утечку при помощи индикаторной отвертки
Оборудование с проводящей оболочкой, такое как холодильник, стиральная машина, водонагреватель — можно очень просто проверить на наличие тока утечки индикаторной отверткой. Осторожно прикоснитесь к корпусу включенного прибора индикаторной отверткой так, словно проверяете наличие фазы в розетке. Если индикатор хоть немного засветится, то это явный признак утечки, — нужно искать повреждение изоляции и, что не менее важно, проверить соединение заземляющего проводника из розетки с корпусом прибора, если такое заземление предусмотрено, и вообще проверить заземление.
Прозвонка омметром
Еще один способ проверки целостности изоляции внутри бытового прибора — при помощи мультиметра. Выдерните проверяемый бытовой прибор из розетки, включите мультиметр в режим омметра, выставьте предел измерения на отметку 20 МОм. Измерьте сопротивление между корпусом прибора и вилкой (между корпусом и каждым из штырей вилки).
Сопротивление должно оказаться более 20 МОм — за пределами шкалы. Если у вас есть мегомметр, то с его помощью можно аналогичным образом провести измерение состояния изоляции на нечувствительном к высокому напряжению оборудовании (мегомметр имеет на своих щупах высокое напряжение).
Старый способ с радиоприемником
Простой бытовой способ поиска утечек в скрытой в стене проводке. Его раньше всегда применяли прежде чем начинать делать ремонт, чтобы рабочих не ударило током во время штукатурки. Брали портативный радиоприемник на средние или длинные волны, выставляли его частоту приема на молчащую станцию, и при всех выключенных потребителях проходились с приемником вдоль пути прокладки проводки. Если динамик начинал издавать шум — в этом месте утечка.
ЭТА СТАТЬЯ БОЛЬШЕ ДЛЯ СЕБЯ, ХОЧУ НА ДОСУГЕ ПРОВЕРИТЬ У СЕБЯ НА OPEL ASTRA GTC.
Если машина очень долго стоит на стоянке и не используется, то после того как водитель повернет ключ в замке зажигания, ничего не произойдет. В процессе может щелкать реле, возможно, оживет даже стартер. Но вращать коленчатый вал он если и будет, то недостаточно. Все это — симптомы разряда аккумуляторной батареи за то время, пока машина находилась на стоянке. Существует норма утечки тока в автомобиле. Но когда АКБ разряжена, данные показатели значительно выше этих нормальных. Давайте рассмотрим, как можно обнаружить утечку тока и устранить эту неисправность.
ПОЧЕМУ САДИТСЯ АККУМУЛЯТОР?
Во время длительной стоянки заряд не должен уходить, однако нужно также учитывать токи утечки. Особенно быстро разряжается батарея в современных авто. Здесь в сеть включено немалое количество различных электронных устройств и гаджетов.
Зачастую в таких случаях норма утечки тока в автомобиле значительно выше, чем допустимая. Среди типовых причин можно выделить старую и некачественную проводку, а также изоляцию проводов. Еще одна из распространенных причин – это неправильно подключенное электронное оборудование. Это может быть аудиосистема, мультимедиа, навигатор и так далее. Причины утечки тока в автомобиле могут заключаться в грязных либо окисленных контактах. Все это существенно садит АКБ.
ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ ПОТРЕБЛЕНИЕ ТОКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ.
В современных машинах есть определенное количество потребителей электрической энергии на постоянной основе. Это могут быть часы, память ЭБУ, иммобилайзеры, сигнализации и другое подобное оборудование. Они подключены к сети и потребляют электричество. Причем постоянно.
Для примера возьмем энергозависимую память ЭБУ. Если ее стереть, блок начнет процесс переобучения и будет снова запомнить все текущие установки. Охранные системы начинают работать только тогда, когда машина стоит на стоянке. Из этого можно сделать вывод, что небольшое потребление электрической энергии – это нормальная ситуация.
Но есть норма утечки тока в автомобиле. Эта норма представляет собой некую постоянную величину – ее можно высчитать. Нужно просуммировать потребление каждого потребителя в бортовой сети. Например, сигнализация требует не более 20 мА. Для работы часов нужно 1 мА. Аудиосистема потребляет около 3 мА и так далее. В сумме общая цифра будет находится в диапазоне от 10 до 80 мА (0,01-0,08А). Это совсем немного. Даже одна лампа в фаре, которую забыли выключить, потребляет от 500 мА. А норма утечки тока в автомобиле в 50 мА (0,05А) не сможет стать причиной полного разряда АКБ даже зимой.
Определить, какой имеется объем потребления, можно при помощи мультиметра. И если в процессе замеров уровень потребления выше допустимого, значит. в бортовой сети существует неполадка. Ее необходимо найти и устранить.
ОПРЕДЕЛЯЕМ, КУДА ПРОПАДАЕТ ТОК САМОСТОЯТЕЛЬНО.
Как известно, главных причин, из-за которых сильно разряжаются аккумуляторные батареи, всего две. Это дополнительные потребители или короткое замыкание в сети. Итак, давайте посмотрим, как замерить утечку тока в автомобиле мультиметром.
С помощью данной операции можно найти и обнаружить тонкое место в бортовой сети. Для поиска утечки измерительный прибор следует включить в режим измерения силы тока. Не стоит забывать, что в автомобильной сети есть постоянный ток. Что касается диапазона измерений, то достаточно будет 10 Ампер.
КАК ПОДКЛЮЧИТЬ МУЛЬТИМЕТР.
Прежде чем начать поиск утечки тока в автомобиле, нужно правильно подключить прибор к бортовой сети. Что касается потребителей электричества от аккумулятора, их лучше по возможности отключить. Для проведения измерений амперметр включают в разрыв цепи. Чтобы получить такой разрыв, с плюсовой клеммы (можно и минусовой) АКБ снимают провод. Затем подключают один контакт амперметра к плюсу (или минусу) аккумулятора. А второй – к только что снятому проводу.
Никогда не подключайте измерительные приборы к плюсу и минусу на аккумуляторе. В результате получится короткое замыкание. С машиной ничего не случится, но в мультиметре сгорит предохранитель. Если все подключено верно, тогда на экране прибора появится число, которое соответствует току, что потребляется постоянно включенными электроприборами. Если допустимая утечка тока в автомобиле ниже, чем результат измерений, нужно искать причину далее.
КАК НАЙТИ УТЕЧКУ.
Как мы знаем, одна из основных причин, по которым возникает данная проблема, это какой-либо электронный прибор из дополнительного либо нештатного оборудования. В современных автомобилях с каждым годом таких узлов становится все больше. Начинать поиски необходимо с тех приборов и устройств, которые установлены самостоятельно, то есть нештатно. Это могут быть различные вентиляторы, сигнализации, да что угодно.
Заводская проводка в автомобилях надежно защищена. И короткие замыкания в ней происходят только в случае каких-либо существенных повреждений. К примеру, в результате ДТП может повредиться защитный кожух. Но вот провода, проложенные самим владельцем автомобиля, зачастую лежат небрежно. Их укладывают в первое попавшееся место, которое при беглом осмотре кажется самым подходящим. Именно в этих проводах и скрывается причина возникновения коротких замыканий. А КЗ ведет к утечке токов. Проложенные автовладельцем провода могут находиться в опасной близости к блоку мотора. Двигатель, как известно, греется в процессе работы. Так, изоляция проводов может банально расплавиться.
Также шнуры трутся о края металлических деталей (особенно в местах соприкосновения дверей автомобиля). Они перетираются — в результате нарушается целостность изоляции и появляется короткое замыкание. Специалисты по автоэлектрике рекомендуют сразу после измерений (если норма утечки тока в автомобиле не соответствует показаниям мультиметра) перейти к визуальному осмотру всего, что установлено нештатно. Также обследовать необходимо отдельные части и элементы приборов и устройства, которые подвержены механическим воздействиям. Если речь идет о сигнализации, то это могут быть концевики. Если нет никаких следов нарушения, обгорания, коррозии, тогда стоит перейти к более сложным методам поиска неисправности. С помощью этой диагностики можно существенно сузить круг возможных неисправностей.
КАК ВЫПОЛНИТЬ ГЛУБОКУЮ ДИАГНОСТИКУ.
Итак, мы уже знаем, как замерить утечку тока в автомобиле мультиметром. В этом случае прибор подключается таким же образом, как и в предыдущем случае. Но здесь по очереди вынимается каждый предохранитель и отключается реле.
Это выполняется для размыкания цепи в бортовой сети машины. Когда показатель утечки станет близким к норме, значит, цепь с проблемным потребителем обнаружена. Дальше уже следует заменить либо отремонтировать неверно работающее оборудование.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА.
Иногда встречаются сложные ситуации, в которых даже после проверки утечки с помощью извлечения предохранителей положительного результата нет и источник проблемы не найден. В этом случае не остается ничего, кроме как проверить утечку тока в автомобиле в цепях. Они никак не защищены предохранителями. Это генератор и стартер. Очень часто аккумулятор разражается из-за неправильной работы генератора. Элемент попросту не заряжает батарею.
