Эксплуатация аккумуляторных батарей - Основные сведения по монтажу АБ Эксплуатация аккумуляторных батарей

Страница 7 из 10

7. Основные сведения из монтажа аккумуляторных батарей, приведение их к рабочему состоянию и консервации.

7.1. Монтаж.

Сбор аккумуляторов, монтаж АЭ в АБ, подготовку к вводу в действие на месте их эксплуатации необходимо выполнять силами специализированных монтажных или ремонтных организаций, специализированной бригадой энергопредприятия или представителями фирм-поставщиков (изготовителей). Монтаж аккумуляторной батареи нужно выполнять в соответствии с монтажной схемой и проектной документацией для данного объекта, а также в соответствии с действующими технологическими инструкциями и заводской документацией по монтажу и сбору. Помещение для размещения АБ должны отвечать требованиям проекта и действующих нормативных документов. Помещение аккумуляторных батарей должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией; сливными отверстиями (в полу); окнами (защищенными от прямых солнечных лучей, выкрашенными в белый цвет или матовыми) с решеткой; взрывобезопасной электропроводкой. Все части помещения АБ (стены, потолок, дверь и др.) нужно красить кислотостойкой краской. Стояки (стеллажи) с АЭ нужно устанавливать ровно и надежно с достаточным местом для проходов, проведения внешних осмотров и обслуживания и обеспечения необходимой вентиляции.

Персонал, который выполняет монтаж, проводит первый (формовочный) заряд вновь смонтированной аккумуляторной батареи, следующие тренировочные разряды-заряды для доведения АЭ к гарантированной емкости, а также измерение сопротивления изоляции АБ.

Сопротивление изоляции не залитой электролитом АБ типов СК, СН, ошиновки, проходной доски измеряется мегомметром на напряжение 1000—2500 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Так же измеряется сопротивление изоляции залитой электролитом, но незаряженной аккумуляторной батареи.

Электролит, который заливается в аккумуляторы типа СК, должен иметь плотность 1,18 ± 0,005 г/см3, а тот, что заливается в аккумуляторы типа СН, — 1,21 ± 0,005 г/см3 при температуре 20 °С.

Электролит нужно изготовлять из серной аккумуляторной кислоты высшего и первого сорта ГОСТ 667—73 и дистиллированной или равноценной воды ГОСТ 6709—72.

Для приготовления необходимого объема электролита необходимый объем кислоты и воды в кубических сантиметрах можно определить по формулам:

, ,

где Ре и Рк – соответственно плотность электролита и кислоты, г/см3;

Мк – массовая частица серной кислоты, %;

Ме – массовая частица серной кислоты в электролите, %;

Vе – объем электролита, см3.

Для приготовления 1 л электролита плотностью 1,18 г/см3 при температуре 20 °С необходимый объем в кубических сантиметрах концентрированной серной кислоты с массовой частицей 94 % плотностью 1,84 г/см3 и воды можно определить по формуле:

где Мв, которое равняется 25,2 % , берут по справочным данным.

Соотношение полученных объемов составляет 1:5, то есть на одну часть объема кислоты необходимо брать пять частей воды.

Для приготовления 1 л электролита плотностью 1,21 г/см3 при температуре 20 °С из концентрированной серной кислоты необходимо: кислоты 202 см3 и води 837 см3. Аналогично выполняется расчет и для электролитов другой плотностью (1,24 г/см3 и др.).

Большое количество электролита необходимо готовить в баках из эбонита или винипласта или из других жароустойчивых материалов (пластика и др.).

В бак сначала заливают воду количеством не более 3/4 его объема, а потом - кислоту кружкой из кислотостойкого материала емкостью до двух литров.

Заливать кислоту необходимо тонкой струей, постоянно перемешивая раствор с помощью прутиков из кислотостойкого материала и контролируя его температуру, которая не должна превышать 60 °С.

Приготовленный электролит к заливке в АЭ нужно охлаждать приблизительно до температуры 20 °С, поскольку плотность электролита зависит от его температуры.

Температура электролита, который заливается в аккумуляторы типа С (СК), должна быть не выше 25 °С, в аккумуляторы типа СН - не выше 20 °С, в фирменные аккумуляторы - 15-25 °С.

Залитую электролитом аккумуляторную батарею оставляют на 3-4 ч для полной пропитки электродов. Время после заливки электролитом до начала заряда не должно превышать 6 ч, во избежание сульфатации электродов.

Плотность электролита после заливки может немного снизиться, а температура - повыситься. Это явление нормальное. Увеличение плотность электролита в АЭ типа С (СК) , СН доливкой кислоты запрещается.

