Юров Ю., Постніков А.А., Гумелёв В.Ю. Коротка оцінка методів діагностування свинцево-кислотних акумуляторних батарей

С.Н. Костиков

Аналіз причин відмов герметизованих свинцево-кислотних акумуляторів

Близько сорока років тому вдалося створити герметизований свинцево кислотний акумулятор. Всі реалізовані дотепер герметизовані свинцево-кислотні акумулятори забезпечені клапаном, який повинен відкриватися для викиду надлишкового газу, в основному водню, при заряді і зберіганні. Повної рекомбінації кисню і водню досягти неможливо. Тому акумулятор називається не герметичним, а герметизованим. Важливою умовою гарної герметизації є щільне хімічне і термостійке з'єднання конструктивних елементів. Особливе значення має технологія виготовлення пластин, конструкція клапана і герметизація висновків. У герметичних акумуляторах використовується «пов'язаний» електроліт. Рекомбінація газів йде по кисневого циклу.

Для зв'язування електроліту існує два способи:

Використання гелеобразного електроліту (технологія GEL);

Використання скловолокна, просоченого рідким електролітом (технологія AGM).

Кожен спосіб має свої переваги і недоліки.

Під надійністю акумулятора розуміють його здатність зберігати обумовлені виробником характеристики при експлуатації протягом заданого часу в заданих умовах. За критерій відмови акумулятора приймається невідповідність його параметрів встановленим нормам. Вимоги до герметизованим свинцево-кислотних акумуляторів і методи їх випробувань викладені в стандартах ГОСТ Р МЕК 60896-2-99 (IEC 896-2, DIN EN 60896 Teil 2). Існує ряд факторів, які обмежують досягнення високого ступеня надійності герметизованих свинцево-кислотних акумуляторів будь-якої технології:

Сильний вплив незначних домішок на властивості активних мас пластин;

Велика кількість технологічних процесів при виробництві акумуляторів;

Використання широкого асортименту матеріалів і комплектуючих для виготовлення акумуляторів, які можуть проводитися на різних заводах (в різних країнах, де не завжди забезпечується належний вхідний контроль і уніфікація виробів).

Підвищення надійності пов'язано, в першу чергу, з ретельним вхідним контролем всього сировини, що надходить, використовуваних матеріалів і комплектуючих. Необхідний суворий контроль технології виготовлення на всіх етапах виробництва. Щоб досягти точності технологічних операцій, виробництво повинно мати високий ступінь автоматизації і єдиний технологічний цикл ( повний циклвиробництва).

Звичайна (класична з рідким електролітом) конструкція акумуляторів забезпечує їх високу надійність за рахунок надмірності активної маси електродів, електроліту і струмоведучих елементів. У них надлишок реагентів і електроліту становить 75-85% від теоретично необхідних. Герметизовані акумулятори мають меншу надійність, ніж класичні свинцево-кислотні акумулятори. Акумулятори технології AGM мають малий запас електроліту. В акумуляторах технології GEL використовується складний багатокомпонентний склад електроліту, а також важко домогтися рівномірного розподілу гелю усередині акумулятора. з'являються нові конструктивні елементи(Герметизований корпус з кришкою, спеціальний газовий клапан з фільтром, спеціальне ущільнення токовиводов, спеціальні добавки в електроліт, спеціальні сепаратори та ін.). Поляризація позитивного електрода в герметизованих акумуляторах більше, ніж в класичних, і може досягати 50 мВ. Це призводить до прискорення корозійних процесів, особливо в буферному режимі експлуатації.

КОНСТРУКЦІЯ герметизувати АКУМУЛЯТОРІВ

У герметичних свинцево-кислотних акумуляторах застосовуються пастірованние електроди. Вони можуть бути гратчастими і панцирними. Панцирні електроди застосовуються в GEL акумуляторах типу OPzV як позитивних пластин, а в інших типах для позитивних електродів застосовуються гратчасті пластини. Застосування різних типів позитивних пластин відбивається на електричних характеристиках акумуляторів. Це пов'язано з внутрішнім опором акумулятора. Позитивні панцирні пластини складаються з штирів, які розміщуються всередині перфорованих трубок, заповнених активованої масою (див. Рис. 1). Використання панцирних пластин дозволяє виготовляти герметизовані акумулятори (технології GEL) великої місткості, такий же як у класичних акумуляторів. У герметичних акумуляторах технології AGM (див. Рис. 2) як малої, так і великої місткості використовуються гратчасті пластини, що здешевлює їх вартість і спрощує конструкцію.

У виробництві акумуляторів використовується як чистий свинець, так і його сплави. Сурма, яка неоднозначно впливає на експлуатаційні характеристикиакумуляторів, для виробництва пластин герметичних акумуляторів не застосовується.

У герметичних свинцево-кислотних акумуляторах використовуються сплави свинцю з кальцієм або з оловом і сплав свинцю, кальцію, олова, можуть бути добавки алюмінію. Тут електроліз води починається при більш високих напружених. Кристали, що утворюються в пластинах, дрібні й однорідні, а їх зростання обмежений. Осипання активної маси і внутрішній опір акумулятора при використанні кальцієвих решіток дещо більше, ніж в разі свинцево-сурм'яних. Руйнування пластин переважно відбувається при заряді акумулятора. Для зменшення осипання в активну масу вводять волокнисті матеріали, наприклад фторопласт, і використовують скловолокно, притиснуте до пластин (технологія AGM) або пористі сепаратори (сумки, конверти, які утримують активну масу) з міпласта, PVC, скловолокна (технологія GEL); можуть використовуватися подвійні сепаратори. Подвійні сепаратори збільшують внутрішній опір, але підвищують надійність акумуляторів. Не всі виробники герметизованих акумуляторів застосовують подвійні сепаратори. У деяких моделях акумуляторів зустрічаються багатошарові сепаратори, дефекти в одному з шарів захищені іншим, і ріст дендритів утруднений при переході від шару до шару.

Надійність герметизованих акумуляторів також залежить і від матеріалу корпусу, якості і конструкції токовиводов, конструкції газового клапана. Деякі виробники для мінімізації витрат роблять корпус з товщиною стінки 2,5-3 мм, що не завжди забезпечує високу надійність. Для більш високої надійності товщина стінки повинна бути 6 мм і більше. Деякі збільшують пористість електродів, що не завжди позитивно позначається на надійності акумуляторів. У гонитві за збільшенням прибутку багато фірм свідомо завищують параметри акумуляторів і спотворюють реальний термін служби, роблять гібриди, в акумулятори AGM-технології заливають гелевий електроліт та інше.

Мал. 1. Конструкція електродів свинцево-кислотного акумулятора технології GEL з панцирними пластинами (типу OPzV)

Мал. 2. Конструкція герметизованого свинцево-кислотного акумулятора AGM-технології

ВИДИ ВІДМОВ герметизувати АКУМУЛЯТОРІВ

Відомо, що погіршення електричних характеристик герметизованих акумуляторів і вихід з ладу (відмова) при експлуатації обумовлені корозією основи (решітки) та оползанием активної маси позитивного електрода, які іноді називають деградацією позитивного електрода. Деградація позитивного електрода в класичних акумуляторах з рідким електролітом має плавну залежність від терміну служби, і її можна простежити за період експлуатації. У герметичних акумуляторах деградація позитивних пластин більш різка і до кінця не вивчена, корпусу акумуляторів непрозорі, що ускладнює візуальний контроль рівня електроліту і стану пластин. Щільність електроліту виміряти не можна.