Для проверки генератора мультиметр подключают к клеммам аккумулятора. Прибор переводят в режим измерения напряжения. Далее измеряют напряжение. Если АКБ разряжена полностью, прибор покажет от 12,6 до 12,9 В. Затем нужно завести мотор, включить ближний свет, печку, систему подогрева заднего стекла и измеряют напряжение снова – идеальные показатели от 12,8 до 13,4 В. Максимум – 14,3 В. Если при заведенном моторе напряжение находится в этом диапазоне, то рабочий элемент исправен. Если оно меньше, тогда проблема в генераторе, которые не заряжает батарею.
УСТРАНЕНИЕ УТЕЧЕК.
Перед тем как устранить утечку тока в автомобиле, необходимо найти источник.
В качестве него может быть что угодно. А для устранения проблемы нужно отремонтировать или заменить неверно работающее электронное устройства. Также для устранения достаточно убрать короткое замыкание.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Если есть ощущения того, что АКБ разряжается быстрее, тогда следует начать поиск короткого замыкания или «клина на массу». Теперь мы знаем, как проверить утечку тока в автомобиле и как устранить неисправность.
НАДЕЮСЬ СТАТЬЯ ОКАЗАЛАСЬ ДЛЯ ВАС ПОЛЕЗНОЙ.
ВСЕМ СПАСИБО И УДАЧИ НА ДОРОГАХ!
Опять сел аккумулятор? А нет ли у вас утечки тока? Попробуем найти «виновника» собственными усилиями.
Не выключили!
Простейшие причины утечек тока могут быть вызваны рассеянностью владельца машины. Грубо говоря, он не выключил на ночь внешние световые приборы, а машина, в свою очередь, ничего ему не подсказала.
Бывают и машины с дурной заводской задумкой — вспомнить хотя бы обогрев заднего стекла, цепь питания которого идет мимо замка зажигания.
А еще — дети! Особенно мальчики. Даже в нашем коллективе уже несколько сотрудников по первому зову жены не смогли покинуть дачу, после того как пацаны посидели на водительском месте и покрутили разные ручки, оставив включенными потребители.
Не так подключили
В эпоху повального увлечения автомузыкой многие магнитолы легко высасывали заряд батареи, потому что установщик не удосужился правильно их подключить. А ведь достаточно было пустить один провод питания через замок зажигания.
Второй нештатный похититель электричества — установленная противоугонка. Если до ее установки все было нормально, а затем начались проблемы, то размышлять нечего — пусть уважаемый установщик докажет, что он не верблюд. Справедливости ради отметим, что некоторые охранные системы действительно потребляют под сотню миллиампер, но даже при таком токе за ночь стоянки с батареей ничего не случится.
Наконец, не забывайте про гнездо прикуриватели или розетку — у кого что. Далеко не во всех машинах они обесточиваются при выключенном зажигании. Поэтому случайно забытый подключенный прибор — радар-детектор, регистратор, навигатор и т п. — может высасывать ток, не принося при этом никакой пользы.
А есть ли утечка?
Бывает и так, что никакой утечки нет, а батарея утром — никакая. Такое бывает при наличии отрицательного баланса «заряд/разряд». Если машина постоянно ползает в пробках, пробеги при этом короткие, глушить и пускать мотор приходится часто, а на улице еще к тому же и холодно, то батарея просто не успевает заряжаться до нормального состояния. А потому однажды отказывает. Кроме того, виноватой может быть всё та же автомузыка с киловаттными мощностями на выходе — такие музыкальные монстры потребляют сумасшедшие токи. Но, повторяем, к утечкам тока это не имеет отношения: это уже не утечки, а просто чрезмерное потребление.
Грязные делишки
Причиной настоящей утечки тока может быть то, чего у нас много — грязь, стало быть. Тут лидирует цепь с толстенным стартерным проводом, постоянно живущим в антисанитарных условиях — соль, вода и т.п. Практически те же проблемы могут быть и с проводкой генератора. И не только с проводкой — сам генератор напоминает дуршлаг, сквозь который постоянно фильтруется песко-соляная смесь, которой посыпают дороги. Поверхность батареи также редко бывает чистой: кулоны любят убегать по таким электропроводным участкам в «никуда». Заметим, что изношенная проводка с дрянной изоляцией способна порождать не только утечку, но и возгорание. Однако не будем о страшилках.
Как обнаружить неисправность?
Мультиметр
Машина чистая, сигналка и музыка в порядке, а батарея все-таки разряжается каждую ночь? Значит, пора хватать амперметр. Амперметр в чистом виде — это сегодня уже редкость, но переключить мультиметр в режим измерения тока несложно.
Мультиметр
Отсоединяем провод от минусовой клеммы батареи и подключаем мультиметр в образовавшийся разрыв. Двигатель, естественно, должен быть выключен. Прибор при этом тут же оживет и покажет величину тока, потребляемого машиной на стоянке.
Мультиметр
Если машина, как говорится, «голая» — без сигналок, «музыки» и др., то ток потребления не должен превышать 70–80 мА.
Мультиметр
Как только мультиметр отреагирует резким снижением показаний тока, виновник найден. Остальное — дело техники. Само собой, каждый предохранитель после проверки цепи следует тут же возвращать на место. Номиналы у них разные, а потому простая замена одного на другой недопустима.
А если не получается?
Если предохранители кончились, а мультиметр ничего не отловил, то остаются только силовые цепи, не защищенные ничем. Как правило, это стартер, генератор и система зажигания.
Предохранители
Особняком стоят сигналка и «музыка». Нужно ли «копаться» дальше — решайте сами. Если устранить утечку тока своими силами не позволяет квалификация и опыт, лучше отправиться на сервис. Теперь даже нечистый на руку сервисмен не сможет вас одурачить, ведь причина утечки вам уже известна.
(PDF) Снижение тока утечки и потерь коммутации в электроприводах для гибридных электромобилей
[10]
Сабина Маркселл, «Аспекты ЭМС в транспортных средствах с управляемыми ШИМ нагрузками», кандидатская диссертация. Департамент
Промышленная электротехника и автоматизация, Университет ЛУНД, 2004.
[11]
Н. Муто, «Подходящий метод для экологичных транспортных средств для управления импульсным напряжением, возникающим на клеммах двигателя
, подключенным к инверторам с ШИМ и индуцированным управлением. EMI Noise, IEEE Transactions on Vehicle
Technology, Vol.57, No. 4, pp. 2089-2098, 2007.
[12]
JO Estima и AJ Marques Cardoso, «Анализ эффективности топологий трансмиссии, применяемой к
электрических / гибридных транспортных средствах», IEEE Transactions on Vehicle Технология, т. 61, нет. 3, pp. 1021–1031,
2012.
[13]
JW Kolar, H. Ertl, and FC Zach «Влияние метода модуляции на проводимость и
коммутационных потерь системы ШИМ преобразователя», Транзакции IEEE по отраслевым приложениям, 27, 1063–
1075, 1991.
[14]
G. Li, Z.Q. Лю, А. Голланд, Ф. Вейкман, «Новые сверхбыстрые диоды с мягким восстановлением и их приложения»,
Европейская конференция по силовой электронике и приложениям, Дрезден, 2005 г.
[15]
Джон У. Палмур, «Энергия Эффективные устройства с широкой запрещенной зоной », Compound Semiconductor Integrated
Circuit Symposium (CSIC), Сан-Антонио, 2006.
[16]
Ахмет М. Хава, Рассел Дж. Керкман, Томас А. Липо« Высокопроизводительный обобщенный
Discontinuous PWM Algorithm », IEEE Transactions on Industry Applications, VOL.34, НЕТ. 5,
сентябрь / октябрь 1998 г.
[17]
Дж. В. Келли, Э. Г. Странгас, Дж. М. Миллер, «Многофазная пространственно-векторная широтно-импульсная модуляция», IEEE
Transaction on Energy Conversion, vol. 18, нет. 2, 2003, стр. 259-264.
[18]
И. Чолак, Э. Кабалчи, «Практическая реализация многоуровневого преобразователя
, управляемого цифровым сигнальным процессором, с низким общим гармоническим искажением для приводов двигателей» Journal of Power Sources,
Volume 196, Issue 18 , 15 сентября 2011 г., страницы 7585-7593
[19]
W.Ширин, С. Ванапалли, Х. Нене «Управление инвертором на основе DSP для систем альтернативной энергетики» Журнал
Источники питания, Том 166, выпуск 2, 15 апреля 2007 г., страницы 445-449
Циклическая вольтамперометрия, EIS, ток утечки- Испытания электрохимических конденсаторов
Введение
Суперконденсаторы — это устройства хранения энергии, аналогичные аккумуляторным батареям. В отличие от батарей, в которых для хранения энергии используются химические реакции, суперконденсаторы обычно накапливают энергию за счет физического разделения электрических зарядов.
Все суперконденсаторы состоят из двух электродов, погруженных в проводящую жидкость или проводящий полимер, называемый электролитом. Электроды разделены ионно-проводящим сепаратором, предотвращающим короткое замыкание.