Для сухозаряженных аккумуляторных батарей изменение температуры и плотности к заливке в аккумулятор и через час после заливки характеризует потерю емкости при продолжительном хранении (или транспортировке). Снижение плотности электролита допускается не более 0,02 г/см3, а повышение температуры - не более на 5 °С.

При выводе АБ из работы на продолжительный период АБ необходимо полностью зарядить. Для предотвращения сульфатации электродов из-за саморазряда АБ нужно заряжать не реже одного раза в два месяца. Заряд ведется до постоянного напряжения и плотности электролита аккумуляторов на протяжении 2 ч.

Поскольку саморазряд аккумуляторных батарей при снижении температуры электролита уменьшается, желательно, чтобы внешняя температура была по возможности низкой, включая температуру замерзания электролита, которая составляет для электролита плотностью 1,21 г/см3 минус 27 °С, а для электролита плотностью 1,24 г/см3 — минус 48 °С.

При демонтаже аккумуляторов СК с последующим использованием их электродов АБ полностью заряжается. Вырезанные положительные электроды следует отмыть дистиллированной водой и уложить в штабеле. Вырезанные отрицательные электроды помещают в банки с дистиллированной водой. На протяжении трех-четырех суток воду меняют три-четыре раза и через сутки после последней замены воды вытягивают их из баков и укладывают в штабеле.

7.2. Приведение к рабочему состоянию аккумуляторных батарей типа СК.

Изготовленные на заводе электроды аккумуляторов после монтажа аккумуляторных батарей должны быть подвержены формовке. Формовка — это первая зарядка, которая отличается от обычных нормальных зарядов своей продолжительностью и особым режимом.

Во время формовочного заряда свинец положительных электродов превращается в двуокись свинца РbО2 , который имеет темно-коричневый цвет. Активная масса отрицательных электродов переходит в чистый свинец губчатого строения, которое имеет серый цвет.

Во время формовочного заряда АБ типа СК необходимо сообщить не менее девятикратной емкости 10-часового режима разряда.

Во время заряда положительный полюс зарядного агрегата нужно присоединять к положительному полюсу батареи, а отрицательный — к отрицательному.

После заливки аккумуляторы имеют обратную полярность, что необходимо учитывать при установлении начального напряжения зарядного агрегата для избежания чрезмерного «прыжка» зарядного тока.

Значение тока, А, первого заряда, одного положительного электрода, должно составлять:

для электрода аккумуляторов № 1-5 — не более 7;
для электрода аккумуляторов № 6-20 — не более 10;
для электрода аккумуляторов № 24—148 — не более 18.

Весь цикл формовки необходимо проводить в таком порядке:

беспрерывный заряд до передачи аккумуляторных батарей 4,5-кратной емкости 10- часового режима разряда; напряжение во всех аккумуляторах должно быть не менее 2,4 В; в аккумуляторах, на которых напряжение не достигло 2,4 В, необходимо проверить отсутствие коротких замыканий между электродами;
перерыв на один час (аккумуляторная батарея отключается от зарядного агрегата);
продолжение заряда, во время которой АБ передается номинальная емкость.

После этого необходимо повторить чередование одночасового покоя и заряда АБ с передачей однократной емкости, пока аккумуляторная батарея не будет иметь девятикратную емкость.

В конце формовочного заряда напряжение аккумуляторов достигает 2,5-2,75 В, а приведенная к температуре 20 °С плотность электролита — 1,20-1,21 г/см3 . Эти показатели остаются неизменными на протяжении не менее одного часа. При зарядке АБ после часового перерыва происходит интенсивное выделение газов — «кипение» одновременно во всех аккумуляторах.

Запрещается вести формовочный заряд током, который превышает вышеуказанные значения, во избежание коробления (обсыпания) положительных электродов, снижение емкости и срока службы АЭ (аккумуляторов).

Допускается проводить формовочный заряд при сниженном зарядном токе или ступенчатом режиме (сначала максимально допустимым током, а потом сниженным), но при обязательном сообщения девятикратной емкости.

На протяжении времени, пока батареи не будет сообщено 4,5-кратная номинальная емкость, перерыв во время заряда не допускаются.

Температура в помещении аккумуляторных батарей не должна быть ниже 15 °С. При пониженной температуре формовка АЭ затягивается.

Температура электролита на протяжении всего времени формовки АБ не должна превышать 40 °С. Если температура электролита окажется выше 40 °С, следует снизить зарядный ток наполовину, а если это не поможет, заряд перерывается, пока температура не снизится на 5-10 °С. Для предупреждения перерывов во время заряда до сообщения аккумулятору 4,5-кратной емкости необходимо тщательно контролировать температуру электролита и раньше времени принимать меры к ее снижению.

Во время заряда на любом АЭ измеряют и записывают напряжение, плотность, температуру электролита через 12 ч, на контрольных АЭ — через 4 ч, а в конце заряда — каждый час. Записывают также ток заряда и емкость, которая сообщается возрастающим итогом.