Корозія решіток позитивних пластин- найбільш частий дефект герметизованих акумуляторів, експлуатованих в буферному режимі. На швидкість корозії решіток впливає багато чинників: склад сплаву, конструкція самої решітки, якість технології відливання решітки на заводі, температура, при якій працює акумулятор. У якісно відлитих решітках зі сплаву Pb-Ca-Sn швидкість корозії мала. А в погано відлитих решітках швидкість корозії висока, окремі ділянки решітки піддаються глибокої корозії, що викликає локальний ріст ґрат і її деформацію. Локальні нарости приводять до короткого замикання при контакті з негативним електродом. Корозія позитивних решіток може призводити до втрати контакту з нанесеною на неї активної масою, а також з сусідніми позитивними електродами, які з'єднуються один з одним за допомогою мостів або бареток. У герметичних акумуляторах простір під пластинами для скупчення шламу або дуже мало, або зовсім відсутній - пластини мають щільну упаковку, тому викликане корозією оползание активної маси може призвести до короткого замикання пластин. Коротке замикання пластин - найнебезпечніший дефект в герметизованих акумуляторах. Замикання пластин в одному герметизированном акумуляторі, якщо це не помітить персонал виведе з ладу всі інші. Час, протягом якого акумулятори вийдуть з ладу обчислюється періодом від декількох годин до півгодини.

При експлуатації акумуляторів в буферному режимі через малих струмів підзарядки може спостерігатися дефект - пассивация негативного електрода. У герметичних акумуляторах будь-якої технології негативні електроди виготовляються з ґратчастих пластин. Механізми процесів, що протікають на електродах, складні і остаточно не встановлені. Вважають, що під час роботи акумулятора на негативному електроді переважно йдуть Рідкофазний процеси (розчинення-осадження), і обмеження його розряду пов'язано з утворенням фізична хімія. Ознакою пассивации негативного електрода зазвичай буває зниження напруги розімкнутого ланцюга (НРЦ) на зарядженому акумуляторі нижче 2,10 В / ел. Проведення додаткових зрівняльних зарядів (наприклад, в акумуляторах типу OPzV) може відновити напруга, але акумулятори після цього повинні бути постійно на контролі, так як це може знову повторитися. Для зниження пасивації негативного електрода деякі виробники вводять в нього спеціальні добавки, які працюють як розширювачі активної маси негативних пластин і перешкоджають її усадки.

Якщо герметизовані акумулятори працюють в режимі циклирования (при частих відключеннях електроенергії або в циклічному режимі), то частіше виникають дефекти, пов'язані з деградацією активної маси позитивного електрода(Її розпушення і сульфатация), які призводять до зниження ємності при контрольному розряді. Проведення тренувальних зарядів для руйнування сульфату, як радять в своїх інструкціях по експлуатації деякі виробники, нічого не дає, а навіть призводить до ще більш швидкого зниження ємності. Розпушення призводить до втрати контакту між частинками двоокису свинцю, вони стають електрично ізольованими. Великі розрядні струми прискорюють процес розпушення. Наявність і ступінь сульфатации активної маси можна проконтролювати, оскільки вона супроводжується зміною щільності електроліту, яке в AGM акумулятори може бути грубо оцінено по вимірюванню НРЦ акумулятора після закінчення заряду. НРЦ зарядженого герметизованого акумулятора одно 2,10-2,15 В / ел залежно від щільності електроліту, в акумуляторах технології AGM щільність електроліту дорівнює 1,29-1,34 кг / л, в гелевих акумуляторах щільність нижче і має значення 1,24 -1,26 кг / л (через високу щільності електроліту акумулятори технології AGM можуть працювати при більш низьких температурах, Ніж гелеві). При розряді, в міру розведення електроліту, НРЦ герметизованого акумулятора зменшується і після розряду стає рівним 2,01-2,02 В / ел. Якщо НРЦ розрядженого герметизованого акумулятора менше 2,01 В / ел, то акумулятор має високу ступінь сульфатации активної маси, яка може бути вже незворотною.

При недозаряд герметизованих акумуляторів при експлуатації (наприклад, через невірно встановленого напруги постійної підзарядки, несправності ЕПУ, відсутності термокомпенсации) на негативному електроді, відбувається сульфатация, поступовий перехід мелкокристаллического сульфату свинцю в щільний твердий шар сульфату з великими кристалами. Утворений при цьому погано розчинний у воді сульфат свинцю обмежує ємність акумулятора і сприяє виділенню водню при заряді.

Якщо на позитивних пластинах акумулятора спостерігається товстий оксид коричневого кольору, то це ознака корозії решітки. Можливі причиникорозії:

Акумулятори перед експлуатацією довго лежали на складі без підзарядки;

При експлуатації подавався змінний струм (~ I), Проблеми з зарядним пристроєм (випрямлячем, ЕПП).

У герметичних акумуляторах можуть проявлятися і специфічні корозійні процеси на мостах (частіше на негативних) і на Борна. Оскільки продукти корозії мають більший обсяг, ніж свинець, може видавлюватиметься компаунд, герметизирующий висновок, пошкоджено гумове ущільнення борна, кришка і навіть корпус акумулятора. Дефекти такого роду часто спостерігаються в акумуляторах, якщо не було строгого дотримання технологічного процесу при їх виготовленні (наприклад, великий розрив у часі між технологічними операціями).

РОБОЧЕ ПОЛОЖЕННЯ герметизувати АКУМУЛЯТОРІВ

Багато виробників герметизованих акумуляторів в своїх інструкціях по експлуатації вказують на можливу експлуатацію акумуляторів в будь-якому положенні.

В процесі експлуатації герметизованих акумуляторів через неминучих втрат води при відкриванні газового клапана відбувається деяке висихання електроліту, при цьому збільшується внутрішній опір і знижується напруга, як при пасивації негативного електрода.

У герметичних акумуляторах технології AGM крім висихання електроліту може відбуватися розшарування електроліту: сірчана кислота, яка знаходиться в рідкому вигляді, стікає вниз через більш високу питому вагу в порівнянні з водою, в результаті чого виникає концентраційний градієнт у верхній і нижній частині акумулятора, що погіршує розрядні характеристики і збільшує температуру акумулятора. Цей ефект в акумуляторах малої і середньої ємності спостерігається рідко, а використання дрібнопористою стекловолоконного сепаратора з високим ступенем стиснення всього пакета позитивних і негативних пластин зменшує його. Високі герметизовані AGM-акумулятори великої ємності краще експлуатувати «лежачи» на боці, але використовувати лише ту сторону, при якій пластини будуть знаходитися перпендикулярно землі (необхідно дізнатися у виробника). Китайські і японські виробники виготовляють герметизовані акумулятори великої ємності низьку висоту призматичної форми, що дозволяє їх експлуатувати вертикально, так само як акумулятори типу OPzV.

У герметичних акумуляторах технології GEL, особливо в OPzV, при експлуатації «лежачи» на боці можуть бути дефекти, пов'язані з протіканням гелевого електроліту. В процесі роботи газового клапана через силикагеля і інших компонентів гелевого електроліту забиваються гідрофобні пористі фільтри (круглі пластини), які повинні пропускати газ, але не пропускати електроліт. Після того як клапан перестає пропускати газ, внутрішній тиск може зрости до 50 кПа і більше. Газ знаходить слабке конструктивне місце: це може бути герметизуюче ущільнення клапана або борна, місце в корпусі, особливо біля ребер жорсткості (у деяких виробників), місце кріплення кришки до корпусу акумулятора, що призводить до аварійного розриву, що супроводжується викидом електроліту назовні; електроліт проводить електричний струм - може виникнути коротке замикання. Були випадки, коли протікання електроліту, вчасно не виявлена ​​персоналом, приводила до займання ізоляційних ковпачків. Електроліт може «проїсти» підлогу і т.д. (Див. Фото 1).

Фото 1. Наслідки від протікання електроліту з лопнув корпусу OPzV

Гелеві акумулятори найкраще розташовувати вертикально, щоб аерозолі речовин, що складають гелевий електроліт, не могли потрапити в фільтр газового клапана. Деякі виробники гелевих 2В акумуляторів подовжують корпус акумулятора, розробляють різні уловлювачі аерозолів, роблять складну лабіринтову конструкцію клапана, щоб експлуатувати гелеві акумулятори «лежачи» на боці.

Надійніше експлуатувати гелеві акумулятори типу OPzV в вертикальному положенні!