По сравнению с батареей суперконденсатор имеет следующие преимущества:
- Более высокая скорость заряда и разряда (высокая плотность мощности)
- Увеличенный срок службы (> 100000 циклов)
- Материалы с низкой токсичностью
- Работа в широком диапазоне температур
- Низкая стоимость цикла
Это компенсируется некоторыми недостатками:
- Более высокая скорость саморазряда
- Более низкая плотность энергии
- Нижнее напряжение ячейки
- Плохое регулирование напряжения
- Высокая начальная стоимость
Текущие приложения для суперконденсаторов включают:
- Гибридные электромобили (HEV)
- Системы запуска дизельных двигателей
- Аккумуляторные электроинструменты
- Системы экстренной помощи и безопасности
Во многих приложениях параллельно с батареей используется суперконденсатор, что обеспечивает более длительный срок службы и более высокую мощность, чем одна батарея.Для получения дополнительной информации прочтите книгу Брайана Конвея по технологии суперконденсаторов1.
Это примечание по применению является первой частью состоящего из двух частей обзора электрохимических методов, используемых для тестирования суперконденсаторного устройства или технологии. В части 1 обсуждаются методы, знакомые электрохимикам, а в части 2 обсуждаются методы, знакомые специалистам по аккумуляторным технологиям.
Коммерческие конденсаторы были протестированы для получения результатов, используемых при обсуждении методов. Данные в этой заметке были записаны в системе Gamry Instruments с возможностью EIS.Все графики были созданы с использованием программного обеспечения Gamry.
| Пункты в желтых коробках относятся к продуктам Gamry. |
Подобная технология — запутанные названия
В традиционном двухслойном электрическом конденсаторе (EDLC) для хранения энергии используется накопитель электростатического заряда. Электроны в каждом электроде и ионы в электролите образуют двухслойный конденсатор. Типичная емкость двойного электрохимического слоя составляет 20 мкФ / см 2 .Емкость микропористого углерода с площадью поверхности 1000 м 2 / г может достигать 200 Ф / г.
Некоторые устройства, которые мы называем псевдоконденсаторами, накапливают заряд за счет обратимых фарадеевских реакций на поверхности одного или обоих электродов. Когда напряжение на электроде пропорционально покрытию поверхности, а покрытие поверхности пропорционально состоянию заряда, эти устройства ведут себя так же, как конденсаторы. См. Книгу Конвея для получения подробной информации об этих устройствах.
К сожалению, в технических документах и коммерчески доступных продуктах используется много названий EDLC и псевдоконденсаторов.К ним относятся:
- Суперконденсаторы
- Ультраконденсаторы
- Конденсаторы аэрогелевые
- Конденсаторы электрические двухслойные
Если не указано иное, в данном примечании используется термин суперконденсатор для всех устройств с высокой емкостью, независимо от механизма накопления заряда.
Идеальные конденсаторы
Конденсатор — это устройство для хранения электрического заряда. Напряжение идеального конденсатора пропорционально заряду, накопленному в конденсаторе:
CV = Q
C — емкость в фарадах;
В — напряжение между выводами устройства в вольтах;
Q — заряд конденсатора в кулонах в амперах-секундах.
Состояние заряда конденсатора легко измерить: оно пропорционально напряжению. Напротив, измерение уровня заряда аккумулятора может быть трудным.
Энергия, запасенная в конденсаторе:
E = ½CV 2
E — энергия в джоулях.
Мощность, потребляемая конденсатором во время разряда, зависит от напряжения конденсатора и электрического тока:
P = VI
P — мощность в ваттах;
В — напряжение конденсатора в вольтах;
I — электрический ток разряда в амперах.
Идеальный конденсатор не теряет мощность или энергию во время заряда или разряда, поэтому приведенное выше уравнение также можно использовать для описания процесса заряда. Идеальный конденсатор без электрического тока будет накапливать энергию и заряжаться вечно.
Неидеальные конденсаторы
Идеальных конденсаторов не существует, поскольку у настоящих конденсаторов есть ограничения и недостатки. Эти ограничения измеряются с помощью тестов, приведенных в этом документе.
Ограничения по напряжению
В описании идеальных конденсаторов не упоминаются ограничения по напряжению.Конденсаторы могут работать только в пределах «окна напряжения» с верхним и нижним пределом напряжения. Напряжение за окном может вызвать разложение электролита и повредить устройство.
Конденсаторные электролиты могут быть водными или неводными. Хотя водные электролиты обычно безопаснее и проще в использовании, конденсаторы с неводными электролитами могут иметь гораздо более широкий диапазон напряжений.
Когда это было написано, у коммерческих одноячеечных суперконденсаторов верхний предел напряжения ниже 3.5 В. В высоковольтных устройствах имеется несколько последовательно соединенных ячеек.
Все коммерческие суперконденсаторы должны быть униполярными: напряжение на плюсовой (+) клемме должно быть больше положительного, чем напряжение на минусовой (-) клемме. Таким образом, нижний предел напряжения равен нулю.
ESR
Реальные конденсаторы теряют мощность во время заряда и разряда. Потери вызваны сопротивлением электродов, контактов и электролита. Стандартный термин для этого сопротивления — эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).ESR указано в технических характеристиках большинства конденсаторов промышленного производства.
Одна из простейших моделей настоящего конденсатора — это последовательное соединение ESR с идеальным конденсатором. Потеря мощности, P , потеря , во время заряда или разряда равна ESR, умноженному на квадрат тока:
P потери = I 2 · ESR
Эта мощность теряется в виде тепла — в экстремальных условиях тепла достаточно, чтобы повредить устройство.
Ток утечки
Ток утечки — еще одна неидеальность конденсатора.Идеальный конденсатор поддерживает постоянное напряжение без протекания тока от внешней цепи. Настоящим конденсаторам для поддержания постоянного напряжения требуется ток, называемый током утечки.
Ток утечки можно смоделировать как сопротивление, подключенное параллельно конденсатору. Эта модель чрезмерно упрощает зависимость тока утечки от напряжения и времени.
Ток утечки разряжает заряженный конденсатор, не имеющий внешних подключений к своим клеммам. Этот процесс называется саморазрядом.
Обратите внимание, что ток утечки 1 мкА на конденсаторе емкостью 1 Ф при напряжении 2,5 В подразумевает сопротивление утечки 2,5 МОм. Постоянная времени процесса саморазряда на этом конденсаторе составляет 2,5 × 10 6 секунд — почти месяц.
Эффекты времени
Постоянная времени τ для заряда или разряда идеального конденсатора, включенного последовательно с ESR, составляет:
τ = ESR · C
Обычно τ составляет от 0,1 до 20 секунд. Скачок напряжения в конденсаторе с ESR должен создать ток, который экспоненциально спадает до нуля.В устройстве с током утечки затухание тока после ступени прекращается при токе утечки.
Коммерческие суперконденсаторы не демонстрируют такого простого поведения. Как показано ниже, коммерческим конденсаторам, находящимся под постоянным потенциалом, часто требуется несколько дней, чтобы достичь заданного тока утечки. Требуемое время намного больше, чем предсказывает τ.
Одно кратковременное воздействие на конденсатор — это явление, которое инженеры-электрики называют диэлектрическим поглощением. Диэлектрическое поглощение вызывается неэлектростатическими механизмами накопления заряда с очень большими постоянными времени.
Временные эффекты могут быть вызваны медленными фарадеевскими реакциями, происходящими на дефектах на поверхности материала электрода. Углеродные поверхности, используемые для большинства суперконденсаторов, имеют кислородсодержащие группы (гидроксил, карбонил и т. Д.), Которые являются вероятными центрами реакции.
Временные эффекты также могут быть побочным эффектом пористости, присущей электродам большой емкости. Сопротивление электролита увеличивается с увеличением расстояния до поры. Следовательно, разные участки поверхности электрода имеют разное сопротивление.Как обсуждается ниже, это усложняет модель простого конденсатора плюс ESR до модели распределенных элементов или линии передачи.
Срок службы в цикле
Идеальный конденсатор можно заряжать и разряжать бесконечное количество циклов. Многие коммерческие суперконденсаторы подходят к этой идее: они рассчитаны на 10 5 или даже 10 6 циклов заряда / разряда. Срок службы вторичной батареи обычно составляет сотни циклов.
Срок службы всех перезаряжаемых устройств зависит от точных условий, при которых происходит цикл.Важны токи, пределы напряжения, история устройства и температура.
Циклическая вольтамперометрия (CV)
Циклическая вольтамперометрия (CV) — широко используемый электрохимический метод. В начале проекта разработки конденсаторов CV предоставляет основную информацию о емкостном электрохимическом элементе, включая:
- Окно напряжения
- Емкость
- Срок службы
Исчерпывающее описание циклической вольтамперометрии выходит далеко за рамки данного руководства по применению.В большинстве книг, описывающих лабораторную электрохимию, есть как минимум одна глава, посвященная CV.
Описание циклической вольтамперометрии
CV отображает ток, протекающий через электрохимическую ячейку, когда напряжение изменяется в диапазоне напряжений. При развертке используется линейное изменение напряжения. Часто при испытании CV постоянно происходит изменение напряжения между двумя предельными потенциалами. Пара разверток в противоположных направлениях называется циклом.
На рис. 1 показан эксперимент CV в виде графика зависимости напряжения и тока конденсатора от времени.Пилообразные волны более темного цвета — это напряжение, приложенное к ячейке; более светлые формы сигналов — измеренный ток. На этом графике показан тест CV с тремя с половиной циклами. Каждый цикл показан другим цветом.
Рисунок 1. Циклическая вольтамперометрия как напряжение конденсатора в зависимости от времени.
