Эксплуатация свинцово-кислотных батарей

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Проблемой, о которой следует упомянуть, является неравномерное старение элементов одной батареи. Со временем внутри батарей образуются воздушные мешки, в некоторых происходит

избыточное выделение водорода, другие испытывают недостаток кислорода. Хотя элементы батареи соединены последовательно, контролировать в процессе заряда состояние каждого из них невозможно. При наличии в батарее элемента с пониженной емкостью, падение напряжения на нем наибольшее, поскольку он обладает наибольшим внутренним сопротивлением. Если в бата-

рее имеется неисправный элемент с внутренним замыканием пластин, то напряжение на нем близко к нулю. В результате этого напряжение заряда между элементами батареи распределяется

неравномерно: для какого-либо элемента приложенное напряжение может быть больше или меньше требуемого. Поэтому батарея начинает разрушаться — наиболее «слабые» элементы вы-

ходят из строя быстрее, нарушается режим заряда исправных элементов, что влечет за собой и выход их из строя. Всплески напряжения, которые прикладываются к батарее во время заряда, также создают проблемы для свинцово-кислотных батарей, особенно для батарей с жидким электролитом, оснащенных вентиляционными клапанами (VRLA). Пики этого напряжения способствуют перезаряду и выделению водорода, а спады — глубокому разряду и кислородному голоданию. Происходит истощение электролита. Емкость батареи можно оценить двумя способа-ми (табл. 3.5): по плотности электролита и по напряжению на батарее под нагрузкой.

Естественно, что способ оценки емкости по плотности электролита пригоден только для обслужи-ваемых батарей.

Если приведенные в табл. 3.5 данные относятся к батареям с жидким электролитом открытого или закрытого типа, то в табл. 3.6 и 3.7 приведены данные для оценки состояния AGM и гелевых батарей соответственно.

Часто встречаются сообщения и рекомендации по применению заряда свинцово-кислотных батарей импульсным током. Несмотря на то, что при таком заряде уменьшается коррозия

элементов батареи, единого мнения у специалистов о пользе данного способа заряда нет. Можно говорить о некоторых позитивных сторонах такого заряда и то, если его производить правильно. Но в целом результаты заряда импульсным током непредсказуемы.

Таблица 3.5.

Таблица 3.6

Таблица 3.7.

Герметичные свинцово-кислотные батареи необходимо хранить в заряженном состоянии. Каждые шесть месяцев их надо подзаряжать. Для этого применяют цикл основного заряда (за-

ряд при постоянном (неизменяющемся) напряжении). Его цель — не допустить падения напряжения на батарее менее 2; 10 В на элемент. Требования к режиму заряда для батарей от

различных производителей могут отличаться. В течение цикла заряда следует выдерживать рекомендуемые временные интервалы, необходимые для остывания батареи.

Путем измерения напряжения холостого хода (без нагрузки) на батарее можно примерно оценить степень ее разряда. Например, напряжение 2, 11 В на элементе при комнатной температуре свидетельствует о степени ее заряда не менее чем на 50 %. Если напряжение превышает этот порог, значит, батарея находится в хорошем состоянии, и для ее ввода в эксплуатацию необходим всего лишь один полный цикл заряда. При падении напряжения

холостого хода до 2, 10 В и ниже, для восстановления емкости батареи потребуется провести несколько циклов заряд/разряд (контрольно-тренировочные циклы). Измеряя напряжение, сле-

дует учитывать температуру хранения, если она отличается от комнатной: при более низких температурах напряжение холостого хода незначительно возрастает, при более высоких — наобо-

рот, снижается.

При получении свинцово-кислотных батарей от поставщиков, службы контроля покупателей (предприятий и организаций) не принимают батареи, у которых напряжение на элементе составляет менее 2, 10 В. В разряженных батареях активнее происходит процесс сульфатации пластин, которая снижает их емкость. Для новых батарей восстановление емкости возможно,

однако это потребует использования специального оборудования, наличие которого делает их обслуживание более дорогостоящим и которого у пользователей обычно нет. Именно поэтому

такие батареи и отбраковываются. При заряде свинцово-кислотных батарей всегда необходимо

использовать ограничитель тока (например, реостат). Пытаясь восстановить емкость, их заряжают током полного заряда (0, 1 0С).