На протяжении всего времени заряда необходимо проводить контроль за уровнем электролита в АЭ и, по необходимости, доливать его. Не допускается оголение верхних краев электродов, так как это приводит к их сульфатации. Доливают АЭ электролитом плотностью 1,18 г/см3.

После окончания формовочного заряда из помещения аккумуляторных батарей удаляют пропитанную электролитом тирсу и протирают баки, изоляторы и стеллажи. Протирают сначала сухой тряпкой, потом смоченной в 5 %-ному растворе кальцинированной соды, далее смоченной дистиллированной водой и в конце — сухой.

Покровное стекло необходимо снять, промыть в дистиллированной воде и установить на место так, чтобы оно не выходило за края баков.

Необходимо выполнить первый контрольный разряд АБ током 10-часового режима, емкость аккумуляторов на первом цикле должна быть не менее 70 % номинальной.

Номинальная емкость обеспечивается на четвертом цикле. Поэтому аккумуляторные батареи в обязательном порядке подлежат еще трем циклам разряда-заряда. Разряды проводят током 10-часового режима до напряжения 1,8 В на АЭ. Заряды ведутся ступенчатым режимом до достижения постоянного напряжения не ниже 2,5 В на АЭ, приведенной к температуре 20 °С постоянной плотности электролита 1,205 ± 0,005 г/см3 на протяжении 1 ч и соблюдение температурного режима.

7.3. Приведение к рабочему состоянию аккумуляторных батарей типа СН.

Первый заряд АБ типа СН проводят при температуре электролита в аккумуляторах не выше 35 °С. Значение тока во время первого заряда равняется 0,05С10.

Заряд проводят до достижения постоянного напряжения и плотности электролита на протяжении 2 ч. Общая продолжительность заряда должна быть не менее 55 ч.

Перерыва во время заряда не допускается, пока аккумуляторная батарея не получит двукратной емкости 10-часового режима разряда.

Во время заряда на контрольных АЭ (10 % от количества в АБ) измеряют напряжение, плотность и температуру электролита сначала через 4 ч, а после 45 ч заряда — каждый час. Температура электролита в элементах должна поддерживаться не выше 45 °С. При температуре 45 °С зарядный ток снижают наполовину или прерывают заряд, пока температура не снизится на 5-10 °С.

После окончания заряда перед отключением зарядного агрегата следует измерять, а также записать в ведомость напряжение и плотность электролита каждого аккумулятора.

Плотность электролита аккумуляторов в конце первого заряда, приведенная к температуре 20 °С, должна быть 1,240 ± 0,005 г/см3. Если плотность больше 1,245 г/см3, ее корректируют добавлением дистиллированной воды и продолжают заряд на протяжении 2 ч до полного перемешивания электролита.

Если плотность электролита меньше 1,235 г/см3, ее корректируют раствором серной кислоты плотностью 1,300 г/см3 и продолжают заряд на протяжении 2 ч до полного перемешивания электролита.

После заряда аккумуляторную батарею через 1 ч корректируют уровень электролита в аккумуляторе.

При уровне электролита под предохранительным щитком менее 50 мм добавляют электролит плотностью 1,240 ± 0,005 г/см3, приведенный к температуре 20 °С.

При уровне электролита под предохранительным щитком более чем 55 мм излишек его отбирают резиновой грушей.

Первый контрольный разряд АБ проводят током 10-часового режима разряда до снижения на любых первых двух АЭ напряжения до 1,8 В. АБ во время первого разряда должна обеспечивать 100 %-ную емкость при средней температуре электролита 20 °С.

В случае, если аккумуляторная батарея не отдала 100 %-ной емкости необходимо провести тренировочные циклы заряда-разряда АБ в 10-часовом режиме.

Емкости 0,5- и 0,25-часового режимов могут быть гарантированы только на четвертом цикле заряда-разряда.

При средней температуре электролита во время разряда, которая отличается от 20 °С, полученную емкость приводят к емкости при температуре 20°С.

Во время разряда на контрольных аккумуляторах измеряют напряжение, температуру и плотность электролита. В конце разряда измерения проводят на любом АЭ.

Второй заряд АБ необходимо проводить в две ступени:

током первой степени (не более 0,2С10) -до напряжения 2,25 В на двух-трех элементах;
током второй степени (не более 0,05С10) — до достижения постоянного напряжения и плотности электролита на протяжении 2 ч.

Во время второго и следующих зарядов на контрольных АЭ измеряют напряжение, температуру и плотность электролита соответственно таблице 8.

Таблица 8.