Более темные линии — приложенное напряжение; светлые линии — измеренный ток.
У каждого цикла свой основной цвет.
CV может работать с двухэлектродными или трехэлектродными соединениями ячеек.
Трехэлектродные соединения являются обычным явлением в фундаментальных исследованиях, что позволяет исследовать один электрод изолированно без осложнений, связанных с электрохимией других электродов. Три электрода:
- Рабочий электрод , тестируемый электрод.
- Электрод сравнения , электрод с постоянным электрохимическим потенциалом.
- Противоэлектрод , обычно инертный электрод, присутствующий в ячейке для замыкания цепи.
|
На рис. 2 показана установка Гэмри для CV-теста. Рис. 2. Окно настройки циклической вольтамперометрии . |
Для тестирования конденсаторов в корпусе требуется двухэлектродное соединение.Все потенциостаты могут работать с двухэлектродным подключением. Просто подключите электрод сравнения и провода противоэлектрода к одной стороне конденсатора. Подключите рабочий электрод (и рабочий измерительный провод, если он есть) к другой стороне.
Развертка напряжения, приложенная к идеальному конденсатору, создает ток, равный
, где I — ток в амперах, а это скорость развертки линейного нарастания напряжения.
Скорость развертки напряжения для тестирования суперконденсаторов обычно находится в пределах 0.1 мВ / с и 1 В / с. Частота сканирования в нижней части этого диапазона позволяет протекать медленным процессам, но требует много времени на тестирование. Быстрое сканирование часто показывает меньшую емкость, чем более медленное сканирование. Этот эффект обсуждается ниже.
Будьте осторожны: быстрое сканирование дорогостоящих конденсаторов может потребовать большего тока, чем прибор может выдать или измерить. Максимально допустимая частота сканирования:
, где I max — максимальный ток прибора в амперах.
Теоретический график циклической вольтамперометрии
CV отображается с током по оси y и напряжением по оси x.Рисунок 3 представляет собой теоретический график CV для конденсатора емкостью 3 Ф, подключенного последовательно с ESR 50 мОм.
Рис. 3. Теоретическая циклическая вольтамперометрия для конденсатора 3 Ф, подключенного последовательно с ESR 50 мОм.
Скорость сканирования 100 мВ / с. Пределы сканирования составляли:
• Начальный E 0,0 В • Предел сканирования 1 2,4 В
• Конечный E 0,0 В • Предел сканирования 2 –0,5 В
Начало сканирования показано на графике вместе со стрелками, показывающими направление движения сканировать.Второй цикл показан красным.
Если бы это CV было записано на идеальном конденсаторе (без ESR), график CV был бы прямоугольником с высотой:
ESR вызывает медленный рост тока в начале сканирования и округляет два угла прямоугольник. Постоянная времени τ, описанная выше, управляет скруглением углов.
Циклическая вольтамперометрия на конденсаторе EDLC 3 F
Большая часть данных этой записки была записана с использованием коммерческих конденсаторов EDLC 3 F.Были протестированы компоненты Nesscap2, номер ESHSR-0003C0-002R7.
Циклическая вольтамперограмма 100 мВ / с конденсатора 3 F (рис. 4) показывает, как CV может определять окно напряжения конденсатора. Обратите внимание на сходство этого графика с теоретическим графиком CV, показанным выше.
Рис. 4. Циклическая вольтамперограмма конденсатора 3 Ф между +5 В и –3 В при 100 мВ / с.
Заштрихованная розовым цветом область представляет собой объединение одного сегмента (1,5–2,5 В) этой кривой.
Пределы напряжения, введенные в настройках, составляли +5 и –3 В.Сканирование было отменено вручную, когда ток начал резко возрастать. Скорость сканирования была достаточно низкой, чтобы пользователь успел отреагировать на повышенный ток. Инверсия произошла при 3,5 В, что значительно превышает спецификацию 2,7 В для этого конденсатора. Отрицательная развертка также была отменена вручную.
| В программном обеспечении Gamry’s Framework выбор F2-Skip обращает развертку. |
Интегрирование сегмента этой кривой показывает расчет емкости на основе данных CV.Интегрированная область (от 1,5 до 2,5 В) выделена розовым оттенком.
| Выберите диапазон интегрирования с помощью программного обеспечения. Выберите диапазон с помощью функции клавиатуры. . |
Интегрирование дало значение заряда, показанное на кривой. Емкость рассчитывается из Q и интегрированного диапазона напряжений:
Расчетная емкость зависит от скорости сканирования CV, области напряжения, используемой при интегрировании, и множества других переменных.
| Неидеальность конденсатора не позволяет вычислить истинное значение емкости для реального суперконденсатора. Коммерческие суперконденсаторы имеют указанное значение емкости, действительное при измерении с помощью конкретного эксперимента. Другие экспериментальные методы, включая CV, EIS и многие долгосрочные потенциостатические и гальваностатические испытания, могут дать очень разные значения емкости. |
Циклическая вольтамперометрия, нормализованная по скорости сканирования
Второй конденсатор использовался для демонстрации зависимости CV от скорости сканирования.Вольтамперограммы записывались при скоростях сканирования 3,16, 10, 31,6, 100 и 316 мВ / с. Конденсатор выдерживали при 0,0 В в течение 10 мин между сканированиями. Пределы сканирования составляли 0,0 и 2,7 В.
| Gamry’s Sequence Wizard — удобный инструмент для постановки сложных экспериментов, подобных этому. Задержка при нулевом напряжении и проверка CV были помещены в петлю. Между тестами скорость сканирования умножалась на √10. |
График данных, полученных в результате этих сканирований, показан на рисунке 5.Пурпурная кривая была записана при самой высокой скорости сканирования, а красная кривая — при самой низкой скорости сканирования.
Рисунок 5. Зависимость данных цикловольтамперометрии от скорости сканирования. Фиолетовый — самый быстрый; красный — самый медленный.
На рисунке 5 показаны эти вольтамперограммы, нормализованные путем деления всех токов на скорость сканирования.
| Используйте CV Echem Analyst, Нормализовать по скорости сканирования , чтобы нормализовать данные CV. Перед выполнением этой команды выберите каждую кривую в наложенных данных с помощью средства выбора кривой .Нормализация создает новую кривую с NSR в имени файла кривой. |
Рисунок 6. Те же CV-данные, что и на рисунке 4, но нормализованные по скорости сканирования.
Кривые CV идеального конденсатора, нормализованные по скорости сканирования, накладываются друг на друга: емкость не зависит от скорости сканирования. После нормализации единицы оси Y А · с · Вольт –1 становятся емкостью в фарадах.
Суперконденсаторы не идеальны, поэтому нормализованные графики не накладываются друг на друга.В этом примечании ось ординат приведенного значения кажущейся емкости постоянного напряжения приведена к оси ординат C app .
На рис. 6 значение C app составляет ~ 2,5 F на кривой с самой высокой скоростью сканирования (фиолетовый). Эта кривая напоминает CV идеального конденсатора плюс ESR. По мере уменьшения скорости сканирования (синий, зеленый, желтый и красный) приложение C увеличивается и показывает зависимость от напряжения. Это ожидается для химических реакций, управляемых напряжением.
Зависимость C app от скорости сканирования можно объяснить кинетически медленными реакциями Фарадея на поверхности электрода и поведением линии передачи, вызванным пористостью электрода.Оба вызывают увеличение приложения C при более низких скоростях сканирования.
В случае, когда присутствуют медленные поверхностные реакции, быстрое сканирование завершается до того, как происходят реакции, поэтому весь ток вызван емкостью. Фарадеевский ток успевает течь, когда скорость сканирования медленнее, увеличивая общий ток и приложение C до .
Модель с распределенными элементами показывает аналогичное поведение скорости сканирования. Поверхность электрода с высоким сопротивлением электролита не успевает реагировать на изменение напряжения во время быстрого сканирования.Фактически, доля поверхности электрода, доступная для электролита, зависит от скорости сканирования.
Циклическая вольтамперометрия для оценки срока службы
CV также может различать плохой срок службы и потенциально полезный срок службы.
Рисунок 7, график CV ниже, показывает 50 циклов от 1,0 до 2,7 В, записанных с использованием конденсатора 3 Ф. Первый, десятый и пятидесятый циклы показаны синим, зеленым и красным цветом.
Рисунок 7 . 50 циклов данных CV.Синий = цикл 1; зеленый = цикл 10, красный = цикл 50.
Между десятым и пятым циклами изменение данных очень мало. Следовательно, этот конденсатор заслуживает испытания на срок службы с использованием методов циклической зарядки-разрядки (описанных в Части 2 данного руководства по применению).
Циклическая вольтамперометрия на псевдоконденсаторе
Измерения CV на псевдоконденсаторе отличаются от результатов, измеренных на истинном EDLC. Мы протестировали конденсатор PAS емкостью 1 Ф от Taiyo Yuden3 (номер детали PAS0815LR2R3105).PAS расшифровывается как Polyacenic Semiconductor, который представляет собой проводящий полимер, нанесенный на электроды.
ТестыCV были выполнены на этом устройстве при 3,16, 10, 31,6, 100 и 316 мВ / с. Диапазон сканирования составлял от 0,0 до 2,4 В. Конденсатор оставался при 0,0 В в течение 10 мин между сканированиями.
