Назначение и технические данные. Аккумуляторная батарея служит источником напряжения 50 В для катушек аппаратов, осветительных и сигнальных ламп при неработающем генераторе управления. На электровозах ВЛЮ и ВЛЮу установлены щелочные (кадмиево-никелевые) аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея состоит из 42 элементов КН-125 ГОСТ 5.1227-72, нз них два элемента запасные. Технические данные аккумуляторного элемента КН-125 следующие:

Номинальная емкость . . . . . . • . . 125 А-ч

Номинальное напряжение……… 1.25 В

Заряд (номинальный режим):

время…….•….. 6 ч сила тока………… 31 А

Разряд:

время…………. 84

сила тока………… 12,5 А

Количество электролита……… 1,20 л

Габарит:

высота…………. 330 мм ширина………… 128 »

толщина………… 77 »

Масса без электролита……… 5,4 кг

Конструкция. Аккумуляторная батарея состоит из металлического ящика с открывающейся крышкой, в котором расположены аккумуляторы. Ящик внутри покрыт щелочестойкой эмалью. Аккумуляторы (элементы КН-125) соединяют последовательно медными никелированными шинами только после окончания установки элементов в ящике и затяжки болтов на торцовой его части. При этом затяжку гайки на шпильке вывода аккумулятора следует производить с обязательным удерживанием вторым ключом нижней гайки вывода во избежание разрушения вывода. Каждый элемент находится в индивидуальном резиновом чехле.

Ящик имеет три патрубка для подвода проводов и для подсоединения щелочеотвода и газоотвода. Щелочеотвод представляет собой стальную трубу, соединяющую дно ящика с подкузовной частью электровоза. Газоотвод (труба) служит для отвода газов из батареи за крышу электровоза. Элементы установлены в ящике плотно друг к другу и дополнительно уплотнены деревянными досками и фанерой. Дно ящика покрыто досками и фанерой, имеющими пазы для стекания разлитой щелочи через щелочеотводя-щий патрубок.

ЭлементНК-.125состоит из стального корпуса 7 (рис. 175), в котором расположены блок 9, состоящий из пяти отрицательных пластин, и блок 8, состоящий из шести положительных пластин. Каждый блок имеет шпильку, являющуюся выводом. Активная масса 6 пластин помещается в пакетах 5. Они выполнены в виде плоских стальных никелированных трубок с большим числом малых отверстий: через эти отверстия проникает электролит. Для улучшения контакта между пакетами и активной массой к последней добавляют проводящий материал (например, чешуйчатый графнт). Положительные и отрицательные пластины изолированы друг от друга эбонитовыми палочками 4.

Выводные шпильки 2 в месте выхода из корпуса армированы изоляционными втулками. Блок 8 соединен непосредственно с корпусом элемента. Изоляцией корпуса элемента служит резиновый чехол 1. Заливку электролита производят через отверстие, расположенное между выводами. Заливочное отверстие закрыто пробкой 3.

Электролит. В щелочных кадмиево-никелевых аккумуляторах, работающих при температуре воздуха от -19 до +35°С, применяют составной калнево-лнтневый электролит плотностью 1,19- 1,21 г/см3. Калпево-лнтпевый электролит состоит из раствора едкого калия с добавкой па 1 л 20 г едкого лития аккумуляторного (моногидрата лития). При температуре воздуха от -20 до -40 °С применяют раствор едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3. При температуре воздуха от +10 до +50 °С применяют составной электролит плотностью 1,17-1,19 г/см3, состоящий из раствора едкого натрия с добавкой едкого лития 15-20 г на 1 л.

Кадмиево-никелевые аккумуляторы общего назначения применяют при температуре до -40 °С. При температуре воздуха от -20

до -40 °С допускается применять составной электролит плотностью 1,25- 1,27 г/см3. При этом емкость аккумулятора будет ниже на 5-10% по сравнению с его емкостью на калиевом электролите такой же плотности. При эксплуатации на электролите — растворе едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 с добавкой 15-20 г/л едкого лития (моногидрата лития) — емкость аккумуляторов несколько снижается.

Рис. 175. Аккумулятор НК-125 и его блоки положительных н отрицательных пластин

При отсутствии калиево-литиевого электролита допустимо применять составной электролит — раствор едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 с добавкой 20 г на 1 л едкого лития аккумуляторного; раствор едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3 (эксплуатация при температуре от 19 до +10 °С.

В последнем случае установленный срок службы аккумуляторов не гарантируется.

Переводить аккумуляторы на калиевый электролит повышенной плотности перед эксплуатацией при температуре -20 °С и ниже нужно следующим образом.