ПАРАЛЕЛЬНЕ З'ЄДНАННЯ батарей

Для збільшення ємності та надійності системи електроживлення можна здійснювати паралельне підключення батарей. Європейські виробники не рекомендують встановлювати в паралель більше чотирьох груп. Азіатські виробники рекомендують використовувати паралельне підключення не більше двох груп. Це пов'язано з однорідністю елементів акумуляторної батареї, яка пов'язана з технологією виготовлення і якістю виробництва. Однорідність елементів у європейських виробників краще. Рекомендується, щоб батареї в акумуляторних групах були одного типу і одного року випуску. Не допускається проводити заміну одного елемента в групі елементом іншого типу або встановлювати паралельно групи з акумуляторів різних типів.

ТЕРМІН СЛУЖБИ герметизувати АКУМУЛЯТОРІВ

За класифікацією Європейської асоціації виробників акумуляторів (Евробат) акумулятори поділяються на чотири основні групи (можуть бути підгрупи):

10 років і більше ( спеціальне призначення ) - телекомунікації і зв'язок, атомні і звичайні електростанції, нафтохімічна і газова промисловість та ін .;

10 років ( поліпшені характеристики) - в основному ця група батарей відповідає попередній групі (спеціальне призначення), але вимоги щодо технічним характеристикамі надійності не такі високі;

5-8 років ( універсальне застосування) - технічні характеристики цієї групи такі ж, як і для групи «поліпшені характеристики», але вимоги до надійності і випробувань нижче;

3-5 років ( широке застосування) - ця група батарей знаходить застосування в установках, наближених до побутовому споживачеві, популярна в UPS, надзвичайно популярна в нестаціонарних умовах.

Закінченням терміну служби вважається настання моменту часу, коли віддається ємність становить 80% від номінальної.

Термін служби герметизованих акумуляторів залежить від багатьох факторів, але найбільший вплив надають режим заряду і температура експлуатації акумуляторів. Для постійної готовності до роботи в електроживлячих установках (ЕПП) акумулятори повинні перебувати під напругою постійної підзарядки (буферний режим). Напруга постійної підзарядки - напруга, безперервно підтримуване на висновках акумулятора, при якому протікання струму компенсує процес саморозряду акумулятора. Необхідно враховувати, що струм постійної підзарядки акумулятора залежить від напруги постійного підзаряду і температури акумулятора. Обидва параметра змінюють силу струму постійної підзарядки акумулятора і тим самим впливають на витрату води, в герметизованих акумуляторах додати воду не можна. Для забезпечення максимального термінуслужби герметизованих акумуляторів важлива підтримка оптимального напруги постійної підзарядки і оптимальної температури в приміщенні.

При збільшенні температури акумулятора на кожні 10 ° С все хімічні процеси, включаючи і корозію решіток, прискорюються. Слід пам'ятати, що при заряді герметизованих акумуляторів їх температура може бути вище температури довкілляна 10-15 ° С. Це пов'язано з розігрівом акумуляторів через процес рекомбінації кисню і герметичній конструкцією. Різниця температур особливо помітна при прискорених режимах заряду і в разі розташування батареї всередині стійки ЕПУ. Використання акумулятора при температурі вище + 20 ° С веде до зменшення терміну служби. У наведеній нижче табл. показана залежність терміну служби від температури. Необхідно вводити коригування напруги постійної підзарядки від температури. Компенсація впливу підвищеної температури за рахунок регулювання напруги постійного підзаряду може пом'якшити цей ефект і поліпшити наведені в табл. цифри, але не більше ніж на 20%.

Необхідно розміщувати герметизовані батареї так, щоб забезпечувалася вентиляція приміщення і охолодження акумуляторів. З цієї точки зору, більш переважно розміщення акумуляторів так, щоб клапани розміщувалися фронтально. В даний час виробники пропонують акумулятори з фронтальними висновками, так звані фронттермінальние (клеми-висновки розташовані спереду), але клапани у цих акумуляторів розташовані зверху, як і у звичайних акумуляторів. Досвід експлуатації фронттермінальних акумуляторів в різних країнах показує їх меншу надійність в порівнянні зі звичайними акумуляторами. Фронттермінальние AGM-акумулятори найбільш схильні до явища термічного мимовільного розігріву - терморазгону. Застосування даних акумуляторів обов'язково повинно здійснюватися після розрахунку і дослідження теплових полів в відсіках ЕПУ, стійках і шафах.

У герметичних акумуляторів при заряді виділяється невелика кількість водню. Потрібен невеликий (природний) обдув батареї. При тривалій роботі батареї з акумуляторами великої місткості слід пам'ятати про необхідність вентиляції приміщень через можливість накопичення водню і дотримання температурного режиму. Раніше вважалося, що для герметизованих батарей великої ємності не потрібно вентиляція, як для батарей малої та середньої місткості. Але з урахуванням досвіду монтажу та сервісу імпортних герметизованих батарей ми рекомендуємо встановлювати обладнання для вентиляції та кондиціонування акумуляторних приміщень.

Герметизовані акумулятори виділяють більше тепла при заряді і сильніше самі нагріваються, ніж класичні акумулятори (наприклад, типу OPzS):

Qm = 0,77 ∙ N ∙ I ∙ h, (1)

де Qm- джоулева нагрів, Вт ∙ год;

0,77 - псевдополярізація, В при 2,25 В / ел;

N- число 2 В елементів;

I- струм заряду, А;

h- час тривалості заряду, ч.

Акумулятори класичні (OPzS): Qm= 0,04 Вт / 100 А ∙ год ел / ч. Відбувається джоулева нагрівання - випаровування газу (з газом виходить тепло).

Герметизовані акумулятори: Qm= 0,10 Вт / 100 А ∙ год ел / ч. Відбувається джоулева нагрів + рекомбінація газу.

Ємність,%

Мал. 3. Вплив глибини розряду. Дані для акумуляторів AGM-технології. Акумулятори технології GEL - більш стійкі до глибокого розряду

Для герметизованих акумуляторів AGM-технології (див. Рис. 3) шкідливі часті розряди-заряди, кращу циклічність мають акумулятори з гелевим електролітом. Але GEL-акумулятори більше виділяють водню при заряді, ніж AGM-акумулятори. У гелевих акумуляторів при низьких температурах раніше, ніж у AGM-акумуляторів, замерзає електроліт, і можуть виникати розриви корпусу, так як електроліт займає весь об'єм банки.

Герметизовані акумулятори обох технологій дуже чутливі до перезаряду. На рис. 4 показано, як швидко знижується термін служби при роботі в буферному режимі при збільшенні напруги постійної підзарядки. Недозаряд акумуляторів також шкідливий.

Мал. 4. Залежність терміну служби від напруги постійного підзаряду

Для забезпечення тривалого терміну служби герметизованого акумулятора в буферному режимі необхідно, щоб усталене відхилення вихідної напруги постійного струмуЕПУ не перевищувало 1%. Змінна складова вихідної напруги постійного підзаряду шкідлива для герметизованих акумуляторів. Максимальна критичне значення ~ I(АС) = 2 - 5 А (rms) на 100 А ∙ год. Сплески (піки) і інші види пульсуючого напруги (при відключеному батареї, але з приєднаною навантаженням) вважаються допустимими, якщо розкид пульсацій напруги ЕПУ, включаючи межі регулювання, не перевищує 2,5% рекомендованого напруги постійної підзарядки батареї. великі пульсації змінного струмуможуть призвести до термічного розігріву (терморазгону) акумуляторів. AGM-акумулятори більш схильні до терморазгону, ніж гелеві акумулятори. При використанні герметизованих акумуляторів в інверторах критичною вважається частота менше 50 Гц (46-35 Гц). Зазвичай це відбувається через несправність інвертора. Наприклад, частота 20 Гц може привести до великого перезаряду акумулятора і виходу його з ладу протягом декількох днів. Особливо чутливі до таких несправностей AGM-акумулятори. При частотах нижче 20 Гц в акумуляторах взагалі може зупинитися електрохімічна реакція.