На рисунке 8 показаны кривые CV после нормализации по скорости сканирования. Красная кривая была записана при самой низкой скорости сканирования, а пурпурная — при самой высокой. По оси ординат отложена кажущаяся емкость.
По сравнению с нормализованным графиком CV для EDLC на рисунке 5, есть одно существенное отличие.Приложение C устройства зависит от напряжения на всех скоростях сканирования. Это ожидаемо, учитывая фарадеевский характер накопления заряда в этом псевдоконденсаторе.
Рис. 8. CV псевдоконденсатора Taiyo Yuden,
нормализовано по скорости сканирования. Красный — самая высокая скорость сканирования; фиолетовый — самый медленный.
Спектроскопия электрохимического импеданса
Спектроскопия электрохимического импеданса (EIS) является предпочтительным методом измерения ESR суперконденсаторов. EIS также может измерять емкость и неидеальность конденсаторов.Для получения основной информации о EIS см. Инструкцию Gamry по применению «Основы спектроскопии электрохимического импеданса».
Модель EIS для суперконденсатора
Наиболее распространенной моделью, подходящей для спектров EIS суперконденсатора, является упрощенная модель Randles:
Рисунок 9. Эквивалентная схема Randles для моделирования суперконденсаторов.
Элементы в модели:
C Идеальная емкость
ESR Эквивалентное последовательное сопротивление
Rleakage Leakage Сопротивление
Значения, использованные для построения рисунка 10, были выбраны для приближения к значениям типичного устройства EDLC.Величина EIS показана кружками, а фаза — крестиками.
Рисунок 10. Идеальная диаграмма Боде эквивалентной схемы на Рисунке 8, с C = 1 F, ESR = 100 мОм и утечкой = 100 кОм.
Спектр Боде на рисунке 9 имеет три области:
- Выше 10 Гц амплитуда и фаза приближаются к 100 мОм и 0 °. СОЭ доминирует в этом регионе.
- В диапазоне от 100 мкГц до 10 Гц емкость определяет импеданс. Зависимость амплитуды от частоты является линейной (на графике логарифма Боде) с наклоном –1, а фаза приближается к –90 °.
- Ниже 10 мкГц сопротивление начинает переходить обратно к резистивному поведению, поскольку сопротивление утечки становится доминирующим. Этот переход неполный даже на частоте 1 мкГц. Спектры EIS реальных устройств редко дают много информации о сопротивлении утечке, потому что его эффекты проявляются на непрактично низких частотах.
Режим измерения EIS
Gamry EIS300 может измерять EIS, используя три различных режима управления:
- Потенциостатический EIS
- Гальваностатический EIS
- Гибрид EIS
Потенциостатический и гальваностатический режимы управляют напряжением и током ячейки соответственно.Гибридный режим использует гальваностатическое управление ячейкой, но изменяет переменный ток для поддержания фиксированного отклика переменного напряжения.
Гальваностатический и гибридный режимы EIS предпочтительны для ячеек с очень низким импедансом, где небольшие ошибки в напряжении постоянного тока могут создавать большие токи постоянного тока.
Импеданс конденсаторов 3 Ф, используемых для генерации данных для этой банкноты, достаточно высок, чтобы можно было использовать любой режим управления. Потенциостатический режим является наиболее распространенным режимом EIS, поэтому был выбран именно этот режим.
Спектры EIS на 3 F EDLC при различных потенциалах
На рисунке 11 представлен график Боде спектров EIS 3 F EDLC, записанных при трех потенциалах постоянного тока: 0.0, 1,25 и 2,50 В (синий, зеленый и красный). Конденсатор выдерживали при постоянном напряжении в течение 10 мин между съемками спектров. Спектры измеряли потенциостатически при переменном напряжении 1 мВ RMS.
Мастер последовательности Gamry также использовался для записи этих данных. Цикл содержал как этап уравновешивания, так и сбор данных EIS.
Рис. 11. График Боде 3 F EDLC при 0,0 В (синий), 1,25 В (зеленый) и 2,50 В (красный).
Эти спектры значительно отличаются от идеальных, приведенных в предыдущем разделе.Различия включают:
- Нет признаков сопротивления утечки в этом диапазоне частот.
- Фаза между 1 Гц и 100 Гц никогда не приближается к предсказанию 0 ° простой модели.
Спектр идеального конденсатора не зависит от постоянного напряжения. Очевидно, что EDLC, характеризующийся этими спектрами, демонстрирует неидеальность от 1 Гц до 10 кГц.
Подгонка модели к спектру
Спектр импеданса на рисунке 12 был измерен на 3 F EDLC, удерживаемом на 2.25 В. Данные регистрировали при возбуждении 1 мВ и потенциостатическом контроле ячейки. Зеленые линии на этом графике — это модифицированная модель Рэндлса, соответствующая данным. Подходящие параметры:
C 2,51 F ± 12 мФ
ESR 62 мОм ± 314 мкОм
R утечка 773 Ом ± 59 Ом
Рисунок 12. График Боде для 3 F EDLC при 2,25 В с Подгонка модели Randles (зеленая сплошная линия) и пористый электрод с подгонкой линии передачи (сплошная красная линия).
Согласие на Рисунке 12 между моделью Рэндлса и спектром плохое.Это типично для EIS на конденсаторах EDLC, где пористость электродов приводит к очень неравномерному доступу электролита к поверхности электрода, поэтому происходят реакции Фарадея. Простые модели с резистором и конденсатором не применяются.
Подбор данных намного лучше при использовании модели линии передачи с пористым электродом, когда используется открытый элемент Бискерта (рис. 13).
Рисунок 13. Пористый электрод, модель линии передачи, использованная при моделировании на Рисунке 11.
Подгонка выделена красным на рисунке 11.Подходящие параметры:
R м 112 мОм ± 22 мОм
R k 2,2 × 10 30 Ом ± 1 × 10 38 Ом
Y м (CPE) 2,3 С · с / A ± 0,15 S · s / A
α (CPE) 0,960 ± 0,033
ESR 50 × 10 –3 Ω ± 639 × 10 –6 Ω
Описание модели см. В этом приложении заметка «Демистификация линий передачи: что они собой представляют? Почему они полезны? »
Ожидается высокая неопределенность в R k .Спектр не включает частоты, на которых R k влияет на импеданс.
EIS Спектр 650 F EDLC с низким ESR
Измерение EIS на конденсаторах с очень низким ESR затруднено. Обычно для этого требуются:
- Истинные четырехконтактные измерения
- Гальваностатический элемент управления
- Контакты низкоомные
- Витая пара или коаксиальные выводы ячеек
В двух примечаниях к применению Gamry содержатся предложения по проведению измерений EIS с низким импедансом:
«Точность контурных графиков»
«Проверка EIS с низким импедансом с использованием резистора 1 мОм»
Спектры EISбыли записаны на конденсаторе Maxwell4 (номер детали BCAP0650 P270).Этот конденсатор емкостью 650 Ф был рассчитан на ESR менее 600 мкОм при 1 кГц.
На рис. 14 показаны соединения, используемые для записи спектра EIS этого устройства. Соединения выполнялись медным листом толщиной 1,5 мм. Токоведущие выводы и выводы измерения напряжения находятся на противоположных сторонах устройства.
Рисунок 14. Подключения потенциостата к конденсатору Максвелла.
| Предупреждение: Избегайте короткого замыкания клемм конденсатора через соединения с низким сопротивлением.Могут протекать очень опасные токи в сотни или даже тысячи ампер. |
Спектр EIS представлен на рисунке 15. Этот спектр был записан в гибридном режиме с напряжением 1 мВ переменного тока. Полное сопротивление на частоте 1 кГц составляет 335 мкОм, что меньше номинального значения ESR этого конденсатора, равного 600 мкОм.
Рисунок 15. EIS из 650 F EDLC.
EIS на псевдоконденсаторе
Спектры EIS, записанные на идеальном конденсаторе при различных напряжениях постоянного тока, должны накладываться друг на друга.
EIS подтверждает зависимость измеренной емкости от напряжения на псевдоконденсаторе PAS. Это тот же конденсатор, который ранее использовался для тестирования CV. Спектры ЭИС регистрировались при постоянном напряжении 0, 1,2 и 2,4 В (рисунок 16). В отличие от случая EDLC, низкочастотное сопротивление было различным при каждом напряжении.
Рис. 16. EIS для псевдоконденсатора PAS при 0 (синий), 1,2 (зеленый) и 2,4 В (красный).
В простой модели Randles емкость управляет импедансом на самых низких частотах на графике выше.На графике выше импеданс в этой области зависит от постоянного напряжения, поэтому емкость также должна зависеть от постоянного напряжения.
Измерение тока утечки
Ток утечки можно измерить как минимум двумя способами:
- Подайте напряжение постоянного тока на конденсатор и измерьте ток, необходимый для поддержания этого напряжения.
- Зарядите конденсатор до фиксированного напряжения, затем разомкните цепь на конденсаторе и измерьте изменение напряжения во время саморазряда.
Книга Конвея включает главу, в которой обсуждаются ток утечки и саморазряд суперконденсаторов.
В попытке сделать характеристики суперконденсатора хорошими, некоторые производители указывают, что ток утечки измеряется через 72 часа при подаче напряжения. В этих условиях ток утечки может составлять всего 1 мкА / Ф.
