По эксплуатации свинцово. Советы по эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов для ибп. Аккумуляторы типа СН

Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АКБ) с трубчатыми положительными пластинами предназначены для обеспечения непрерывной работы транспортных средств на электротяге – электропогрузчиков, штабелеров, тележек, поломоечных машин, а также шахтных тягачей, электровозов, трамваев и троллейбусов.

Основные параметры аккумуляторов

Основными параметрами АКБ являются номинальное напряжение, номинальная емкость, габаритные размеры и срок службы.

Номинальное напряжение одного аккумуляторного элемента составляет 2 В, соответственно общее номинальное напряжение АКБ, состоящей из соединенных последовательно N аккумуляторов, равно сумме напряжений каждого из них. Например, напряжение батареи, состоящей из 24 элементов, 48 В. Нормальное значение напряжения при правильной эксплуатации может варьироваться в процессе работы от 1,86 до 2,65 В/элемент для батарей с жидким электролитом и от 1,93 до 2,65 В/элемент для гелевых батарей.

Историческая справка

Идея загустить электролит батареи до состояния геля появилась у доктора Якоби, разработчика компании Sonnenschein, в 1957 г. В том же году была запатентована технология dryfit и начато производство гелевых батарей. Интересно, что первые их аналоги начали появляться на рынке только в середине 1980-х, в это время Sonnenschein имела уже почти 30-летний опыт производства таких батарей.

Электрической емкостью АКБ называется количество электричества, снимаемое при разряде АКБ. Емкость может измеряться в разных режимах, например, при 5-часовом разряде (С 5) и 20-часовом разряде (С 20). При этом у одной и той же батареи получится разное значение емкости. Так, при емкости батареи С 5 = 200 А·ч емкость С 20 той же самой батареи будет равна 240 А·ч. Этим иногда пользуются для завышения емкости батареи. Как правило, емкость тяговых аккумуляторов измеряют в 5-часовом режиме разряда, стационарных – в 10-часовом или 20-часовом, стартерных – только в 5-часовом режиме. Кроме того, при снижении температуры батареи ее полезная емкость уменьшается.

Габаритные размеры, как правило, имеют определяющее значение, поскольку в любой технике на электротяге для аккумулятора предусмотрено специальное посадочное место. Точный размер ящика зачастую можно узнать по модели машины.

Срок службы АКБ (для ведущих западноевропейских производителей) определяется DIN/EN 60254-1, IEC 254-1 и составляет 1500 циклов для батарей с жидким электролитом и 1200 циклов для гелевых батарей. Однако реальный срок службы может сильно отличаться от этих цифр, причем, как правило, в меньшую сторону. Он зависит прежде всего от качества производства и используемых материалов, от правильности эксплуатации и своевременности обслуживания, от режима работы, а также типа используемого зарядного устройства.

Эксплуатация

Условно процедуры эксплуатации и обслуживания можно разделить на четыре группы – ежедневные, еженедельные, ежемесячные и ежегодные операции.

Ежедневные операции:

зарядить батарею после разряда;
проверить уровень электролита и при необходимости откорректировать его, долив дистиллированную воду.

Еженедельные операции:

очистить батарею от загрязнений;
провести визуальный осмотр;
провести выравнивающий заряд (желательно).

Ежемесячные операции:

проверить исправность зарядного устройства;
проверить и записать в журнал значение плотности электролита на всех элементах (после заряда);
проверить и записать в журнал значение напряжения на всех элементах (после заряда).

Ежегодные операции:

измерить сопротивление изоляции между батареей и корпусом машины. Сопротивление изоляции тяговых батарей в соответствии с DIN VDE 0510, ч. 3 должно быть не менее 50 Ом на каждый вольт номинального напряжения.

Вообще говоря, долив воды требуется примерно 1 раз в 7 циклов (1 раз в неделю при односменной работе), но проверка требуется после каждого заряда, так как вода расходуется неравномерно.

На заметку

При замене щелочных АКБ на свинцово-кислотные надо иметь в виду, что эти аккумуляторы нельзя заряжать вместе, поэтому нужно либо сразу переводить весь парк аккумуляторов на свинцово-кислотные, либо использовать два изолированных зарядных помещения. Кроме того, при замене щелочных АКБ на свинцово-кислотные потребуется сменить зарядное устройство.

Электролит

Электролит в тяговых аккумуляторах играет ключевую роль. Заливают его один раз, при вводе в эксплуатацию, и от его качества зависит стабильность эксплуатации батареи на протяжении ее срока службы (именно поэтому лучше приобретать батареи, залитые и заряженные в заводских условиях). При эксплуатации АКБ во время заряда в результате электролиза вода разлагается на кислород и водород (визуально это выглядит как кипение электролита), вот почему требуется периодически доливать воду. Уровень электролита, как правило, определяют по меткам min и max на заливной пробке. Кроме того, существует система автоматического долива воды Aquamatic, которая существенно ускоряет этот процесс.