Для тривалого терміну служби герметизованих акумуляторів важливі: товщина позитивної пластини (4-5 мм), склад сплаву і конструкція решітки. Деякі виробники заявляють великий термін служби акумуляторів, при цьому використовують стандартні (тонкі 2,5-3 мм) пластини; реальний термін служби таких акумуляторів залишається невідомим і може бути визначений тільки в процесі експлуатації. При виборі акумуляторів рекомендуємо звернути увагу на вагу, який пов'язаний з товщиною пластин.

У GEL-акумуляторах типу OPzV з панцирними пластинами термін служби багато в чому залежить від швидкості корозії стрижня електрода. Товщина пластин велика і дорівнює 8-10 мм, що обумовлює великий термін їхньої служби і низьку швидкість корозії стрижня.

Статистику причин відмов герметизованих акумуляторів в Росії простежити дуже важко. Фірми-постачальники акумуляторів ретельно це приховують, щоб не втратити авторитет і ринок збуту. Багато відмов відбувається через порушення умов експлуатації, а також застарілої техніки. Серед них слід відзначити негативний вплив випрямлячів типу ВУК на термін служби акумуляторних батарей. Технічний ресурс використання цих випрямлячів перевищив всі мислимі межі. Випрямлячі типу ВУК не мають ні стабільного, ні фільтрованої напруги на виході. Можна звернути увагу на випрямлячі застарілого типу ВУТ: неправильне чергування фаз мережі промислової мережі призводить до відмови випрямлячів. Ця відмова є відновлюваним і проявляється в неприпустимому завищенні вихідної напруги з подальшим аварійним відключенням випрямляча. У разі збігу неправильного чергування фаз з відмовою завищена напруга живлення викликає пошкодження батареї (сильний перезаряд), яку відновити вже не можна. У Вутах відсутня пристрій автоматичного перемикання з режиму стабілізації струму в режим стабілізації напруги. Герметизовані акумулятори з пристроями старого типу (ВУТ, ВУК) працюють недовго, і використання їх з даними випрямлячами неприпустимо.

При виборі акумулятора для стаціонарних умов роботи слід керуватися, в першу чергу, умовами експлуатації. Якщо є акумуляторне приміщення, обладнане припливно-витяжною вентиляцією для розміщення обслуговуваних класичних акумуляторів, то його слід використовувати за призначенням і тільки для класичних акумуляторів з рідким електролітом (наприклад, типу OPzS (в Росії - типу ССАП, ТБ-М), OGi (типу СН, ТБ), Groe (типу СК, БП). Герметизовані акумулятори краще застосовувати при наявності хорошого сучасного випрямляча (наприклад, УЕПС-3 виробництва ВАТ «ЮПЗ« Промзв'язок »). Герметизовані акумулятори тільки на перший погляд доставляють менше клопоту своїм господарям. Їх застосування не означає, що обслуговування взагалі виключається. в будь-якому випадку необхідно контролювати стан акумуляторів (напруга, ємність, стан корпусу і висновків, температуру акумуляторів і приміщення). для успішної експлуатації герметизованих акумуляторів важливо, щоб в випрямлячах (ЕПП), використовуваних для заряду акумуляторів , були реалізовані всі вимоги, які пред'являються до заряду герметизують ованних свинцево-кислотних акумуляторів.

Для того щоб підняти надійність ЕПУ з герметизованими акумуляторами, необхідно частіше отримувати оперативну інформацію про стан і режимах роботи системи електроживлення. Це можливо за рахунок використання систем сигналізації та моніторингу електроживлення. Для цих цілей можна застосовувати пристрій контролю розряду-заряду (УКРЗ) акумуляторних батарей. УКРЗ може автоматично виконувати тести перевірки акумуляторів, автоматично контролювати параметри. За результатами тестів можна прогнозувати терміни заміни та планувати технічне обслуговування. Сучасні ЕПУ типу УЕПС-3 можуть комплектуватися пристроями поелементного контролю батарей УПКБ, які дозволяють дистанційно контролювати напругу і температуру кожного 2В елемента або моноблока і передавати через Ethernet, GSM, PSTN, RS-485 (тип модуля визначається при замовленні). Можна використовувати пристрій контролю напруги буферного режиму акумуляторної батареї (ПКН) з дистанційною сигналізацією для оповіщення чергового персоналу. Оператори мобільного зв'язку рекомендують будувати систему моніторингу на базі радіомережі і сучасних універсальних мікроконтролерів, забезпечених радіомодемом, які регулярно відправляють інформацію в центр і на мобільні телефонитехнічного персоналу. Крім того, системи моніторингу послужать основою для інтеграції з АСКОЕ і системою управління кліматом, які активно впроваджуються на об'єктах зв'язку, енергетики, транспорту і промислових підприємствах.

Незважаючи на те, що свинцевий акумулятор відомий більше ста років, тривають роботи щодо його вдосконалення. Удосконалення свинцевих акумуляторівйде по шляху пошуку нових сплавів для решіток, полегшених і міцних матеріалів корпусів і поліпшення якості сепараторів.

Для герметизованих свинцево-кислотних акумуляторів характерний великий розкид параметрів, пов'язаних з технологією виготовлення, якістю вихідної сировини і технічним рівнемустаткування, яке застосовується для виготовлення акумуляторів.

«... Не дивлячись на складність систем електроживлення (ЕПП), сучасні технології випрямлення змінного струму і інвертування постійного струму, акумулятор є найголовнішою і найбільш відповідальною частиною цих систем електроживлення ...», - зі статті М.Н. Петрова.

Основне завдання, яке необхідно вирішити найближчим часом це - створити виробництво герметизованих свинцево-кислотних акумуляторів в Росії!

При створенні виробництва треба врахувати накопичений досвід в інших країнах і в самій Росії.

Тягові свинцево-кислотні акумуляторні батареї (АКБ) з трубчастими позитивними пластинами призначені для забезпечення безперервної роботи транспортних засобівна електротязі - електронавантажувачів, штабелерів, візків, полемічних машин, а також шахтних тягачів, електровозів, трамваїв і тролейбусів.

Основні параметри акумуляторів

Основними параметрами АКБ є номінальна напруга, номінальна ємність, габаритні розміриі термін служби.

Номінальна напругаодного акумуляторного елемента становить 2 В, відповідно загальна номінальна напруга АКБ, що складається із сполучених послідовно N акумуляторів, дорівнює сумі напруг кожного з них. Наприклад, напруга батареї, що складається з 24 елементів, 48 В. Нормальне значення напруги при правильної експлуатаціїможе варіюватися в процесі роботи від 1,86 до 2,65 В / елемент для батарей з рідким електролітом і від 1,93 до 2,65 В / елемент для гелевих батарей.

Історична довідка

Ідея згустити електроліт батареї до стану гелю з'явилася у доктора Якобі, розробника компанії Sonnenschein, в 1957 р У тому ж році була запатентована технологія dryfit і розпочато виробництво гелевих батарей. Цікаво, що перші їхні аналоги почали з'являтися на ринку тільки в середині 1980-х, в цей час Sonnenschein мала вже майже 30-річний досвід виробництва таких батарей.

електричної ємністюАКБ називається кількість електрики, що знімається при розряді АКБ. Ємність може вимірюватися в різних режимах, Наприклад, при 5-годинному розряді (С 5) і 20-годинному розряді (С 20). При цьому в однієї і тієї ж батареї вийде різне значення ємності. Так, при ємності батареї С 5 = 200 А · год ємність С 20 тієї ж самої батареї буде дорівнює 240 А · год. Цим іноді користуються для завищення ємності батареї. Як правило, ємність тягових акумуляторів вимірюють у 5-годинному режимі розряду, стаціонарних - в 10-годинному або 20-годинному, стартерів - тільки в 5-годинному режимі. Крім того, при зниженні температури батареї її корисна ємність зменшується.

Габаритні розміри,як правило, мають визначальне значення, оскільки в будь-якій техніці на електротязі для акумулятора передбачено спеціальне посадкове місце. Точний розмір ящика часто можна дізнатися за моделлю машини.