Прямое измерение тока утечки
Прямое потенциостатическое измерение тока утечки конденсатора является довольно сложной задачей. При испытании на испытуемый конденсатор должен подаваться постоянный потенциал и измеряться очень малые токи.
Обычно токи зарядки конденсаторов выражаются в амперах, а токи утечки — в микроамперах, в диапазоне 10 6 .Шум или дрейф потенциала постоянного тока могут создавать токи, превышающие ток утечки.
Например, предположим, что конденсаторы емкостью 3 Ф, использованные в нашем тестировании, имеют ESR 100 мОм. Мы хотим измерить на них ток утечки 1 мкА: мы хотим, чтобы шум тока был меньше, чем сигнал 1 мкА.
На частотах, где ESR является доминирующим сопротивлением, 0,1 мкВ шума в приложенном напряжении будет создавать ток шума в 1,0 мкА. На более низких частотах, где наша емкость 3 F преобладает над импедансом, дрейф напряжения равен 0.3 мкВ / с создают ток 1,0 мкА.
Быстрый сбор данных, внешние источники шума или отсутствие клетки Фарадея могут привести к большим кажущимся постоянным токам или постоянному переключению между диапазонами тока.
| Потенциостатический тест в программном обеспечении Gamry не будет точно измерять ток утечки, поскольку он предлагает только динамический диапазон около 104. |
Программное обеспечение для электрохимической энергии Измерение тока утечки
На рисунке 17 показан ток утечки, измеренный на новом конденсаторе емкостью 3 Ф.График представляет собой логарифм тока в зависимости от времени в течение пяти дней при 2,5 В.
Рисунок 17. Зависимость тока утечки от времени для конденсатора 3 Ф.
Обратите внимание, что ток все еще падает через пять дней после применения потенциала. Производитель указывает ток утечки на этом конденсаторе менее 5 мкА через 72 часа; измеренное значение составило около 3,2 мкА.
Данные на этом графике были сглажены с использованием алгоритма Савицкого-Голея с окном 60 секунд. Периодический шумовой сигнал возникает из-за дневного кондиционирования воздуха.
|
Для прямого измерения тока утечки с помощью инструментов PWR800 был разработан специальный скрипт. Этот сценарий называется: В отличие от потенциостатического метода PWR800, этот сценарий подает напряжение, используя режим потенциостата прибора, и измеряет ток утечки. Он использует введенную пользователем оценку для ESR, чтобы избежать диапазонов преобразователя I / E, где шум напряжения может перегрузить схему измерения тока. Коэффициент усиления 10 при измерении тока позволяет проводить измерения с в десять раз большим шумом и дрейфом напряжения. |
Измерение саморазряда
Саморазряд вызывает снижение напряжения холостого хода заряженного конденсатора с течением времени. Во время саморазряда ток утечки разряжает конденсатор даже при отсутствии внешнего электрического тока.
В книге Конвея описаны три механизма саморазряда. Эти механизмы можно выделить, проанализировав формы кривых зависимости напряжения от времени, записанные в течение длительных периодов времени.Этот анализ не проводился на основе представленных здесь данных.
Мгновенный ток утечки, I утечка , можно рассчитать, умножив скорость изменения напряжения во время саморазряда на емкость.
График ниже представляет собой кривую зависимости напряжения холостого хода от времени для конденсатора емкостью 3 Ф, оставленного разомкнутым после 12 часов при 2,5 В. Это было записано с конденсатором, предварительно заряженным до 2,5 В в предыдущем испытании. . Изменение напряжения было менее 2 мВ через 30 мин.
Рис. 18. Время спада напряжения конденсатора емкостью 3 Ф после заряда до 2,5 В. в течение 12 часов
Красная линия на графике представляет собой аппроксимацию методом наименьших квадратов данных о спаде напряжения. Наклон составляет 0,55 мкВ / с.
Ток утечки
|
Для расчета наклона использовалась функция Linear Fit в Gamry’s Echem Analyst. PWR800 добавил сценарий, который выполняет это измерение. Этот сценарий называется: Применяет постоянный потенциал в течение заданного пользователем промежутка времени.Затем он выключает элемент и измеряет изменения напряжения холостого хода. Схема смещения и усиления прибора позволяет измерять очень небольшие перепады напряжений. |
1B.E. Конвей, Электрохимические суперконденсаторы: научные основы и технологические приложения, Нью-Йорк: Kluwer Academic Press / Plenum Publishers, 1999.
2Nesscap Energy Inc., 24040 Camino Del Avion # A118, Monarch Beach, CA 92629, США.
3Taiyo Yuden (США) Inc., 10 North Martingale Road, Suite 575, Шаумбург, Иллинойс 60173, США.
4Maxwell Technologies, Inc., 3888 Calle Fortunada, San Diego, CA 92123.
an9312
% PDF-1.5 % 487 0 объект > / OCGs [593 0 R] >> / OpenAction 488 0 R / Threads 489 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 491 0 объект > эндобдж 48 0 объект > эндобдж 618 0 объект > поток Acrobat Distiller Command 3.01 для SunOS 4.1.3 и более поздних версий (SPARC) 2010-04-23T16: 45: 16-05: 001999-04-30T13: 12: 44Z2010-04-23T16: 45: 16-05: 00 Adobe Illustrator CS3
Измерение тока утечки | Измерение тока утечки в промышленности
Ток утечки — это электрический ток, который накапливается в поврежденных или неэффективных изоляторах и течет по проводникам, которые для этого не предназначены. «Утечки» могут возникать во всех электрических системах, поэтому необходимо соблюдать особую чувствительность на электростанциях, в мехатронике транспортных средств, в молниезащите зданий, а также в производственных машинах или установках.Часто токи утечки проявляются в виде тока утечки, который распространяется по поверхности неисправных или поврежденных изоляторов. В промышленных условиях говорят о токе утечки, когда нежелательные токи распространяются через индуктивную, емкостную или гальваническую связь на экранированных линиях или через эквипотенциальное соединение (PA). Соединения в проводники высокого и низкого напряжения происходят часто, например, если двигатель и линии передачи данных проложены близко друг к другу. Высокочастотные проводники, которые можно найти в современной автоматизации процессов, способствуют развитию таких соединений.
Ток утечки как помеха
Везде, где протекают токи утечки, они вызывают проблемы: например, они разряжают батареи, уменьшают емкость конденсаторов, вызывают отключение устройств защитного отключения, затрудняют работу датчиков и, таким образом, мешают работе целых машин или установок . Если токи утечки попадают на экранирование линий передачи данных при автоматизации процессов, они являются помехой в трех аспектах:
- С одной стороны, повышенные токи утечки являются нагрузкой для электроники чувствительного устройства, если они рассеиваются на цилиндре. рельс.
- С другой стороны, чрезмерные токи экрана заставляют магнитное поле линии двигателя напрямую влиять на пары проводов в линии передачи данных.
- Третьим следствием чрезмерных токов экрана является повышенная физическая нагрузка на вывод экрана в конечных точках, которые из-за этого быстрее корродируют.
Связанные токи могут также привести к повышенному износу трехфазных приводов с частотным регулированием, если они протекают от статора через подшипник, вал и систему PA обратно к преобразователю частоты.Типичным примером повреждения является износ колец подшипников, страдающих от искровой эрозии от импульсов высокочастотного тока.
Токи утечки увеличивают токи экранирования Механизм сцепления можно избежать Специалисты по обслуживаниюсталкиваются с проблемой предотвращения или минимизации токов утечки в смысле непрерывного производства. Однако им должно быть ясно, что осознание проблем, связанных с их побочными эффектами, еще не дошло до всех, кто несет ответственность.Разрядные токи иногда просто рассматриваются — недифференцированные — как «неизбежное явление» в электрических системах. Тем не менее, потребность в действиях неуклонно растет: из-за увеличения числа частотно-регулируемых приводов и повышения степени автоматизации машин или установок полевые нагрузки и нежелательные экранирующие токи становятся все более значимыми источниками неисправностей. Чтобы решить эту проблему, необходима прокладка симметричных кабелей двигателя в сочетании с профессиональным монтажом системы заземления и уравнивания потенциалов.
Ключевое слово: Симметричный кабель двигателя
В отличие от обычных кабелей двигателя, PE-провод не проложен параллельно трем фазам, а разделен на три линии. При такой структуре трех линий, фазы которых сдвинуты на 120 ° друг к другу, связанные токи почти компенсируют друг друга.
Измерение и анализ тока утечки
Исходя из этого, машины и установки необходимо регулярно проверять на токи утечки; оптимально за ними следует следить.Токоизмерительные клещи представляют собой подходящие измерительные устройства, которые определяют разницу тока между отходящими и обратными проводниками. Важно, чтобы клещи имели достаточно широкий диапазон измерения. Таким образом, клещи для измерения тока утечки EMCheck ® LSMZ I от Indu-Sol с диапазоном частот от 50/60 Гц или от 5 Гц до 1 кГц разработаны специально для измерения токов утечки и экранирования. С их помощью изоляторы ударного действия могут располагаться даже в неудобных монтажных положениях.Благодаря широкому раскрытию зажимов LSMZ I можно применять ко всем распространенным линиям электропитания, передачи данных, защиты и 24 В постоянного тока.