Золотые правила

При эксплуатации батарей нужно соблюдать следующие основные правила:

Ни в коем случае не оставлять батарею в разряженном состоянии. После каждого разряда необходимо сразу ставить батарею на подзарядку, иначе начнется необратимый процесс сульфатации пластин. Это приводит к снижению емкости и срока службы батарей.

Разряжать батарею не более чем на 80% (для гелевых АКБ – 60%) . Как правило, за это отвечает датчик разряда, установленный на машине, однако его поломка, отсутствие или неправильная настройка может также привести к сульфатации пластин, перегреву батарей при заряде и в конечном итоге сокращению срока их службы.

В АКБ можно доливать только дистиллированную воду. В обычной воде содержится множество примесей, оказывающих негативное влияние на аккумуляторную батарею. Долив электролита в АКБ для увеличения плотности запрещен: во-первых, это не даст прироста емкости, а во-вторых, вызовет необратимую коррозию пластин.

На заметку

Температура электролита батареи не должна опускаться ниже +10 °С перед зарядом, однако это не запрещает работу в зонах с низкой температурой вплоть до –40 °С. При этом нужно давать батарее достаточно времени для нагрева перед зарядом. Во время заряда батарея нагревается примерно на 10 °С.

Поскольку при понижении температуры АКБ снижается ее полезная емкость, обычные зарядные устройства, основанные на методе заряда Wa или WoWa, будут недозаряжать батарею.

Для заряда рекомендуется использовать «умные» устройства, контролирующие состояние АКБ в процессе заряда, не допускающие недозаряд или перезаряд, например, Tecnys R, либо использовать термокомпенсацию – корректировку зарядного тока в зависимости от температуры АКБ.

Чистка АКБ

Чистота абсолютно необходима не только для хорошего внешнего вида батареи, но в значительно большей степени – для предотвращения несчастных случаев и ущерба, уменьшения срока службы, а также для того, чтобы АКБ находилась в состоянии, пригодном к эксплуатации. Аккумуляторные корпуса, ящики, изоляторы необходимо чистить для обеспечения требуемой изоляции элементов по отношению один к другому, по отношению к земле («массе») или внешним проводящим частям. Кроме того, очистка позволяет избежать коррозионных повреждений и возникновения блуждающих токов. Вне зависимости от времени работы и места на АКБ неизбежно оседает пыль.

Небольшое количество электролита, выступающего из батареи во время заряда после достижения напряжения газообразования, образует более-менее токопроводящий слой на крышках элементов или блоков, по которому протекают блуждающие токи. Результатом является повышенный и неоднородный саморазряд элементов или блоков. Это одна из причин того, почему операторы электрических машин жалуются на упавшую емкость батареи после того, как техника не эксплуатировалась в течение выходных дней.

Бытует мнение, что необслуживаемые системы возможны только на базе гелевых батарей, использование которых влечет естественные ограничения (большое время заряда, сниженная емкость и высокая стоимость). Однако мало кто знает, что необслуживаемые и сверхмалообслуживаемые системы возможны также на базе батарей с жидким электролитом (например, батареи Liberator).

Аккумуляторный журнал и организация работы

При использовании парка электропогрузчиков целесообразно закреплять за каждым погрузчиком свои АКБ. Для этого их нумеруют: 1а, 1б, 2а, 2б и т. д. (батареи с одинаковым номером используются на одном и том же погрузчике). После этого заводят журнал, в котором о каждой АКБ ежедневно отражается информация, проиллюстрированная на примере.

Пример 1

Номер батареи	Установлена на погрузчик			Поставлена на заряд
Номер батареи	Дата	Время	Показания счетчика, машино-ч	Дата	Время	Плотность (средняя по трем элементам выборочно)	Показания счетчика, машино-ч
1а
1б
2а
и т.д.

Таким образом, с помощью данного мероприятия можно избежать использования недозаряженных батарей, а также спрогнозировать и спланировать замену АКБ до полного выхода ее из строя. Помимо этого по каждой батарее целесообразно вести еще один журнал, в котором раз в месяц отражается информация о батарее, перечисленная в примере 2. Эти данные являются основным источником информации для сервисной службы, поэтому зачастую ведение такого журнала является обязательным условием гарантийного обслуживания. За все аккумуляторное хозяйство должен быть ответственен один или два (в случае двухсменной работы) человека. В их обязанности по данной зоне ответственности должны входить прием и выдача АКБ, их обслуживание и заряд, ведение аккумуляторных журналов, прогнозирование выхода АКБ из строя.

Страница 1 из 10

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАЦИОНАРНЫХ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ


	Обозначения и сокращения.
	Основные свойства свинцово-кислотных аккумуляторов.
	Меры безопасности.
	Общие правила эксплуатации.
	Свойства, особенности конструкции и основные технические характеристики.
	Аккумуляторы свинцово - кислотные типа СК.
	Аккумуляторы типа СН.
	Свинцово – кислотные фирменные аккумуляторы.
	Основные сведения из монтажа аккумуляторных батарей, приведение их к рабочему состоянию и консервации.