Строк службиАКБ (для провідних західноєвропейських виробників) визначається DIN / EN 60254-1, IEC 254-1 і становить 1500 циклів для батарей з рідким електролітом і 1200 циклів для гелевих батарей. Однак реальний термін служби може сильно відрізнятися від цих цифр, причому, як правило, в меншу сторону. Він залежить насамперед від якості виробництва і використовуваних матеріалів, від правильності експлуатації і своєчасності обслуговування, від режиму роботи, а також типу використовуваного зарядного пристрою.

експлуатація

Умовно процедури експлуатації та обслуговування можна розділити на чотири групи - щоденні, щотижневі, щомісячні та щорічні операції.

Щоденні операції:

• зарядити батарею після розряду;
• перевірити рівень електроліту і при необхідності відкоригувати його, долив дистильовану воду.

Щотижневі операції:

• очистити батарею від забруднень;
• провести візуальний огляд;
• провести вирівнюючий заряд (бажано).

Щомісячні операції:

• перевірити справність зарядного пристрою;
• перевірити і записати в журнал значення щільності електроліту на всіх елементах (після заряду);
• перевірити і записати в журнал значення напруги на всіх елементах (після заряду).

Щорічні операції:

• виміряти опір ізоляції між батареєю і корпусом машини. Опір ізоляції тягових батарей відповідно до DIN VDE 0510, ч. 3 повинно бути не менше 50 Ом на кожен вольт номінальної напруги.

Взагалі кажучи, долив води потрібно приблизно 1 раз в 7 циклів (1 раз в тиждень при роботі в одну зміну), але перевірка потрібно після кожного заряду, так як вода витрачається нерівномірно.

На замітку

При заміні лужних АКБ на свинцево-кислотні треба мати на увазі, що ці акумулятори можна заряджати разом, тому потрібно або відразу переводити весь парк акумуляторів на свинцево-кислотні, або використовувати два ізольованих зарядних приміщення. Крім того, при заміні лужних АКБ на свинцево-кислотні потрібно змінити зарядний пристрій.

електроліт

Електроліт в тягових акумуляторах грає ключову роль. Заливають його один раз, при введенні в експлуатацію, і від його якості залежить стабільність експлуатації батареї протягом її терміну служби (саме тому краще купувати батареї, залиті і заряджені в заводських умовах). При експлуатації АКБ під час заряду в результаті електролізу вода розкладається на кисень і водень (візуально це виглядає як кипіння електроліту), ось чому потрібно періодично доливати воду. Рівень електроліту, як правило, визначають по мітках min і max на заливний пробці. Крім того, існує система автоматичного доливання води Aquamatic, яка істотно прискорює цей процес.

Золоті правила

При експлуатації батарей потрібно дотримуватися таких основних правил:

Ні в якому разі не залишати батарею в розрядженому стані.Після кожного розряду необхідно відразу ставити батарею на підзарядку, інакше почнеться незворотний процес сульфатации пластин. Це призводить до зниження ємність та тривалість роботи батарей.

Розряджати батарею не більше ніж на 80% (для гелевих АКБ - 60%). Як правило, за це відповідає датчик розряду, встановлений на машині, проте його поломка, відсутність або неправильне налаштування може також привести до сульфатации пластин, перегріву батарей при заряді і в кінцевому підсумку скорочення терміну їх служби.

В АКБ можна доливати тільки дистильовану воду.У звичайній воді міститься безліч домішок, що роблять негативний вплив на акумуляторну батарею. Долив електроліту в АКБ для збільшення щільності заборонений: по-перше, це не дасть приросту ємності, а по-друге, викличе необоротну корозію пластин.

На замітку

Температура електроліту батареї не повинна опускатися нижче +10 ° С перед зарядом, однак це не забороняє роботу в зонах з низькою температурою аж до -40 ° С. При цьому потрібно давати батареї достатньо часу для нагріву перед зарядом. Під час заряду батарея нагрівається приблизно на 10 ° С.

Оскільки при зниженні температури АКБ знижується її корисна ємність, звичайні зарядні пристрої, засновані на методі заряду Wa або WoWa, будуть недозаряжать батарею.

Для заряду рекомендується використовувати «розумні» пристрої, що контролюють стан АКБ в процесі заряду, що не допускають недозаряд або перезаряд, наприклад, Tecnys R, або використовувати термокомпенсацію - коригування зарядного струмув залежності від температури АКБ.

Частка АКБ

Чистота абсолютно необхідна не тільки для хорошого зовнішнього виглядубатареї, але в значно більшому ступені - для запобігання нещасних випадків і шкоди, зменшення терміну служби, а також для того, щоб АКБ перебувала в стані, придатному до експлуатації. Акумуляторні корпусу, ящики, ізолятори необхідно чистити для забезпечення необхідної ізоляції елементів по відношенню один до іншого, по відношенню до землі ( «масі») або зовнішнім провідних частин. Крім того, очищення дозволяє уникнути корозійних пошкоджень і виникнення блукаючих струмів. Незалежно від часу роботи і місця на АКБ неминуче осідає пил.

Невелика кількість електроліту, який виступає з батареї під час заряду після досягнення напруги газоутворення, утворює більш-менш струмопровідний шар на кришках елементів або блоків, за яким протікають блукаючі струми. Результатом є підвищений і неоднорідний саморазряд елементів або блоків. Це одна з причин того, чому оператори електричних машин скаржаться на що впала ємність батареї після того, як техніка не експлуатувалася протягом вихідних днів.

Існує думка, що не обслуговуються системи можливі тільки на базі гелевих батарей, використання яких тягне природні обмеження (великий час заряду, знижена ємність і висока вартість). Однак мало хто знає, що не обслуговуються і сверхмалообслужіваемие системи можливі також на базі батарей з рідким електролітом (наприклад, батареї Liberator).

Акумуляторний журнал і організація роботи

При використанні парку електронавантажувачів доцільно закріплювати за кожним навантажувачем свої АКБ. Для цього їх нумерують: 1а, 1б, 2а, 2б і т. Д. (Батареї з однаковим номером використовуються на одному і тому ж навантажувачі). Після цього заводять журнал, в якому про кожну АКБ щодня відбивається інформація, проілюстрована на прикладі.

приклад 1

номер батареї	Встановлено на навантажувач				Поставлено на заряд
	Дата	час		Показання лічильника, машино-год	Дата	час	Щільність (середня по трьом елементам вибірково)	Показання лічильника, машино-год
1а
1б
2а
і т.д.

Таким чином, за допомогою цього заходу можна уникнути використання недозаряженних батарей, а також спрогнозувати і спланувати заміну АКБ до повного виходу її з ладу. Крім цього по кожній батареї доцільно вести ще один журнал, в якому раз на місяць відображається інформація про батарею, перерахована в прикладі 2. Ці дані є основним джерелом інформації для сервісної служби, тому часто ведення такого журналу є обов'язковою умовою гарантійного обслуговування. За все акумуляторне господарство має бути відповідальний один або два (в разі двозмінній роботи) людини. В їх обов'язки по даній зоні відповідальності повинні входити прийом і видача АКБ, їх обслуговування та заряд, ведення акумуляторних журналів, прогнозування виходу АКБ з ладу.

Кожна акумуляторна батарея, будь то джерело живлення для автомобіля або ж проста батарейка, за допомогою якої здійснюється робота того чи іншого інструменту або гаджета, потребує коректному використанні і догляді. Дотримуючись правил експлуатації акумуляторних батарей, можна забезпечити тривалий термін їх служби - так, щоб вони, як годиться, виробили свій ресурс. Відомо, що до кожного електроінструменту, оснащеному батареями (а також до самих АКБ), завжди додається інструкція з експлуатації, заглянути в яку ніколи не буде зайвим. Тут ми розглянемо основні тонкощі, пов'язані з тим, як правильно користуватися різними видамибатарей, в залежності від сфери їх застосування.