То же самое относится и к интеллектуальным токоизмерительным клещам EMCheck ® ISMZ I, который предлагает несколько дополнительных функций по сравнению с LSMZ I. Сюда входит функция записи, которая записывает текущий курс для каждого времени сканирования и отображает его во временной шкале. . Его частотный диапазон до 20 кГц позволяет точно сканировать ход тока, чтобы можно было отобразить частотный спектр тока утечки или экранирующего тока (см. Рисунок рядом).Оснащенный мощной батареей и большой памятью данных, ISMZ I способен записывать данные измерений в течение до 14 дней и предоставлять их для извлечения. Он может постоянно оставаться в точке измерения в течение определенного периода времени.
LSMZ I: Текущий курс с измерением действующего значения в полосе частот до 1 кГц ISMZ I: Текущий курс с измерением пикового значения в полосе частот до 20 кГцОба измерительных зажима дополнительно различаются по разрешающей способности деталей: в то время как LSMZ I определяет текущий курс, используя действующие значения, ISMZ I записывает текущий курс с частотой дискретизации до 40 кГц точно по амплитуде — i.е. включая пиковые значения. Таким образом, можно обнаружить спорадически возникающие пики помех, которые не замечаются обычными токовыми клещами. Еще одно преимущество ISMZ I заключается в его интегрированном интеллекте: на «фазе обучения» он автоматически определяет подходящие пороговые значения для измерения тока утечки или экранирующего тока. После обнаружения оператор может использовать их как ориентиры (триггеры) для временной записи. Оценка записанных данных впоследствии выполняется с помощью программного обеспечения на ноутбуке или ПК.
Для постоянного контроля нескольких кабелей в промышленном производстве можно использовать EMV-INspektor ® V2. Измерительно-диагностический прибор от Indu-Sol может анализировать до четырех линий с частотой дискретизации 50 кГц и предназначен для установки на монтажных рельсах. Визуализация и анализ записанных данных удобно выполняются в веб-интерфейсе, где текущий курс каждого отдельного измерительного канала отображается в различных масштабах.
Проверка герметичности аккумуляторной батареи электромобиля: проблемы и решения
Одной из серьезных технических проблем при производстве электромобилей является обеспечение производительности и безопасности больших аккумуляторных блоков, которыми они питаются.Протекший аккумулятор — это больше, чем просто неудобство. Литий-ионный аккумулятор наиболее распространенного типа для электромобилей может загореться или даже взорваться в случае утечки.
Все компоненты аккумуляторной батареи электромобиля уязвимы для утечек — элементы, модули, компоненты охлаждения и блоки, составляющие окончательную сборку. Во всех случаях ключевыми переменными являются размер детали, допустимая скорость утечки и температура.
В этом посте давайте сосредоточимся на испытании на герметичность в конце процесса сборки аккумуляторной батареи, чтобы убедиться в целостности полностью собранного блока.Этот тест на герметичность часто является более сложным, чем любые тесты, выполняемые на уровне компонента или узла, из-за множества действующих факторов.
Уникальные тестовые задачи проверки герметичности аккумуляторной батареи электромобиля:
- Эти узлы обычно проектируются как можно более легкими и экономичными. Это создает проблемы с раздувом и общей нестабильностью деталей.
- Эти пакеты имеют большой внутренний объем и большую площадь поверхности. Детали с большой площадью поверхности особенно подвержены влиянию окружающей среды.
Различные методы испытаний на герметичность имеют свои сильные и слабые стороны при испытании, поскольку они относятся к уникальным физическим характеристикам упаковки. Мы по-прежнему руководствуемся законом идеального газа: давление (P) x объем (V) = количество газа в молях (n) x универсальная газовая постоянная (R) x абсолютная температура (T) газа или PV = nRT.
Любой метод испытаний, при котором создается давление (с воздухом) внутри упаковки, может привести к ее физическому расширению, как воздушный шар. Это повлияет на измеренную скорость утечки и может привести к ложному прохождению или отказу в зависимости от величины расширения и сжатия.
Изменения температуры окружающего воздуха или барометрического давления могут создать уникальную ситуацию, которая особенно проблематична при попытке использовать систему измерения давления или расхода. Даже небольшие изменения температуры окружающей среды или барометрического давления усиливаются за счет гибкости компонентов современных аккумуляторных блоков.
Методы испытаний для проверки герметичности аккумуляторной батареи электромобиля: за и против
Падение давления
При падении давления скорость утечки должна основываться на калибровочном коэффициенте частичного разряда (наклон и смещение для преобразования изменения давления в скорость утечки). Это связано с тем, что этот метод проверки на герметичность основан на калибровочном коэффициенте для получения точных результатов. Если вы используете испытание на падение давления для гибких аккумуляторных блоков, ссылки на объем для расчета скорости утечки приведут к неверным результатам.Массовый расход
Массовый расход не требует калибровочных коэффициентов или расчетов частичного разряда. Он будет показывать одинаковую скорость утечки независимо от размера пакета. По этой причине массовый расход, вероятно, может быть лучшим выбором для больших и гибких аккумуляторных блоков. Этот метод испытаний менее подвержен изменениям в жесткости деталей.Тем не менее, всегда помните, что измеренная утечка все равно будет варьироваться между упаковками, если измерение проводится до того, как каждая упаковка стабилизируется и достигнет теплового равновесия.
Тестирование индикаторного газа
Испытание индикаторным газом также является опцией, идеально подходящей для испытаний по стандартам IP67-IP69.В этом случае упаковка помещается в герметичную камеру и бомбардируется / насыщается гелием. Если есть пути утечки, гелий будет вытеснен через них в упаковку. Затем используется масс-спектрометр для «обнюхивания» любых доказательств того, что гелий вытекает из упаковки.Узнайте больше о том, как мы можем помочь вам найти лучший подход для тестирования аккумуляторной батареи вашего электромобиля.
LHQ-HQ ETCR6200 Тест клещами для измерения тока утечки переменного / постоянного тока Проверка тока утечки переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи
LHQ-HQ ETCR6200 AC / DC ток утечки токоизмерительные клещи тест AC / DC ток утечки тока ремонт автомобильной цепи
- Home
- LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Проверка токовых клещей постоянного / переменного тока Ремонт автомобильной цепи
LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Ток утечки переменного / постоянного тока Ремонт Автомобильная схема: промышленная и научная.Купить LHQ-HQ ETCR6200 Измерительные клещи для измерения тока утечки переменного / постоянного тока Испытание токов утечки переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи: токовые клещи — ✓ БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА при определенных покупках. ETCR6200 Измеритель тока утечки переменного / постоянного тока, также называемый: Измеритель тока утечки автомобиля, Измеритель тока в режиме ожидания автомобиля, Тестер пускового тока автомобиля, Тестер тока заряда автомобиля. Он специально разработан для онлайн-измерения постоянного и переменного тока утечки, а также тока ниже 600 В с использованием современной технологии ТТ и технологии цифровой интеграции.。 Это применимо для быстрого обнаружения утечки в автомобиле, обнаружения потребляемого тока, быстрого поиска неисправности в обрыве провода, утечки, сбоя оборудования, линейного контакта с железом, измерения пускового тока двигателя и тока зарядки генератора и т. Д.。 Это может широко использоваться в таких областях, как ремонт автомобилей, заводские испытания автомобиля, испытание автомобильных запчастей, обнаружение тока в телекоммуникационной комнате, ремонт электроэнергии, метеорология, обнаружение масла и т. д.。 Диапазон измерений: AC / DC 0mA ~ 60.0A; Он особенно подходит для измерения тока в режиме ожидания автомобиля, тока утечки, пускового тока.Это продукт с характеристиками относительно небольшого размера, высокой точности, сильной защиты от помех и автоматического переключения. 。 Товары нашего магазина будут тщательно отобраны перед доставкой, а затем доставлены вам. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Обычно мы отвечаем на любое сообщение, которое вы отправляете, в течение 3 или не более 8 часов. 。 Токоизмерительные клещи ETCR6200 переменного / постоянного тока, также называемые: автомобильные клещи для измерения тока утечки, автомобильные клещи для измерения тока в режиме ожидания, автомобильный тестер пускового тока, автомобильный тестер тока зарядки.Он специально разработан для онлайн-измерения переменного / постоянного тока утечки, тока ниже 600 В, с использованием современной технологии ТТ и технологии цифровой интеграции. Он особенно подходит для измерения тока в режиме ожидания автомобиля, тока утечки, пускового тока. Это продукт с характеристиками относительно небольшого размера, высокой точности, сильной защиты от помех и автоматического переключения. Он применяется для быстрого обнаружения утечки в автомобиле, обнаружения потребляемого тока, быстрого поиска неисправности в обрыве провода, утечки, сбоя оборудования, линейного контакта с железом, измерения пускового тока двигателя и тока заряда генератора и т. Д.Его можно широко использовать в таких областях, как ремонт автомобилей, заводские испытания автомобилей, испытания автомобильных запчастей, обнаружение тока в телекоммуникационной комнате, капитальный ремонт электроэнергии, метеорология, обнаружение масла и т. Д. и хранение данных. Он получает один интерфейс RS22, коммуникационный кабель и программное обеспечение через компьютер, он может онлайн-мониторинг в реальном времени, исторический запрос, динамическое отображение, индикация MIN-AVG-MAX, установка и индикация аварийных сигналов, чтение, сохранение и печать данных.。Технические характеристики。Модель ETCR6200。Функция Измерение постоянного / переменного тока, тока утечки, ремонт автомобильной цепи. Источник питания Сухая батарея Zn-Mn, 6F22,9В, непрерывное использование в течение 0 ч. Тестовый режим Clip-on CT, бесконтактное измерение 。Размер зажима 25 мм X 5 мм Range Диапазон измерения 0 мА ~ 60,0 A AC / DC Разрешение 1 мА AC / DC Точность ± 2% показания ± 5 градусов (2 ℃ ± 5 ℃, относительная влажность ниже 75%) 。Режим дисплея Четырехзначный ЖК-дисплей。 Размер LWH : 168 мм × 65 мм × 4 мм。Размер ЖК-дисплея 5 мм × 21,5 мм; область отображения: 2 мм × 15 мм Частота дискретизации 2 раза / с Частота переменного тока: 45 Гц-400 Гц。。。
### FLAGCSS0 ###
JavaScript отключен.Пожалуйста, разрешите просмотр всего сайта.
