§ 28. Основные правила эксплуатации свинцовых аккумуляторов
Заряд.
Существует несколько способов заряда свинцовых аккумуляторов, отличающихся друг от друга режимом, зарядным током, конечным напряжением. Наибольшее распространение получили следующие способы: двухступенчатый и одноступенчатый заряд при постоянном значении тока, заряд плавно убывающим током, одноступенчатый заряд при постоянном напряжении, модифицированный заряд при постоянном напряжении. Разработан новый способ заряда аккумуляторов током переменной полярности. Способ заряда выбирают с учетом условий эксплуатации аккумуляторов, допустимой продолжительности заряда, наличия соответствующих зарядных устройств.
Двухступенчатый заряд при постоянном значении тока производится в две ступени. Наибольший зарядный ток аккумуляторов СК (в амперах) на первой ступени составляет 0,25 их номинальной емкости 9N. Этот ток можно снизить до N. Заряд таким током ведут до напряжения 2,4 В на аккумулятор. Затем зарядный ток снижают до величины 4N и продолжают заряд до конца. Снижение зарядного тока во второй ступени необходимо для того, чтобы избежать слишком большого газовыделения, которое ведет к порче пластин и излишнему расходу электрической энергии.
По мере заряда увеличиваются плотность электролита и напряжение кислотного аккумулятора. Конец заряда определяется по следующим признакам: интенсивное выделение газов на пластинах обеих полярностей; плотность электролита достигает (1,205+0,005) г/см
3
; напряжение аккумулятора становится равным 2,7—2,8 В; положительные пластины становятся темно-коричневыми, а отрицательные — светло-серыми; количество электричества, полученное батареей при заряде, должно быть примерно в 1,2 раза больше количества электричества, отданного ею при предыдущем разряде. Средняя продолжительность· заряда составляет 7—8 ч.
Во избежание коробления пластин аккумуляторов при заряде температура электролита не должна превышать 40 °C. Если температура электролита приближается к указанному пределу, следует уменьшить зарядный ток. Во время заряда, особенно к концу его, должна работать вентиляция аккумуляторного помещения. Прежде чем отключить батарею от зарядного агрегата, следует проверить, во всех ли элементах равномерно и одновременно начинается газовыделение.
Отстающие элементы следует дозарядить. Для этого увеличивают время заряда всей батареи или подключают отстающие элементы к специальному зарядному выпрямителю временной проводкой. До заряда и после него необходимо измерить плотность электролита в одном контрольном элементе батареи. Время от времени следует проверять плотность электролита всех элементов и выравнивать разницу добавлением раствора серной кислоты или дистиллированной воды. Электролит в аккумуляторах должен полностью покрывать пластины. У аккумуляторов С и СК слой электролита над верхними кромками пластин должен быть не менее 15 мм.
Одноступенчатый заряд при постоянном значении тока осуществляется при помощи автоматизированных выпрямительных устройств типов ВУ и ВУК, которые поддерживают неизменным зарядный ток на протяжении всего времени заряда (примерно 12 ч). Зарядный ток при этом способе составляет 4N. Допускается уменьшение зарядного тока до 3Ν и менее. Это снизит конечное напряжение аккумулятора и интенсивность кипения электролита, но увеличит время полного заряда. Признаки окончания одноступенчатого заряда те же, что и двухступенчатого.
Заряд плавно убывающим током выполняют зарядными выпрямительными устройствами с особой внешней характеристикой. По мере заряда их ток автоматически уменьшается, а напряжение увеличивается. При этом способе начальный зарядный ток аккумуляторов С и СК составляет 9N, а конечный — примерно 4Ν. Конечное зарядное напряжение аккумулятора 2,7—2,8 В, плотность электролита (1,205±0,005) г/см
3
. Длительность заряда плавно убывающим током составляет 7—8 ч.
Одноступенчатый заряд при постоянном напряжении производится при помощи зарядных выпрямительных устройств, которые работают в режиме стабилизации напряжения. Выпрямленное напряжение поддерживается в пределах 2,2—2,35 В на аккумулятор. При этих напряжениях в аккумуляторе исключается кипение электролита на протяжении всего времени заряда. В результате уменьшается выпадение активных веществ пластин на дно сосуда, увеличивается срок службы аккумуляторов и значительно упрощается уход за аккумуляторными батареями. Однако такой заряд требует длительного времени — в течение нескольких суток. Поэтому рассматриваемый способ заряда обычно применяют при надежном электроснабжении, когда батареи аккумуляторов являются резервными источниками питания и включаются на разряд очень редко.
Одноступенчатый заряд при постоянном напряжении находит все более широкое распространение. При постоянном напряжении 2,3 В на аккумуляторы С и СК начальный ток заряда достигает значения 36Ν. По мере заряда этот ток автоматически снижается до значения (0,03-0,1)N. Установлено, что основную часть израсходованной емкости (около 80 %) батарея получает в первые 10 ч заряда. Для передачи остальной емкости затрачивается значительно больше времени (до нескольких суток). Одноступенчатый заряд при постоянном напряжении заканчивается, если зарядный ток и плотность электролита не будут изменяться в течение последних 10 ч заряда.