Відомо, що батареї для автомобіля бувають обслуговуються і. До обслуговуються відносяться, а до необслуговуваним - здебільшого і. Вони більш зручні та універсальні у використанні. Оскільки рідко-кислотні батареї досі перебувають в пріоритеті у багатьох водіїв через їх невисоку ціну і надійності, буде справедливо спочатку розповісти про особливості їх застосування.

Особливості застосування рідко-кислотних автомобільних акумуляторів

Перевірка електроліту

Якщо батарея вашого автомобіля заповнена всередині «банок» електролітичної рідиною, це означає, що періодично потрібно буде. Час від часу доведеться . Обслуговуються АКБ завжди мають доступ до відсіків, і рівень рідини потрібно перевіряти в кожному з них.

Для чого потрібно долівка дистильованої води? Справа в тому, що у всіх рідких автомобільних батарей в процесі роботи відбувається поступове зниження рівня електролітичної рідини, а відсоток сірчаної, навпаки, стає більше, тому що вода випаровується. Це називається підвищенням щільності електроліту. Саме воно робить негативний вплив на якість функціонування батареї. Якщо протягом від одного до трьох місяців рідина випаровується до критичного рівня (в акумуляторі її стає мало, і свинцеві пластини можуть оголитися), слід перевірити регулятор рівня напруги на предмет його справності. У нормі сильне падіння рівня рідини спостерігається, як правило, протягом 2-4 років після того, як почалася інтенсивна експлуатація акумулятора після його придбання.

Швидкість, з якою випаровується рідина всередині акумуляторних «банок», залежить від багатьох чинників:

• рівень якості самих АКБ;
• неправильна експлуатація акумуляторних батарей;
• справність електричного обладнанняавтомобіля;
• погодні умови і режими поїздок.

Як бачите, яку обслуговує автомобільна батарея вимагає до себе особливого ставлення. Крім того, в процесі експлуатації АКБ, раз в два-три місяці настійно рекомендується перевіряти її показник напруги , Який в нормі становить від 12 до 12,8 В. При цьому, важливо пам'ятати про те, що якщо U стає нижче 11,6 В, ваш акумулятор терміново потребує повної.

При експлуатації акумуляторних батарей рідко-кислотного типу важливо також пам'ятати про те, що швидкість саморозряду у них досить висока в порівнянні з більш дорогими сучасними аналогами. Вона може досягати 10-14% на місяць, а після того, як тривалість служби АКБ перевищує 2 роки, саморозряд стає більше, як мінімум, в три рази. Якщо ваша батарея довго не використовується, не забувайте про її регулярної підзарядки. Хоча б раз у 2 місяці.

Про вибір правильного ЗУ

Якщо застосовується зарядний пристрій має зарядний U нижче, ніж 13,8 вольт, акумулятор постійно буде недозаряженним. Це може швидко привести до того, що називається «на хронічний недозаряд», в результаті якого ККД акумулятора і його ємність падають. Тому завжди слід використовувати тільки відповідне зарядний пристрій .

Пам'ятайте про те, що експлуатація батарей при постійному заряді не більш 50-60 відсотків дуже швидко призведе до втрати ємності, тому що активна маса електродів всередині АКБ буде схильна до прискореного опливанню.

Як старіє рідко-кислотна АКБ

Чим старшою стає акумулятор вашого автомобіля, тим більше буде відсоток його природного зносу з часом:

• Перетин головних елементів конструкції електрода зі знаком «плюс» стане значно менше, що призведе до підвищенню опору всередині акумулятора . Нова батарея має набагато менший опір, внаслідок чого і розрядна напруга у неї набагато вище.
• якщо експлуатація АКБздійснюється постійно і довго, ємність її поступово знижується . Тому що рівень активних речовин, які беруть участь в електрохімічних перетвореннях, знижується.
• З часом буде збільшуватися витрата дистильованої води в процесі . Через рік води буде потрібно в 1,5 рази більше, а через два роки - в 2-3 рази більше.

Для того щоб ваша рідко-кислотна батарея працювала якомога довше, слід дотримуватися кількох правил і керуватися наступними показниками:

• Перевіряйте електроліту в кожному відсіку АКБ. У нормі вона становить 1,27 гр / см 3.
• показник Uв розімкнутої електричної ланцюга при замірах мультиметром не повинен опускатися нижче 12,5 вольт .
• Слідкуйте за надійним кріпленням батареї в машині.
• Якщо акумулятор сильно розряджений, подбайте про те, щоб якомога швидше приступити до його повноцінної зарядці .
• Не зловживайте короткими і нерегулярними «заряджаннями» , Що знижують ємність АКБ.
• Всі роботи по обслуговуванню рідко-кислотної батареї виконуйте в захисних рукавичках .
• Пам'ятайте про вибухонебезпечності рідкої кислоти і Не заряджайте такий акумулятор біля джерел відкритого вогню і при високих температурах .
• Регулярно перевіряйте стан клем на предмет забруднень і білого нальоту у вигляді окислів важких металів.

Особливості застосування гелевих автомобільних акумуляторів

Безумовно, експлуатація гелевих акумуляторів може здатися набагато простіший, якщо порівнювати її з дешевими «кислотників».

З одного боку це, дійсно, так. Оскільки всередині такого джерела струму знаходиться не рідина, а гель, він більш безпечний в застосуванні і не схильний до вибухонебезпечності. Гелеву АКБ при необхідності можна покласти на бік і повернути будь-якою стороною, і з нею нічого не станеться.

Термін експлуатації у гелевих батарей набагато більше.До того ж, вони не вимагають ніякого обслуговування всередині: їм не потрібна заливка дистильованої води і регулярна перевірка внутрішнього стану «банок». Тому виникає питання - чи не краще відразу заплатити тисяч 10 або 15, щоб «не паритися» зайвий раз?

З одного боку, переваги гелевих АКБ очевидні. Однак при експлуатації акумулятора цього типу необхідно дотримуватися ряду певних приписів, інакше «посадити» дорогий акумулятор можна за дві секунди.

Якщо ви купуєте гелеву АКБ, справність бортовий мережі вашого автомобіля і його складових, пов'язаних з акумуляторним живленням, повинна знаходиться на найвищому рівні:

• Струм повинен подаватися стабільно і точно.
• Напруга у всіх частинах бортової електромережі автомобіля не повинно бути стрибкоподібним. Якщо воно «скаче», акумулятор відразу ж може необоротно вийти з ладу.
• Генератор і реле-регулятор повинні працювати справно , Підтримуючи напругу в гелевою батареї не більш цифри в 14,4 В.
• Що стосується реле-регулятора, багато досвідчених автомобілісти рекомендують відразу встановити в машину запасне реле в разі придбання гелевою АКБ. Якщо одне реле раптом «накриється», інше, в даному випадку, врятує батарею.
• Слід відразу ж придбати зарядний пристрій , бажано з автоматичним режимом .
• Якщо раптом напруга в АКБ стає вище 14,4 вольт (це вже критичний показник), обов'язково повинен спрацювати регулятор напруги .

Як бачите, не дивлячись на всі позитивні характеристики і зовнішні зручності експлуатації акумулятора такого типу, гелеві батареї дуже примхливі і також вимагають особливого до себе ставлення. Тільки в дещо іншому вигляді. Заради них водієві доведеться ще додатково витратитися на приведення в ідеальний порядок бортової мережі автомобіля.

Особливості застосування лужних батарейок

Як би дивно це не виглядало, але експлуатація, іншими словами, звичайних батарейок, на яких працюють електроінструменти та інші побутові прилади, теж має свої тонкощі і особливості. Їх обов'язково слід знати для того, щоб елементи живлення правильно виробляли свій ресурс.

При експлуатації нікель-кадмієвих батарей потрібно мати на увазі те, що їм властивий так званий «ефект пам'яті» . Якщо такі акумулятори піддавати частою і не дуже тривалої підзарядці, а також підключати до них ЗУ, коли розряд їх відбувається не повністю, вони як би «запам'ятовують» той рівень заряду, який у них залишався, і працюють не в повну силу. Тому у користувача може скластися враження, що АКБ вийшли з ладу. Але це не так.