LHQ-HQ ETCR6200 Проверка токоизмерительных клещей переменного / постоянного тока утечки переменного / постоянного тока Ток утечки Ремонт автомобильной цепи
LHQ-HQ ETCR6200 Проверка клещами постоянного / переменного тока утечки тока утечки переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи, ремонт Автомобильная цепь LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока, Купить LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Ток утечки переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи: токовые клещи — ✓ БЕСПЛАТНО ДОСТАВКА возможна для подходящих покупок, бесплатная быстрая доставка Покупки, сделанные легко и весело, — это идеальное место для покупок в Интернете.LHQ-HQ ETCR6200 Измерительные клещи для измерения тока утечки переменного / постоянного тока Тестирование постоянного / переменного тока Ток утечки Ремонт автомобильной цепи.
LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Испытание клещами постоянного / переменного тока Ток утечки тока Ремонт автомобильной цепи
LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока Проверка токовых клещей переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи
Купить LHQ-HQ ETCR6200 Тест измерителя тока утечки переменного / постоянного тока LHQ-HQ ETCR6200 Проверка токоизмерительных клещей постоянного / переменного тока Ток утечки переменного / постоянного тока Ремонт автомобильной цепи: ток Зажимы — ✓ Возможна БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА для подходящих покупок. Бесплатная быстрая доставка Покупки, сделанные легко и весело, — это идеальное место для покупок в Интернете.
Скорость утечки тока в автомобиле. Как с помощью мультиметра проверить утечку тока в автомобиле? Обнаружение и устранение утечки тока в автомобиле
Если автомобиль очень долго стоит на стоянке и не используется, то после того, как водитель повернет ключ в замке зажигания, ничего не произойдет. В процессе может щелкнуть реле, возможно, даже стартер оживет. Но если он проворачивает коленчатый вал, этого мало. Все это — симптомы разряда аккумулятора за время стоянки автомобиля.
В автомобиле есть утечка тока. Но при разряженном аккумуляторе эти цифры значительно выше этих нормальных. Давайте посмотрим, как можно обнаружить утечку и устранить эту проблему.
Почему садится аккум?
При длительной стоянке заряд не должен уходить, но необходимо учитывать токи утечки. Особенно быстро разряжается аккумулятор в современных автомобилях. Здесь сеть включает немалое количество различных электронных устройств и гаджетов.
Часто в таких случаях скорость утечки тока в кабине намного выше допустимой. Среди типичных причин — старая и некачественная проводка, а также изоляция проводов. Еще одна частая причина — неправильно подключенное электронное оборудование. Это может быть аудио, мультимедиа, навигатор и так далее. Причины утечки тока в автомобиле могут быть в грязных или окисленных контактах. Все это существенно «садит» аккумулятор.Допустимый ток потребления АКБ
В современных автомобилях существует определенное количество потребителей электроэнергии на постоянной основе.Это могут быть часы, ЭБУ памяти, иммобилайзеры, сигнализация и другое подобное оборудование. Они подключены к сети и потребляют электроэнергию. И постоянно.
Для примера возьмем энергозависимую память ЭБУ. Если его стереть, устройство начнет процесс переобучения и снова запомнит все текущие настройки. Системы безопасности начинают работать только тогда, когда машина припаркована. Из этого можно сделать вывод, что небольшое потребление электроэнергии — нормальная ситуация.
Но в автомобиле есть ток утечки.Это правило представляет собой некую постоянную величину — ее можно вычислить. Необходимо суммировать потребление каждого потребителя бортовой сети. Например, для срабатывания сигнализации требуется не более 20 мА. Для работы часов нужен 1 мА. Аудиосистема потребляет около 3 мА и так далее. В сумме общий показатель будет в диапазоне от 50 до 80 мА. Это совсем немного. Даже одна лампа в фаре, которую забыли выключить, потребляет 500 мА. А показатель утечки тока в автомобиле в 50 А не может вызвать полную разрядку аккумулятора даже зимой.
Определите возможный расход с помощью мультиметра. А если в процессе измерения уровень потребления выше допустимого, значит. Проблема в электрической системе автомобиля. Его нужно найти и устранить.
Определить, куда пропадает ток самостоятельно
Как известно, основных причин, по которым аккумуляторные батареи разряжаются, всего две. Это дополнительные потребители или короткое замыкание в сети. Итак, давайте посмотрим, как измерить утечку тока в автомобиле мультиметром.
С помощью этой операции вы можете найти и обнаружить тонкое пятно в бортовой сети. Для поиска утечки необходимо перевести измерительный прибор в режим измерения тока. Не забывайте, что в автомобильной сети присутствует постоянный ток. Что касается диапазона измерения, то хватит 10 ампер.Как подключить мультиметр
Перед тем, как приступить к поиску тока утечки в автомобиле, необходимо правильно подключить прибор к бортовой сети. Что касается потребителей электроэнергии от АКБ, то их лучше по возможности отключить.Для измерений амперметр включается в разрыв цепи. Чтобы получить такой зазор, провод снимается с плюсовой клеммы аккумулятора. Затем подключите один контакт амперметра к плюсу аккумулятора. А второй — к только что снятому проводу.
Никогда не подключайте измерительные приборы к плюсу и минусу на аккумуляторе. Результат — короткое замыкание. С автоматом ничего не случится, но в мультиметре перегорит предохранитель. Если все подключено правильно, то на экране устройства появится цифра, соответствующая току, который потребляют постоянно включенные электроприборы.Если допустимая утечка тока в автомобиле ниже результата измерения, нужно искать причину дальше.Как найти утечку
Как известно, одной из основных причин, по которой возникает данная проблема, является любое электронное устройство из дополнительного или нештатного оборудования. В современных автомобилях с каждым годом таких узлов становится все больше. Начать поиск нужно с тех устройств и устройств, которые устанавливаются самостоятельно, то есть нестандартные. Это могут быть самые разные вентиляторы, сигнализации, что угодно.
Заводская электропроводка в автомобилях надежно защищена. И короткие замыкания в нем возникают только в случае значительного повреждения. Например, в результате аварии защитный кожух может быть поврежден. Но провода, проложенные владельцем машины, часто лежат неаккуратно. Их ставят на первое доступное место, которое при беглом осмотре кажется наиболее подходящим. Именно в этих проводах скрывается причина возникновения коротких замыканий. Неисправность приводит к токам утечки. Провода, проложенные автовладельцем, могут находиться в опасной близости от мотоблока.Двигатель, как известно, при этом нагревается. Значит, изоляция провода может расплавиться.Также шнуры трутся о края металлических деталей (особенно в местах касания дверцы автомобиля). Они перетираются — в результате нарушается целостность изоляции и появляется короткое замыкание.
Специалисты Автоэлектрика рекомендуют сразу после замеров (если величина тока утечки в автомобиле не совпадает с показаниями мультиметра) перейти к визуальному осмотру всего, что установлено ненормально.Также необходимо осмотреть отдельные детали и элементы устройств и устройств, подверженные механическим воздействиям. Если речь идет о сигнализации, это могут быть концевые выключатели. Если признаков нарушения, подгорания, коррозии нет, то стоит перейти к более сложным методам устранения неисправностей. С помощью этой диагностики можно значительно сузить круг возможных неисправностей.
Как провести глубокую диагностику
Итак, мы уже знаем, как измерить ток утечки с помощью автомобильного мультиметра.В этом случае устройство подключается так же, как и в предыдущем случае. Но здесь по очереди снимается каждый предохранитель и отключается реле.
Это делается для размыкания цепи в бортовой сетевой машине. Когда скорость утечки становится близкой к норме, обнаруживается цепочка с проблемным потребителем. Затем вам следует заменить или отремонтировать неправильно работающее оборудование.Дополнительная диагностика
Иногда возникают сложные ситуации, в которых даже после проверки утечки путем снятия предохранителей нет положительного результата и не обнаружен источник проблемы.В этом случае ничего не остается, как проверить утечку тока в авто в цепях. Они не защищены предохранителями. Это генератор и стартер. Очень часто батарея лопается из-за неправильной работы генератора.