Если в течение 24 часов заряда батарея до нормального состояния не заряжена, ее восстановле-ние невозможно.

Применение свинцово-кислотных батарей наиболее предпочтительно в источниках беспере-бойного питания (ИБП, англоязычная аббревиатура — UPS, Uninterruptible Power Supply).

При их длительной подзарядке в режиме холостого хода (компенсирующий заряд) рекомен-дуется периодически устанавливать повышенный ток заряда. Такой заряд обеспечивает полный за-

ряд батареи и предотвращает сульфатацию ее пластин. При этом напряжение на батарее в течение нескольких часов будет выше, чем определено производителем в ее технических характеристи-

ках. В случае нарушения такого режима заряда повышается ее температура, и существует опас-ность выкипания электролита. Поскольку в герметичных батареях возможность доливки электро-лита исключена, это может привести к необратимому выходу ее из строя.

Для увеличения срока службы батареи ее необходимо периодически разряжать. Для этого проводят контрольно-тренировочный цикл: батарею разряжают до емкости не менее 10 %, а затем

снова заряжают. Полный ее разряд недопустим, т. к. каждый глубокий разряд приводит к сниже-нию емкости батареи.

В процессе экспериментов производители исследуют различные режимы заряда. Срок службы свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом можно увеличить, если полностью заря-

женную батарею, работающую без нагрузки в дежурном режиме, не заряжать, а для компенсации саморазряда применять струйную подзарядку. При этом снижается коррозия ее элементов.

Такой способ неприменим, если батарея работает в качестве источника электроэнергии в буфере, например, с генератором, и ей необходима постоянная подзарядка. В случае утечки электролита из корпуса батареи, при возникновении в нем трещин от удара электролит следует немедленно смыть водой. При попадании его в глаза или на кожу, их следует промывать чистой водой в течение 15 мин, а затем обратиться к врачу. Для нейтрализации кислоты в воду можно добавить немного пищевой соды. Независимо от типа необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей можно сформулировать общие требования по их эксплуатации:

1. Напряжение зарядного устройства, измеряемое на зажимах аккумулятора, должно соответст-вовать рекомендуемому (зависит от типа аккумулятора и температуры) и поддерживаться с точно-стью не хуже ±1 %. При этом зарядный ток, протекающий через полностью заряженный аккуму-лятор, в зависимости от интенсивности саморазряда, может иметь значение в пределах от единиц до сотен миллиампер на каждые 100 ампер-часов емкости. Как правило, рекомендуется эксплуати-ровать аккумуляторы при постоянном напряжении порядка 2, 25...2, 35 В на один элемент. Точное значение напряжения зависит от типа аккумулятора и рабочей температуры. Заряд батареи следует производить при выходном напряжении зарядного устройства из расчета 2, 4...2, 5 В на элемент с последующим переходом в режим компенсирующего заряда. Такой способ дает ощути-мый выигрыш во времени заряда лишь при использовании мощного зарядного устройства, способного обеспечить начальный ток заряда порядка 0, 2С.

2. При эксплуатации аккумуляторов в широком диапазоне температур, необходимо обеспечить автоматическую регулировку напряжения компенсирующего заряда от температуры в соответст-вии с рекомендациями производителя. Обычно такая зависимость нелинейна и составляет -2...-5 мВ/ °С на один элемент (знак минус означает, что при повышении температуры напряжение должно уменьшаться). Такая мера не устраняет полностью отрицательного воздействия изменений температуры на аккумуляторную батарею, но существенно его снижает.

3. В зависимости от конструкции аккумуляторов зарядный ток в амперах не должен превышать 0, 1...0, ЗС для заряда автомобильных аккумуляторных батарей, ими комплектуются некоторые виды армейской техники. Поскольку начальный ток заряда может составлять несколько ампер, в зарядном устройстве следует использовать мощный силовой трансформатор и выпрямительные диоды с прямым током, примерно в 1, 5 раза превышающим максимальный ток заряда. Диоды устанавливают на отдельные радиаторы.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