Модифицированный заряд при постоянном напряжении осуществляется в две ступени. На первой ступени заряда поддерживается постоянный ток, а на второй — напряжение. Аккумуляторы С и СК заряжаются постоянным током, непревышающим 9N. Напряжение аккумуляторов на первой ступени заряда постепенно увеличивается до 2,2—2,35 В. После этого выпрямительное устройство переводится в режим стабилизации напряжения. Заряд продолжается при неизменном напряжении 2,2—2,35 В на аккумулятор и плавно убывающем токе. Окончание заряда определяется по тем же признакам, что и в предыдущем случае: постоянном значении зарядного тока и плотности электролита в последние часы заряда. Модифицированный заряд может производиться без отключения батареи от шин нагрузки.
Разряд.
Аккумуляторы можно разряжать токами различного значения. Чем больше разрядный ток, тем меньше время разряда и емкость аккумуляторов.
Номинальную емкость стационарные аккумуляторы отдают при 10-часовом режиме разряда. Максимально допустимый разрядный ток аккумуляторов типа С соответствует 2-часовому режиму разряда. Аккумуляторы СК можно разряжать также токами 1—0,25-часовых режимов разряда. По мере разряда аккумулятора уменьшаются его напряжение и плотность электролита.
Окончание разряда характеризуется следующими признаками: напряжение одного аккумулятора типа С становится равным 1,8 В, а типа СК — 1,75 В; плотность электролита понижается до 1,15— 1,17 г/см
3
; положительные пластины становятся бурыми, а отрицательные — темно-серыми; емкость, полученная от аккумулятора, соответствует данному режиму разряда. Разряженные аккумуляторы следует поставить на заряд не позднее чем через 24 ч с момента окончания разряда.
При эксплуатации аккумуляторных батарей в режимах непрерывного или импульсного подзаряда ежегодно проводят контрольные разряды. При контрольных разрядах батарею разряжают током 10- часового разряда до напряжения 1,8 В на один аккумулятор, а затем заряжают до достижения постоянного напряжения и нормальной плотности электролита. Если при контрольном разряде полученная от батареи емкость окажется меньше номинальной, то производят дополнительный заряд батареи с перезарядом.
Перезаряд.
При нормальных зарядах аккумуляторов некоторая часть сернокислого свинца PbSO4 не восстанавливается, превращаясь в твердое крупнокристаллическое вещество. В результате этого пластины аккумуляторов постепенно сульфатируются. Для предохранения пластин от сульфатации производят перезаряд аккумуляторных батарей следующим образом. Батарею разряжают до напряжения 1,8 В на каждый элемент, а затем заряжают до кипения током, равным 0,1 номинальной емкости, делают перерыв 1 ч; продолжают заряд тем же током до кипения электролита, перерыв 1 ч; батарею заряжают тем же током до кипения и т. д. Перезаряд заканчивается тогда, когда батарея, включенная на заряд после часового перерыва, сразу начинает кипеть.
Хранение бездействующей батареи.
Если аккумуляторная батарея выключена из работы не более чем на два месяца, ее следует предварительно зарядить с перезарядом. При длительном хранении через каждые два месяца батарею разряжают нормальным током, а затем заряжают. Перед включением в работу батарею заряжают с перезарядом.
Общие правила эксплуатации.
Во время эксплуатации на наружных частях аккумуляторов и стеллажах осаждается пыль, капельки кислоты и влаги. Это вызывает порчу стеллажей, окисление проводов и загрязнение электролита, а также снижает сопротивление изоляции батарей относительно земли и увеличивает утечку тока. Поэтому аккумуляторы и стеллажи необходимо содержать в чистоте, своевременно удалять окислы, образующиеся на соединениях аккумуляторов, смазывать очищенные места техническим вазелином и следить за целостью кислотоупорной окраски стеллажей и проводов.
В аккумуляторном помещении не должно быть искрящих контактов. Нельзя входить в аккумуляторную с открытым огнем. При невыполнении этих условий может произойти взрыв выделяющихся из аккумуляторов газов. Лица, обслуживающие аккумуляторы, должны иметь резиновые перчатки, фартук, галоши. Для нейтрализации серной кислоты в случае ее попадания на кожу или одежду в аккумуляторной должен быть 10-процентный раствор соды или нашатырного спирта.
Техническая документация.
Для каждой аккумуляторной установки необходимо иметь батарейный и аккумуляторный журналы. В батарейный журнал записывают данные о заряде и разряде батарей (значение тока, напряжение, плотность и температура электролита), о расходе материалов на обслуживание батареи (дистиллированной воды, кислоты), о замеченных неисправностях батареи.
В аккумуляторном журнале на каждый элемент отводят графу или страницу. В журнале записывают результаты измерения плотности электролита и напряжения отдельных аккумуляторов, повреждения и произведенные ремонты. Для удобства ведения журналов все аккумуляторы батарей нумеруют. Первый номер присваивается аккумулятору с положительной выводной клеммой.