Эксплуатация аккумуляторных батарей
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.
Разряд аккумуляторных батарей.
Техническое обслуживание аккумуляторных батарей.
Виды технического обслуживания.
Текущий ремонт аккумуляторов типа СК.
Текущий ремонт аккумуляторов типа СН.
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%.
Аккумуляторные батареи — Особенности эксплуатации аккумуляторных батарей на электростанциях и подстанциях
При эксплуатации стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей на тепловых и гидравлических электростанциях и подстанциях энергосистем необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
1. Обслуживание аккумуляторных батарей должно быть возложено на аккумуляторщика или специально обученного электромонтера.
2. Должна быть исключена возможность нахождения в аккумуляторном помещении лиц, не имеющих отношения к обслуживанию батареи. Для этого аккумуляторное помещение должно быть постоянно закрыто на замок. Ключ от него необходимо хранить на щите управления и выдавать только лицам, обслуживающим батарею, и лицам, имеющим право на осмотр распределительных устройств.
3. Посторонние лица допускаются в аккумуляторное помещение только в сопровождении аккумуляторщика или электромонтера, выполняющего обязанности аккумуляторщика.
4. При отсутствии или бездействии вентиляции в аккумулятор ном помещении может образоваться взрывоопасная концентрация водорода. Даже при постоянном подзаряде из элементов выделяется некоторое количество водорода. При загрязнении электролита вредными примесями выделение водорода усиливается. Поэтому в аккумуляторных помещениях запрещается курение и использование электронагревательных приборов, а также аппаратов, которые могут дать электрическую искру.
5. На дверях аккумуляторного помещения должны быть надписи: «Аккумуляторная», «Огнеопасно», «С огнем не входить», «Курение запрещается».
6. При необходимости пайки электродов нужно соблюдать следующие условия:
— пайка электродов во время заряда батареи не допускается;
— батарея на время пайки переводится на разряд;
— принудительная приточно-вытяжная вентиляция должна быть включена за 2часа доначала пайки и работать во все время пайки;
— в аккумуляторных установках с естественной вентиляцией должны быть приняты меры к ее усилению, применяя для этого переносные вентиляторы или воздуходувки.
7. Вырезка и парка электродов, измерение емкости аккумуляторных батарей, отбор проб электролита, измерение плотности электролита обязательно проводится в резиновых перчатках и сапогах.
8. При вырезке элементов, наложении инвентарных сопротивлений и перемычек дополнительно к перчаткам и сапогам необходимо надеть защитные очки.
9. Во избежание попадания свинцовой пыли в дыхательные пути зачистку ушек электродов стальными щетками необходимо производить в респираторах с ватными фильтрами.
10. После разборки аккумуляторов, зачистки и правки электродов необходимо тщательно вымыть руки с мылом, а перед курением и приемом пищи полоскать рот водой
11. При попадании концентрированной серной кислоты на кожу следует быстро ее удалить тампоном (ватой, марлей и т.п.), место попадания кислоты обильно промыть водой, а затем нейтрализовать 5 %-ым раствором соды. Для предохранения от попадания кислоты на кожу и в глаза все операции с кислотой необходимо производить в суконном костюме, резиновом фартуке, резиновых перчатках, сапогах и защитных очках.
12. Переноску бутылей с серной кислотой необходимо производить только в обрешетке и обязательно двумя рабочими. Нельзя перемещать бутыли за горлышко или прижимая к себе. Во избежание выплескивания кислоты из бутылей при переноске они должны быть плотно закупорены стеклянными или керамическими пробками, а пробки надежно привязаны к горлышку бутыли.
13. Переливание кислоты из бутыли в другую посуду необходимо производить со станка, допускающего любой наклон бутыли и ее надежное закрепление.
14. Запрещается при разведении серной кислоты вливать воду в кислоту. Необходимо кислоту тонкой струей вливать в воду при непрерывном размешивании раствора. Тепло, выделяющееся при этой благодаря большой теплоемкости воды и ее большому количеству, поглощается водой без разбрызгивания. Поэтому сосуды для разведения серной кислоты вначале заливаются полным расчетным количеством дистиллированной воды и только потом к ней добавляется кислота
15. В помещении, где разводится кислота, должен иметься сосуд достаточной емкости заполненный чистой водой.