Аккумуляторы, которые до перехода на электролит из едкого калия повышенной плотности работали на электровозе на составном калиевом электролите или на растворе из едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3, залить раствором едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3.

Если аккумуляторы работали на составном натриевом электролите, то сначала надо их залить (на 2-3 цикла) раствором едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3, а затем дать два режима «заряд — разряд» зарядным током 31 А в течение 6 ч и разрядным током 12,5 А — 8 ч. Напряжение не должно быть ниже 42 В на батарею. После этого электролит следует заменить на раствор едкого калия плотностью 1,25-1,27 г/см3 и батареи заряжать нормальным током 31 А в течение 6ч.

Материалы для составления электролитов» поставляют в следующем виде: отдельно едкий калий ГОСТ 9285-75 марки А (твердый) или марки Б (жидкий) для аккумуляторной промышленности и едкий литий аккумуляторный ГОСТ 8595-75; составная щелочь сорта А — готовая смесь едкого лития и едкого калия едкий литий с соотношением -ъ-г -0,04+0,045 ТУ 6-18-58-69; отдельно едкий натрий (сода каустическая) ГОСТ 2263-79 сорт А и едкий литий аккумуляторный ГОСТ 8595-75; составная щелочь сорта Б — готовая смесь едкого натрия и едкого лития с соотношением

Составные щелочи могут поставляться в твердом виде (сплав однородный, кусками, чешуйками или гранулами) и в виде кон-» центрированных растворов плотностью 1,41 г/см3. Твердые щелочи поставляют в герметически закрытых железных сосудах, а жидкие — в стеклянных бутылях, помещенных в деревянные обрешетины. Во всех случаях тара должна иметь соответствующую маркировку.

Для приготовления электролита соответствующей плотности из едкого калия, едкого натрия или калнево-литиевых и натриево-литиевых готовых составных щелочей в твердом и жидком виде следует пользоваться табл. 14.

Таблица 14

Если составной электролит готовят из отдельных компонентов (едкого калия, едкого натрия и едкого лития), то в готовый раствор едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3 добавляют едкий литий из расчета 20 г на 1 л раствора; в готовый раствор едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 добавляют едкий литий из расчета 20 г на 1 л раствора.

Количество электролита в литрах, необходимое для заливки аккумуляторных батарей, можно определить, умножив количество электролита, требующееся для заливки одного аккумулятора данного типа (см. технические данные), на число аккумуляторов в батарее.

Чтобы определить массу твердых щелочей (кг), необходимую для приготовления требуемого количества электролита, надо разделить количество электролита (л) на три, если требуется приготовить электролит калиевый или калиево-литиевый плотностью 1,19-1,21 г/см3; на два, если требуется приготовить раствор едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3; на пять, если требуется приготовить электролит натриевый или натриево-литиевый плотностью 1,17-1,19 г/см3.

Отвесив определенное количество щелочи, помещают ее в посуду и заливают необходимым количеством воды. Твердая калие-во-литиевая щелочь имеет однородный состав, и ее можно отвесить в любом необходимом количестве. Жидкая калиево-литиевая щелочь плотностью 1,41 г/см3 содержит белый осадок нерастворив-шегося едкого лития. При приготовлении из нее электролита все содержимое бутыли следует растворять одновременно.

Для растворения щелочи пригодны дистиллированная вода, дождевая вода, собранная с чистой поверхности, вода, полученная при таянии чистого снега, и конденсат. В случае необходимости разрешается применять для приготовления электролита любые естественные воды (грунтовые, речные, озерные), признанные санитарным надзором годными для питья (кроме минеральных). Питьевую воду для приготовления электролита можно применять сырую.

Электролит следует приготовлять в железных, пластмассовых баках или стеклянных сосудах. Баки должны быть плотно закрыты крышками. Предпочтительно иметь баки с двумя кранами для слива осветленной щелочи и скопившегося внизу осадка. В бак наливают половину необходимого количества воды и выливают жидкую щелочь. Другая часть воды служит для ополаскивания бутыли с целью растворения частиц едкого лития, после чего ее тоже сливают в бак. Белый осадок должен быть полностью растворен. Запрещается пользоваться оцинкованной, луженой, алюминиевой, медной, свинцовой и керамической посудой, а также посудой, применяющейся для приготовления электролита свинцовых аккумуляторов.

В щелочных растворах плотностью 1,17-1,23 г/см3 полагающееся количество едкого лития растворяется полностью; после отстаивания этого раствора осадок содержит не литий, а вредные примеси. При растворении щелочи раствор следует перемешивать железным прутком или прутком из щелочеетойкого материала (стекло, винипласт). Остывший раствор щелочи доводят до требуемой плотности по ареометру, добавляя воду илн твердую щелочь (при одновременном перемешивании). После растворения щелочей как в дистиллированной воде, так и в естественных водах дают раствору отстояться до полного осветления (обычно от 3 до 6 ч), после чего сливают осветленную часть. Отстоявшийся и остывший до температуры не выше 20 °С раствор пригоден для заливки в аккумуляторы.