Щоб позбутися від «ефекту пам'яті» і повернути нікель-кадмієвих батареям хороший рівень ємності, їх обов'язково слід «прогнати» за допомогою декількох циклів «заряд-розряд». Не зловживайте швидкими заряджаннями і не бійтеся залишати їх вбраними. Такі елементи глибоких розрядів не бояться.

Нікель-металогідридні, або, навпаки, не люблять глибоких розрядів і схильні до впливу перепадів температур.

Якщо ви зберігаєте такі батарейки довго без застосування, а потім раптом з'явилася необхідність ними скористатися, вони не підведуть вас і будуть працювати повноцінно, навіть якщо ви не користувалися ними кілька місяців. Буде потрібно тільки невелика підготовка їх до роботи: відновіть їх ємність, зарядивши і розрядивши кілька разів.

Термін зберігання нікель-кадмієвих акумуляторів з періодичним їх застосуванням може становити до п'яти років. Зберігати їх потрібно в теплому і сухому місці, бажано окремо від електроінструменту чи іншого побутового приладу.

Коли мова заходить про поняття «лужні акумулятори» із застосуванням нікелевих сполук, деякі користувачі часто плутають нікель-металгідридних акумулятор з нікель-кадмієвих. Вони відрізняються між собою головним чином тим, що Ni-Cd елементи - самі невибагливі в експлуатації, рідко перегріваються, і їх «старіння» відбувається дуже повільно, що дуже вигідно для користувача.

Особливості застосування літій-іонних і Li-pol батарейок

Експлуатація також має свої особливості. При цьому, правила експлуатації Li-Ion і літій-полімеру фактично ідентичні, з огляду на те, що сучасні технології допомогли усунути технічні недолікивсій літієвої «лінійки».

Як відомо, перші Li-Ion батареї були досить небезпечними і часто вибухали - головним чином, при перегріванні. зараз всі акумулятори цього типу забезпечені контролером рівня напруги , Який не дозволяє U підніматися вище необхідного.

Для того щоб продовжити і літій-полімерних акумуляторів, Дотримуйтесь наступних нескладних рекомендацій:

• Завжди стежте за тим, щоб заряд Li-Ion або Li-полімерних акумуляторів становив, як мінімум, 45%. літій не любить глибокого розряду і дуже до нього чутливий.
• Підтримуйте цей показник заряду стабільно, що не зменшуйте його.
• Часті підзарядки таким батареям, всупереч поширеній думці, не зашкодять. Головний плюс будь-якого літій-іонного і li-pol акумулятора полягає в тому, що ні у тих, ні в інших немає «ефекту пам'яті» .
• Не допускайте їх перезарядження або перегріву : Вони досить чутливі.
• Новим Li-Ion акумуляторів можна провести кілька циклів «заряд-розряд» . Але не з метою прибрати «ефект пам'яті», а для того, щоб відкалібрувати їх контролер для його правильної і чіткої роботи.

Експлуатація акумулятора будь-якого типу має особливості і нюанси, які користувач завжди повинен мати на увазі. Це допоможе більше дізнатися як про автомобільних акумуляторах, Так і про самих звичайних батарейках, вникнути в суть їх роботи і продовжити термін їх служби при використанні.

1). Стежити за рівнем електроліту в акумуляторах і ступенем розрядженого АБ. Ступінь розрядженого АБ може бути перевірена за напругою, або більш точно по щільності електроліту. Для цього застосовується акумуляторний пробник і кіслотомер (ареометр). Рівень електроліту змиритися з допомогою скляної трубочки. Він повинен бути вище захисного щитка для АБ типу САМ на 6-8 мм.

2). Перед кожним польотом перевіряти ступінь зарядженості АБ по бортовому вольтметру. Для цього при виключених споживачах і при відключеному джерелі наземного харчування включається акумулятор і на 3-5 сек. навантаження 50-100 А, напруга повинна бути не менше 24 В. Батареї, виряджені більш ніж на 25%, відправляються не пізніше 8 годин після польоту на зарядну станцію для підзарядки.

3). Батареї містити в чистоті, не допускати механічних пошкоджень і прямого впливу сонячних променів. Металеві деталі батарей очищати від оксидів і змащувати тонким шаром технічного вазеліну.

4). При температурі навколишнього повітря нижче -15 батареї знімати ЛА і зберігати в спеціальних приміщеннях.

5). Систематично, щомісяця проводити глибокі заряди батарей, щоб уникнути їх сульфатации. Один раз в три місяці проводити КТЦ для попередження сульфатации і визначення фактичної ємності АБ. Батареї, що мають ємність менше 75% від номінальної, до подальшої експлуатації непридатні.

6). На ЛА встановлювати тільки заряджені АБ.

Заняття №3. "Експлуатація серебрянно-цинкових аб".

1. Типи, принцип роботи та основні ттд серебрянно-цинкових аб.

2. Види зарядів серебрянно-цинкових акумуляторів і правила їх експлуатації.

3. Правила експлуатації серебрянно-цинкових АБ.

4. Інтегруючий лічильник ампер-годин типу "ІСА".

1. Типи, принцип роботи та основні ттд серебрянно-цинкових аб.

В даний час знаходять застосування батареї типу 15-СЦС-45Б (на МіГ-23 встановлено дві батареї).

- "15" - кількість акумуляторів у батареї, з'єднаних послідовно;

- "СЦС" - серебрянно-цинкова стартерная;

- "45" - ємність в ампер-годинах;

- "Б" - конструктивне виконання (модифікація).

Принцип дії заснований необоротних електрохімічних реакціях, що протікають в два ступені:

1). 2AgO + KOH + Zn  Ag 2 + KOH + ZnO

 AgO = 0,62 В;  Zn = -1,24 В; Eак = 0,62 + 1,24 = 1,86 В.

c2). Ag 2 O + KOH + Zn  2Ag + KOH + ZnO

 AgO = 0,31 В;  Zn = -1,24 В; Eак = 0,31 + 1,24 = 1,55 В.

ТТД і характеристики АБ 15-СЦС-45Б:

Вага з електролітом не більше 17 кг;

Висотність до 25 км;

Номінальну напругу не менше 21 В;

Мінімально допустима напруга розряду акумулятора від 0,6 до 1,0 В;

Номінальний струм розряду 9 А;

Максимальний струм розряду не більш 750 А;

Номінальна ємність 40-45 ампер-годин;

Термін служби 12 місяців; з них перші 6 місяців з віддачею ємності не менше 45 АЧ, а другі 6 місяців - не менше 40АЧ; за цей термін забезпечується 180 автономних запусків при витраті на кожен близько 5 АЧ;

Внутрішній опір не більше 0,001 Ом;

Саморозряд при температурі 20 гр.цельсія не більше 10-15% на місяць.

У статті розглянуті питання застосування і експлуатації кислотно-свинцевих герметичних акумуляторних батарей, найбільш широко використовуваних для резервування апаратури охоронно-пожежної сигналізації (ОПС)

з'явилися на російському ринкуна початку 90-х років кислотно-свинцеві герметичні акумуляторні батареї (далі - акумулятори), призначені для використання в якості джерел постійного струму для електроживлення або резервування апаратури ОПС, зв'язку і відеоспостереження, в короткий термін завоювали популярність у користувачів і розробників. Найбільш широке застосування отримали акумулятори, вироблені фірмами: «Power Sonic», «CSB», «Fiamm», «Sonnenschein», «Cobe», «Yuasa», «Panasonic», «Vision».