При наличии водопровода в помещении необходимо иметь водопроводную раковину
16. При попадании брызг кислоты на руки, шею или лицо необходимо немедленно нейтрализовать их 5 %-ым раствором двууглекислой соды (чайной соды). На бутыли (емкостью 3-5 л) должна быть четкая надпись «Раствор двууглекислой соды».
17. Концентрированная серная кислота должна храниться в плотно закупоренных бутылях, помещенные в прочные обрешетки.
18. На горлышках бутылей должны быть подвешены бирки с четкими надписями: «Концентрированная серная кислота», «Электролит».
19. Запас дистиллированной воды должен храниться в плотно закупоренных бутылях. На бутылях должны быть надписи несмываемой краской «Дистиллированная вода». Использование таких бутылей для других целей запрещается.
20. Для предотвращения несчастных случаев при приготовлении электролита в условиях подстанций должно быть организовано централизованное приготовление электролита и его развозка по подстанциям в бутылях или резиновых емкостях.
21. Все работы с твердым едким натром или его концентрированным раствором необходимо производить в защитных очках, резиновых перчатках и резиновом фартуке.
22. При разбивании едкого натра в бочке или другой таре ее закрывают плотной тканью. Нельзя брать едкий натр руками (даже в перчатках). Для этого применяют железные щипцы или железную ложку
23. При попадании едкого натра на кожу или в глаза необходимо немедленно промыть пораженные места большим количеством 10 %-го раствора борной кислоты.
24. Раствор борной кислоты должен всегда иметься в помещении, где производится щелочение шпона.
25. Все операции при щелочении необходимо производить в резиновых перчатках и резиновых сапогах.
26. Для пайки электродов следует применять комбинации сжатых и спиленных газов: пропан с кислородом и водород с воздухом от компрессора или воздуходувки.
27. Пропан при содержании его в воздухе в пределах от 1,5 до, 10 % образует взрывоопасную смесь. Он более, чем в два раза тяжелее воздуха, поэтому может, не рассеиваясь, разливаться на большие расстояния, заполняя все приямки, каналы и углубления, создавая в них взрывоопасные концентрации.
28. Необходимо строго контролировать отсутствие утечек газа. Для этого следует систематически проверять целость шлангов, плотность присоединений к баллонам.
29. Для проверки плотности стыков шлангов и мест присоединений необходимо применять «мыльную пробу». Запрещается проверка плотности огнем.
9.2. Особенности конструкции и основные технические характеристики
9.2.1. Аккумуляторы типа СК
Аккумуляторы типа СК — свинцово кислотные с поверхностными положительными и коробчатыми отрицательными электродами.
Положительные электроды поверхностной конструкции изготавливаются отливкой из чистого свинца в форму, позволяющую увеличить действующую поверхность в семь-девять раз. Электроды изготавливаются трех размеров и обозначаются И-1, И-2, И-4. Их емкости находятся в соотношении 1:2:4.
Рис. 9.1.
Разрез аккумуляторной поверхностной пластины
Разрез аккумуляторной коробчатой пластины: а – штифтовая часть решетки; б – дырчатая часть решетки; в – пластина в сборе; 1 – перфорированный свинцовый лист; 2 – активная масса.
Отрицательные электроды коробчатой конструкции состоят из решетки свинцово-сурьмяного сплава, собранной из двух половинок. В ячейки решетки вмазывается активная масса, приготовленная из окислов свинцового порошка и закрывается с обеих сторон листами перфорированного свинца.
Отрицательные электроды делятся на средние и боковые. Боковые имеют активную массу только с одной рабочей стороны. Также как и положительные изготавливаются трех размеров с тем же соотношением емкостей.
Для изоляции электродов различной полярности, а также создания между ними промежутков, вмещающих необходимое количество электролита, устанавливаются сепараторы (разделители) из мипласта (микропористый полихлорвинил), вставляемые в полиэтиленовые держатели.
Для фиксации положения электродов и предотвращения всплытия сепараторов в баке устанавливаются винипластовые пружины между крайними электродами и стенками бака. Пружины устанавливаются в стеклянные и эбонитовые баки с одной стороны (2 шт.) и в деревянные с двух сторон (6 шт).
В стеклянных и эбонитовых баках электроды подвешиваются ушками на верхние кромки бака, в деревянных баках — на опорные стекла.
Номинальной емкостью аккумулятора считается емкость при 10-часовом режиме разряда, равная 36 × № А, где № А – номер аккумулятора.