Исходные щелочи, а также электролит при приготовлении и хранении необходимо предохранять от доступа воздуха, чтобы было возможно меньшим поглощение углекислоты (из воздуха), так как она уменьшает емкость и сокращает срок службы аккумуляторов. Поэтому сосуды для разведения и хранения электролита и исходных материалов должны иметь плотно закрывающиеся крышки.

При приготовлении электролита необходимо соблюдать меры предосторожности. Твердая щелочь и электролит разъедают кожу, одежду, обувь. Поэтому при разбавлении и разведении щелочи рабочий должен надеть защитные очки, резиновые перчатки, резиновый фартук. Участки кожи и одежды, облитые щелочью, следует промыть 3%-ным раствором борной кислоты или струей воды до исчезновения признаков щелочи. При ожогах необходимо обратиться к врачу.

Введение в эксплуатацию аккумуляторов и батарей, не бывших в эксплуатации или хранившихся в разряженном состоянии без электролита. С поверхности аккумуляторов и батарейных ящиков удаляют чистой ветошью пыль и соль, проверяют правильность последовательного соединения аккумуляторов в батарее и плотность затяжки гаек межэлементных соединений. Следы ржавчины на деталях, не покрытых лаком, снимают ветошью, смоченной в керосине.

Аккумуляторы заливают электролитом в соответствии с вышесказанным, дают постоять не менее 2 ч (для пропитки пластин), затем проверяют вольтметром напряжение на каждой из них. При отсутствии напряжения на аккумуляторе оставляют его еще на 10 ч, после чего вновь проверяют напряжение. Если и при этом напряжение будет равно нулю, то аккумулятор заменяют.

После пропитки в течение 2 ч проверяют уровень электролита над пластинами аккумуляторов, который должен быть не менее 5 мм и не более 19 мм. Строго соблюдать уровень электролита (не более 19 мм) требуется для предупреждения выбрызгивания его из аккумуляторов во время заряда (рис. 176).

После установления нормального уровня электролита аккумуляторы включают на заряд и проводят 2-4 цикла режимом заряд (нормальным зарядным током в течение 12 ч) -разряд (нормальным разрядным током в течение 8 ч, но до напряжения не менее 1В на худший аккумулятор в каждой батарее). Затем проводят контрольный цикл в режиме заряд (нормальным зарядным током в течение 6 ч) — разряд (нормальным разрядным током до напряжения не ниже 1 В на худший аккумулятор). Если отданная при этом емкость будет не ниже номинальной, аккумуляторы могут быть пущены в эксплуатацию.

Для улучшения качества аккумуляторов рекомендуется перед пуском их в эксплуатацию (после определения емкости на контрольном цикле) сменить электролит на свежий. Иногда в акку-

Рис. 176. Аккумулятор НК-125 в разрезе (а), щуп для проверки уровня электролита (б) и резиновая груша для доливки и отсасывания электролита (в): I — токоведущие пластины; 2, 3 — верхний и нижний допускаемые уровни заливки электролита; 4 — активные пластины; 5 — упорное кольцо; 6 — трубка муляторах после их длительного бездействия происходит временное снижение емкости и требуется дополнительная их тренировка перед пуском в эксплуатацию. В этих случаях после контрольного цикла дают нормальный заряд (6 ч, 31 А) и проводят разряд аккумуляторов нормальным разрядным током в течение 8 ч, не учитывая напряжение аккумуляторов. Разряд ведут без внешнего источника тока на реостат до тех пор, пока можно поддерживать постоянную силу тока.

В конце разряда нормальную силу тока поддерживают с помощью внешнего источника. Для этого аккумулятор подключают к зарядному агрегату так, чтобы положительный полюс аккумулятора был соединен с минусом зарядной сети, а отрицательный полюс — с плюсом сети. Силу тока при этом регулируют реостатом. После такого глубокого разряда производят заряд нормальным зарядным током в течение 16 ч и направляют аккумуляторы в эксплуатацию. Последующие заряды производят в течение 6 ч нормальным током.

Введение в эксплуатацию аккумуляторов, хранившихся залитыми электролитом. Аккумуляторы, хранившиеся с электролитом не более одного года, вводят в эксплуатацию без смены электролита (при условии его соответствия требованиям, указанным на с. 196). При более длительном хранении электролит заменяют. В остальном введение в эксплуатацию производят в соответствии с изложенным выше.