Акумулятори такого типу мають такі переваги:

Малюнок 1 - Залежність часу розряду акумулятора від струму розряду

• герметичність, відсутність шкідливих викидів в атмосферу;
• не потрібні заміна електроліту і доливання води;
• можливість експлуатації в будь-якому положенні;
• не викликає корозії апаратури ОПС;
• стійкість без пошкоджень до глибокого розряду;
• малий саморозряд (менше 0,1%) від номінальної ємності на добу при температурі навколишнього середовища плюс 20 ° С;
• збереження працездатності при більш ніж 1000 циклів 30% розряду і понад 200 циклів повного розряду;
• можливість складування в зарядженому стані без підзарядки протягом двох років при температурі навколишнього середовища плюс 20 ° С;
• можливість швидкого відновлення ємності (до 70% за дві години) при заряді повністю розрядженого акумулятора;
• простота заряду;
• при поводженні з виробами не потрібне дотримання будь-яких запобіжних заходів (так як електроліт знаходиться в вигляді гелю, відсутній витік кислоти при пошкодженні корпусу).

Малюнок 2 - Залежність ємності акумулятора від температури навколишнього середовища

Однією з основних характеристик є ємність акумулятора С (твір струму розряду А на час розряду ч). Номінальна ємність (значення вказано на батареї) дорівнює ємності, яку віддає акумулятор при 20-годинному розряді до напруги 1,75 В на кожному осередку. Для 12-вольта, що містить шість осередків, це напруга одно 10,5 В. Наприклад, акумулятор з номінальною ємністю 7 Ач забезпечує роботу протягом 20 ч при струмі розряду 0,35 А. При розрахунку часу роботи акумулятора при струмі розряду, відмінному від 20-годинного, реальна ємність його буде відрізнятися від номінальної. Так, при більш 20-годинному струмі розряду реальна ємність акумулятора буде меншою за номінальну ( малюнок 1).

Ємність акумулятора також залежить від температури навколишнього середовища ( малюнок 2).
Всі фірми-виробники випускають акумулятори двох номіналів: 6 і 12 В з номінальною ємністю 1,2 ... 65,0 А * ч.

Експлуатація АКУМУЛЯТОРІВ

При експлуатації акумуляторів необхідно дотримуватися вимог, що пред'являються до їх розряду, заряду і зберігання.

1. Розряд акумулятора

При розряді акумулятора температура навколишнього середовища повинна підтримуватися в межах від мінус 20 (для деяких типів акумуляторів від мінус 30 ° С) до плюс 50 ° С. Такий широкий температурний діапазон дозволяє встановлювати акумулятори в неопалюваних приміщеннях без додаткового підігріву.
Не рекомендується піддавати акумулятор «глибокому» розряду, так як це може привести до його псування. В таблиці 1наведені значення допустимого напруги розряду для різних значень струму розряду.

Таблиця 1

Акумулятор після розряду слід негайно зарядити. Це особливо стосується акумулятора, який був підданий «глибокому» розряду. Якщо акумулятор протягом тривалого періоду часу знаходиться в розрядженому стані, то можлива ситуація, при якій відновити повністю його ємність буде неможливо.

Деякі розробники джерел живлення з вбудованим акумулятором встановлюють напругу відключення батареї при її розряді гранично низьким (9,5 ... 10,0 В), намагаючись збільшити час роботи в резерві. Насправді збільшення тривалості її роботи в цьому випадку трохи. Наприклад, залишкова ємність батареї при її розряді струмом 0,05 С до 11 В становить 10% від номінальної, а при розряді великим струмом це значення зменшується.

2. З'єднання декількох акумуляторів

Для отримання номіналів напруг понад 12 В (наприклад, 24 В), які використовуються для резервування приймально-контрольних приладів і сповіщувачів для відкритих майданчиків, допускається послідовне з'єднання декількох акумуляторів. При цьому слід дотримуватися таких правил:

• Необхідно використовувати однаковий тип акумуляторів, вироблених однією фірмою-виробником.
• Не рекомендується поєднувати акумулятори з різницею дати часу виготовлення більше ніж 1 місяць.
• Необхідно підтримувати різницю температур між акумуляторами в межах 3 ° С.
• Рекомендується дотримуватися необхідну відстань (10 мм) між батареями.

3. Зберігання

Малюнок 3 - Залежність зміни ємності акумулятора від часу зберігання при різній температур

Допускається зберігати акумулятори при температурі навколишнього середовища від мінус 20 до плюс 40 ° С.

Акумулятори, що поставляються фірмами-виробниками в повністю зарядженому стані, мають досить малий струм саморозряду, однак при тривалому зберіганніабо використанні циклічного режиму заряду можливе зменшення їх ємності ( малюнок 3). Під час зберігання акумуляторів рекомендується перезаряджати їх не рідше 1 разу на 6 місяців.

4. Заряд акумулятора

Малюнок 4 - Залежність терміну служби акумулятора від температури навколишнього середовища

Заряд акумулятора можна здійснювати при температурі навколишнього середовища від 0 до плюс 40 ° С.
При заряді акумулятора можна поміщати його в герметично закриту ємність, так як можливе виділення газів (при заряді великим струмом).

ВИБІР ЗАРЯДНОГО ПРИСТРОЇ

Малюнок 5 - Залежність зміни відносної ємності акумулятора від терміну служби в буферному режимі заряду

необхідність правильного виборузарядного пристрою продиктована тим, що надмірний заряд буде не тільки зменшувати кількість електроліту, а призведе до швидкого виходу з ладу елементів акумулятора. У той же час зменшення струму заряду призводить до збільшення тривалості заряду. Це не завжди бажано, особливо при резервуванні апаратури ОПС на об'єктах, де часто відбуваються відключення електроенергії,
Термін служби акумулятора істотно залежить від методів заряду і температури навколишнього середовища ( малюнки 4, 5, 6).

Буферний режим заряду

Малюнок 6 - Залежність кількості циклів розряду акумулятора від глибини розряду *% показує глибину розряду на кожен цикл номінальної ємності, взятої як 100%

При буферному режимі заряду акумулятор завжди підключений до джерела постійного струму. На початку заряду джерело працює як обмежувач струму, в кінці (коли напруга на батареї досягає необхідного значення) - починає працювати як обмежувач напруги. З цього моменту струм заряду починає падати і досягає величини, що компенсує саморазряд акумулятора.

Циклічний режим заряду

При циклічному режимі заряду проводиться заряд акумулятора, потім він відключається від зарядного пристрою. Наступний цикл заряду здійснюється тільки після розряду акумулятора або через певний час для компенсації саморозряду. Характеристики заряду акумулятора наведені в таблиці 2.

Таблиця 2

Примітка - температурний коефіцієнтне слід брати до уваги, якщо заряд протікає при температурі навколишнього середовища 10 ... 30 ° С.

на малюнку 6показано кількість циклів розряду, яким можна піддати акумулятор в залежності від глибини розряду.

Прискорений заряд акумулятора

Допускається проведення прискореного заряду акумулятора (тільки для циклічного режиму заряду). Для даного режиму характерна наявність ланцюгів температурної компенсації і вбудованих температурних захисних пристроїв, так як при протіканні великого струму заряду можливий розігрів акумулятора. Характеристики прискореного заряду акумулятора наведені в таблиці 3.

Таблиця 3

Примітка - слід використовувати таймер, щоб запобігти заряд акумулятора.

Для акумуляторів, що мають ємність більш ніж 10 Ач, початковий струм не повинен перевищувати 1C.
Термін служби кислотно-свинцевих герметичних акумуляторів може становити 4 ... 6 років (при дотриманні вимог, що пред'являються до заряду, зберігання і експлуатації акумуляторів). При цьому протягом зазначеного терміну їх експлуатації ніякого додаткового обслуговування не потрібно.

* Всі малюнки і технічні характеристики, використані в даній статті, наведені з документації для акумуляторів фірми «Fiamm», а також повністю відповідають технічним характеристикам параметрів акумуляторів, вироблених фірмами «Cobe» і «Yuasa».

продовжити читання

Яка ємність АБ Вам потрібна? При розрахунку системи автономного електропостачаннядуже важливо правильно вибрати ємність акумуляторної батареї. Фахівці компанії "Ваш Сонячний Дім" допоможуть Вам правильно розрахувати необхідну ємність АБ для вашої енергосистеми. Для попереднього розрахунку Ви можете керуватися наступними простими ...