Емкости при других режимах разряда составляют:
- при 3-часовом 27 × № А;
- при 1-часовом 18,5 × Н° А;
- при 0,5-часовоа 12,5 × № А;
- при 0,25-часовом 8,0 × № А.
Максимальный зарядный ток равен 9 × № А.
Разрядный ток составляет:
- при 10-часовом разряде — 3,6 × № А;
- при 3-часовои — 9 × Ч А;
- при 1-иасовом — 18,5 × № А;
- при 0,5-часовом — 25 × № А;
- при 0,25-часовой — 32 × № А.
Наименьшее допускаемое напряжение для батарей в режиме 3-10 часового разряда составляет 1,8 В, в режиме 0,25-0,5 1 часового разряда — 1,75 В.
Аккумуляторы поставляются потребителю в разобранном виде, т.е. отдельными деталями с незаряженными электродами.
9.2.2. Аккумуляторы типа СН
Аккумуляторы типа СН — свинцово кислотные с намазными электродами.
Положительные и отрицательные электроды состоят из решетки свинцового сплава, в ячейки которой вмазывается активная масса. Положительные электроды на боковых кромках имеют специальные выступы для подвески их внутри бака. Отрицательные электроды опираются на придонные призмы баков
Для предупреждения коротких замыканий между электродами, удержания активной массы и создания необходимого запаса электролита около положительного электрода используются комбинированные сепараторы из стекловолокна и листов мипласта. Листы мипласта по высоте на 15 мм больше высоты электродов. На боковые кромки отрицательных электродов установлены винипластовые обкладки.
Баки аккумуляторов из прозрачной пластмассы закрыты несъемной крышкой. В крышке имеются отверстия для вывода и отверстие в центре крышки для заливки электролита, доливки дистиллированной воды, измерения температуры и плотности электролита, а, также для выхода газов. Это отверстие закрывается фильтр-пробкой, задерживающей аэрозоли серной кислоты.
Крышки и бак в месте соединения необходимо склеить. Между выводами и крышкой следует сделать уплотнение из прокладки и мастики. На стенке бака должны иметься отметки максимального и минимального уровней электролита.
Аккумуляторы выпускаются в собранном виде без электролита с разряженными электродами.
Обслуживание аккумуляторных батарей
На станциях и подстанциях применяют свинцово-кислотные аккумуляторы типа С в открытых стеклянных сосудах. Основными характеристиками аккумуляторов С являются номинальная емкость, продолжительность и токи разряда, минимальный ток заряда. Эти величины зависят от типа, размеров и числа пластин.
Емкость аккумуляторных батарей при эксплуатации
В эксплуатации емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита и режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. Однако крепкие растворы способствуют ненормальной сульфатации пластин.
Повышение температуры также приводит к возрастанию емкости аккумуляторной батареи, это можно объяснить снижением вязкости и усилением диффузии электролита в поры пластин. Но с повышением температуры увеличивается саморазряд аккумулятора и сульфатация пластин.
Опытным путем установлено, что для стационарных аккумуляторов типов С оптимальным является удельный вес электролита в начале разряда 1,2…1,21 г/см куб. при температуре 25 гр С. Температура воздуха в помещении, где установлена аккумуляторная батарея, должна поддерживаться в пределах 15…20 гр С.
Факторы, ограничивающие разряд аккумуляторных батарей
Факторами ограничивающими разряд аккумуляторной батареи, являются конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита. При 3…10 –часовом разряде снижение напряжения допускается до 1,8 В, и при 1…2-часовом до 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды во всех режимах вызывают повреждения аккумуляторов. Слишком длительные разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент. При разряде контролируют напряжение аккумуляторов и плотность электролитов в них. Уменьшение плотности на 0,03 – 0,05 г/см куб говорит о том, что емкость исчерпана.
Надежность работы аккумуляторных батарей
Надежность работы аккумуляторных батарей зависит от состояния помещений, в которых батареи размещаются, и от правильной их эксплуатации.
Осмотры аккумуляторных батарей
При осмотрах аккумуляторных батарей поверяют:
1.Целость сосудов и уровень электролита в аккумуляторных батареях, правильность положения стекол, отсутствие течи, чистоту сосудов, стелажей стен и полов.
2.Отсутствие у сосудов аккумуляторных батарей отстающих элементов (обычно сосуд с отстающими элементами имеет пониженную плотность электролита и более слабое по сравнению с соседними сосудами газовыделение).