	Приведение к рабочему состоянию аккумуляторных батарей типа СК.
	Приведение к рабочему состоянию аккумуляторных батарей типа СН.
	Приведение к рабочему состоянию фирменных аккумуляторных батарей
	Порядок эксплуатации аккумуляторных батарей.
	Режим постоянного подзаряда.
	Режим заряда.
	Уравнительный заряд.
	Разряд аккумуляторных батарей.
	Контрольный разряд.
	Доливка аккумуляторов.
	Техническое обслуживание аккумуляторных батарей.
	Виды технического обслуживания.

	Профилактический контроль.
	Текущий ремонт аккумуляторов типа СК.
	Текущий ремонт аккумуляторов типа СН.
	Капитальный ремонт.
	Техническая документация.
	Приложение №1.
	Приложение №2.

Знание настоящей инструкции обязательно для:

1. Начальника, мастера группы ПС и ЦРО СПС.

2. Оперативного и оперативно – производственного персонала групп подстанций.

3. Аккумуляторщика ЦРО СПС.

Настоящая инструкция составлена на основании действующих: ОНД 34.50.501-2003. Эксплуатация стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. ГКД 34.20.507-2003 Техническая эксплуатация электрических станций и сетей. Правила. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 6-е, переработанное и доп. - Г.: Энергоатомиздат, 1987; ДНАОП 1.1.10-1.01-97 Правила безопасной эксплуатации электроустановок, второе издание.

1. Нормативные ссылки.

В этой инструкции есть ссылки на такие нормативные документы:
ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ Пожарная безопасность. Общие требования;
ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ Взрывобезопасность. Общие требования;
ГОСТ 12.4.021-75 СБТ Системы вентиляционные. Общие требования;
ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ Цвета сигнальные и знаки безопасности;
ГОСТ 667-73 Кислота серная аккумуляторная. Технические условия;
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия;
ГОСТ 26881-86 Аккумуляторы свинцовые стационарные. Общие технические условия

2. Обозначение и сокращение.

АБ - аккумуляторная батарея;
АЭ - аккумуляторный элемент;
ОРУ - открытая распределительная установка;
ЭС - электростанция;
КЗ - короткое замыкание;
ПС - подстанция;
СК - стационарный аккумулятор для коротких и продолжительных режимов;
СН - стационарный аккумулятор с пластинами намазного типа.

3. Основные свойства свинцово-кислотных аккумуляторов.

Принцип действия аккумуляторов основан на поляризации свинцовых электродов. Под действием зарядного тока электролит (раствор серной кислоты) разлагается на кислород и водород. Продукты разложения вступают в химическую реакцию со свинцовыми электродами: на положительном электроде образуется двуокись свинца, а на отрицательном электроде – губчатый свинец.
В результате образуется гальванический элемент с напряжением около 2 В. При разряде такого элемента в нем происходит обратный химический процесс: химическая энергия превращается в электрическую. Под влиянием разрядного тока из электролита выделяются кислород и водород.
Кислород и водород, вступая в реакцию с двуокисью свинца и губчатым свинцом, восстанавливают первую и окисляют второй. По достижении равновесного состояния разряд прекращается. Такой элемент обратимый и может быть повторно заряжен.
Процесс разряда . При включении аккумулятора на разряд ток внутри аккумулятора протекает от катода к аноду, при этом серная кислота частично разлагается, и на положительном электроде выделяется водород. Совершается химическая реакция, при которой двуокись свинца превращается в сульфат свинца и выделяется вода. Остаток частично разложившейся серной кислоты вступает в соединение с губчатым свинцом катода, также образуя сульфат свинца. На эту реакцию расходуется серная кислота и образуется вода. Благодаря этому удельный вес электролита по мере разряда снижается.
Процесс заряда. При разложении серной кислоты во время заряда водород переносится к отрицательного электроду, восстанавливает на нем сульфат свинца до губчатого свинца и образует серную кислоту. На положительном электроде образуется двуокись свинца. При этом образуется серная кислота и расходуется вода. Удельный вес электролита повышается.
Внутреннее сопротивление аккумулятора складывается из сопротивлений аккумуляторных пластин, сепараторов и электролита. Удельная проводимость активной массы пластин в заряженном состоянии близка к проводимости металлического свинца, а разряженных пластин – сопротивление велико. Поэтому сопротивление пластин зависит от степени заряженности аккумулятора. По мере разряда сопротивление пластин возрастает.
Рабочая емкость аккумулятора – это количество электричества, отданное аккумулятором в определенном режиме разряда до предельного для данного режима разряда напряжения. Рабочая емкость всегда меньше его полной емкости. Отбирать полную емкость от аккумулятора нельзя, так как это приведет к его невосстановимому истощению. В последующем изложении рассматривается только рабочая емкость АЭ.
Температура электролита . На емкость АЭ заметное влияние оказывает температура. При повышении температуры электролита емкость АЭ увеличивается примерно на 1% на каждый градус повышения температуры над 25°С. Повышение емкости объясняется снижением вязкости электролита, а следовательно, усилением диффузии свежего электролита в поры пластин и уменьшением внутреннего сопротивления АЭ. При понижении температуры – растет вязкость электролита – снижается емкость. Емкость при снижении температуры с 25°С до 5°С может упасть на 30%.