На тяговых подстанциях в качестве источника оперативного постоянного тока используют, как правило, аккумуляторные батареи из свинцово-кислотных аккумуляторов типа СК (С — стационарный, К— для кратковременного разряда). Аккумулятор (рис. 1, а) состоит из положительных пластин 4 и отрицательных — 5. Пластины каждой полярности спаивают соединительными полюсами. Положительные пластины соединяются между собой полосой 3 и отрицательные — полосой 6. Между собой эти две группы пластин изолированы, а выступами 2 опираются на края стеклянного сосуда 1, заполненного электролитом.
Рис. 1:
а — аккумулятор и его пластины; б — отрицательная; в — положительная
Отрицательная пластина (рис. 1, б) состоит из свинцово- сурьмяной решетки, заполненной активной массой, состоящей из окислов свинца и свинцового порошка. На обе стороны отрицательной пластины накладывают листы перфорированного свинца для защиты от выпадения активной массы.
Положительные пластины (рис. 1, в) отливают из чистого свинца и для увеличения рабочей поверхности им придают ребристую форму.
Пластины аккумулятора подвергают специальной электрохимической обработке (формовке), после которой на поверхности положительных пластин образуется двуокись свинца Рв02, а на поверхности отрицательных — губчатый свинец Рв. Для исключения коробления у положительных пластин должны работать обе стороны, поэтому их на одну меньше, чем отрицательных. Каждая положительная пластина помещена между отрицательными. Средние положительные и отрицательные пластины имеют по две рабочих стороны, крайние отрицательные — одну рабочую сторону. Аккумулятор СК-1 имеет одну положительную пластину и две отрицательные.
В качестве электролита в аккумуляторах типа СК используется водный раствор серной кислоты H2SO4 плотностью 1,21 г/см
3
при температуре 25°С.
Для предотвращения коротких замыканий между пластинами аккумулятора устанавливают сепараторы, представляющие собой изоляционные перегородки из микропористых полихлорвиниловых материалов, эбонита или стеклянных трубок. Пластины помещают в сосуде так, чтобы они не касались его дна, так как в противном случае при выпадении на дно активной массы пластин между ними возникает КЗ.
Номер аккумулятора N кратен числу положительных пластин. При использовании пластин типа И-1 их число равняется номеру аккумулятора; при пластинах И-2, активная площадь которых в два раза больше, чем пластин И-1, их число в два раза меньше номера аккумулятора; при использовании пластин И-4 — соответственно в четыре раза меньше номера аккумулятора. Аккумуляторы типа СК изготовляют 45 типоразмеров с номерами от 1 до 148.
Процесс разряда аккумулятора возникает при замыкании внешней цепи аккумулятора, процесс заряда происходит при пропускании постоянного тока от внешнего источника постоянного тока,
При разряде аккумулятора на положительных и отрицательных пластинах образуется сульфат свинца PbSO4 и выделяется вода, снижающая плотность электролита, при заряде на положительной пластине сульфат свинца PbSO4 восстанавливается в двуокись свинца РвO2, на отрицательной пластине — в губчатый свинец; плотность электролита при этом повышается.
Внутреннее сопротивление изменяется при заряде и разряде аккумулятора: при заряде оно уменьшается, при разряде увеличивается. Увеличение Rm объясняется уменьшением плотности электролита, образованием слоя сульфата свинца на пластинах.
Заряд аккумулятора продолжается до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе при неотключенном источнике питания не достигнет 2,15 В, а плотность электролита — 1,21 г/см
3
. Разряд аккумулятора допускается до 1,95 В.
Таким образом, основными параметрами аккумулятора являются: электродвижущая сила Е; внутренне сопротивление R вн; зарядное R зар и разрядное U напряжения; зарядная R зар и разрядная R Разр емкости; зарядный Iтлр и разрядный Iразр токи.