3.Причиной отставания чаще всего являются короткие замыкания между пластинами, которые приводят к образованию шлама, выпадению активной массы и короблению пластин.
4.Уровень электролита аккумуляторных батарей (пластины в элементах всегда должны быть в электролите, уровень которого поддерживают на 10…15 мм выше верхнего края пластин). При понижении уровня электролита в аккумуляторной батарее доливают дистиллированную воду, если плотность электролита выше 1,2 г/см куб, или раствор серной кислоты если плотность электролита ниже 1,2 г/см куб.
5.Отсутствие сульфатации (белого налета), коробления и слипания соседних пластин – не реже одного раза в 2…3 месяца. Основными признаками замыкания пластин у аккумуляторных батарей являются пониженное напряжение и плотность электролита в сосуде по сравнению с соседними.
6.Отсутствие корозии контактов.
7.Уровень и характер шлама в стеклянных сосудах аккумуляторных батарей (расстояние между нижним краем пластины и шламом должно быть не менее 10 мм, а шлам необходимо удалять во избежания закорачивания пластин).
8.Исправность зарядных и подзарядных агрегатов.
9.Исправность вентиляции и отопления (в зимнее время).
10.Температуру электролита (по контрольным элементам).
Эксплуатация аккумуляторных батарей
Периодически не реже одного раза в месяц проверяют напряжение и плотность электролита каждого элемента аккумуляторной батареи. Систематически при осмотрах аккумуляторных батарей контролируют состояние изоляции.
Наличие примесей в электролите аккумуляторной батареи может привести к разрушению пластин, а срок службы и емкость батареи находятся в прямой зависимости от качества электролита.
Наиболее вредными примесями являются железо, хлор, аммиак и марганец. Чтобы предупредить попадание примесей в электролит, дистиллированную воду и серную кислоту проверяют в химической лаборатории. Не реже одного раза в год анализируют электролит 1/3 всех элементов работающей аккумуляторной батареи.
Емкость аккумуляторной батареи проверяют один раз в один –два года.
Текущий ремонт аккумуляторных батарей выполняют ежегодно, а капитальный ремонт не реже одного раза 12…15 лет.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Техническое обслуживание аккумуляторов
В процессе эксплуатации залогом безотказной работы аккумуляторной батареи является уход за ней.
Для поддержания батареи в исправном состоянии должно постоянно производиться профилактическое техническое обслуживание. Обслуживание аккумуляторных батарей должно производиться технически компетентным лицом, имеющим навыки и допуск к работе с аккумуляторами. Сотрудники, обслуживающие аккумуляторы, должны быть одеты в средства индивидуальной защиты (костюм кислотостойкий, резиновые сапоги, прорезиненный фартук, резиновые перчатки, защитные очки, респиратор). А также должны иметь инструменты и материалы для проверки и обслуживания батарей.
Ежедневно контролируется уровень электролита. При низком уровне электролита необходимо долить дистиллированную воду (НЕ ДОЛИВАТЬ В АККУМУЛЯТОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТ), за исключением случаев уменьшения электролита из-за его выплескивания. На каждую батарею ведется журнал, в который вписываются данные контрольных измерений.
При техническом обслуживании необходимо очищать батарею от пыли и грязи. Необходимо протирать поверхность батарей 10% раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды, после чего вытереть чистой сухой ветошью, просушить. Чистить аккумуляторы можно только после отключения их от зарядного устройства. При чистке аккумуляторов пробки должны быть закрыты. Поверхность батареи всегда должна быть сухой. Периодически необходимо зачищать полюсные выводы и клеммы проводов и смазывать их техническим вазелином.
Не реже 1 раза в месяц проверяется степень заряженности батареи по плотности электролита, одновременно замеряя его температуру, чтобы учесть температурную поправку. Также проверяется работоспособность аккумуляторной батареи с помощью нагрузочной вилки без нагрузки и под нагрузкой.
Во время технического осмотра проверяется напряжение и ток подзаряда батареи, наличие выделения пузырьков газа из аккумуляторов при их заряде.
Не реже одного раза в месяц проводить проверку затяжек болтов. Нельзя приближаться с открытым огнем или зажженной сигаретой к месту проведения работ. Так как электролит является химически агрессивным веществом, не допускайте попадания электролита в глаза или открытые участки тела.