Порядок измерения	Параметр, который измеряется
Перед включением	U, t, r
Через 10 мин после включения	U
Перед переходом на другую ступень	U, t
Через 3 час заряда током другой ступени, потом ежечасно в конце заряда	U, t, r

После окончания заряда необходимо насухо протереть поверхности АЭ, вентиляционные отверстия в крышках закрыть фильтр-пробками. Подготовленная таким образом аккумуляторная батарея готова к эксплуатации.

7.4. Приведение к рабочему состоянию фирменных аккумуляторных батарей.

Фирменные АБ поставляются в собранном виде, в основном, сухозаряженными, без электролита или, по требованию заказчика, залитыми электролитом и заряженными.

Требования относительно помещений при установке фирменных аккумуляторных батарей аналогичные требованиям обычных типов С (СК), СН.

В нормальных условиях фирменные АЭ устанавливают в вертикальном положении на стальных стендах, стеллажах. При необходимости, АЭ (до 1500 А-ч) некоторых типов допускается устанавливать в горизонтальном положении.

Осмотренные, проверенные на отсутствие механических повреждений и установленные на подготовленные стеллажи АЭ нужно собирать с соблюдением полярности в АБ перемычками заводского (фирменного) изготовления и, в зависимости от конструкции, с помощью гаек (зажимов) или пайкой. При наличии, на конце перемычек нужно надевать защитные крышки (наконечники).

Переходное сопротивление межэлементных перемычек должно быть не более 40 мкОм. Измерение допускается выполнять цифровым прибором или методом амперметр-вольтметра при протекании тока разряда.

После сбора аккумуляторных батарей перед заливкой электролита с АЭ необходимо удалить транспортировочные пробки, а после полного окончание работ по заливке в заливочные отверстия АЭ нужно установить рабочие пробки (вентиляционные клапаны, фильтры, вентиляционно-рекомбинационной насадки и др.).

После монтажа до заливки АЭ электролитом нужно измерить сопротивление изоляции аккумуляторных батарей с помощью мегомметра на напряжение 1000—2500 В.

Сопротивление изоляции перед вводом в эксплуатацию должно быть не ниже 1 МОм (для новых аккумуляторных батарей) и не ниже 100 кОм — для АБ, которые находятся в эксплуатации.

Качество используемых кислот и воды для приготовления электролита АБ должны отвечать требованиям фирм-поставщиков. Могут быть использованные готовые для заливки электролиты, которые поставляются фирмами, а также наборы реактивов для определения качества серной кислоты и дистиллированной воды.

Для заливки аккумуляторов, в основном, используется электролит плотностью 1,240 ± 0,005 г/см3 при температуре 20 °С, хотя для аккумуляторов разных конструкций и типов разных фирм плотность электролита может немного отличаться (отвечать требованиям фирм-поставщиков).

Температура электролита, который заливается в аккумуляторы, должна быть около 15-25 °С.

Время от заливки первого аккумулятора до заливки последнего не должно превышать 1 ч.

Через 1 ч после заливки в каждом аккумуляторе измеряется и записывается температура электролита. Разность между температурой электролита, приготовленного к заливке, и температурой через 1 ч после заливки в сухозаряженный АЭ характеризует потерю емкости при хранении (транспортировании).

Первый заряд сухозаряженных аккумуляторов нужно начинать не ранее через 2 ч после заливки (для пропитки электродов) в последний аккумулятор и не позже чем через 15 ч.

В АБ, с почти полностью сохраненной предварительно сухозаряженной емкостью (остаточная емкость — около 85 % номинальной емкости), через 1 ч после заливки электролита увеличение температуры электролита во всех аккумуляторах не должно превышать 5°С, а плотность не должна снижаться более чем на 0,02 г/см3.

Такие аккумуляторные батареи не требуют специального заряда и могут быть введенными в работу в режиме постоянного подзаряда на напряжение 2,23 В/эл.

После 36 ч такого подзаряда АБ полностью заряжена (для некоторых типов АБ время может быть увеличено до 100 ч).

Допускается такие АБ вводить в работу при повышенном напряжении подзаряда 2,35-2,40 В/эл. При этом аккумуляторная батарея будет полностью заряжена через 12 ч. После окончания этого времени АБ нужно перевести на нормальное напряжение подзаряда — 2,23 В/эл.

Считается, что аккумуляторная батарея утратила значительную часть предварительно сухозаряженной емкости (при хранении или транспортировке), если через 1 ч после заполнения электролитом увеличение температуры электролита составило более 15°С или снижение плотности электролита - более 0,05 г/см3.

В этом случае первый заряд аккумуляторной батареи можно выполнять с помощью любого из рекомендованных методов (средств): заряд постоянным напряжением; двухступенчатый заряд; заряд постоянным током; двухступенчатый заряд постоянным током.

При всех видах (методах) заряда необходимо следить за тем, чтобы температура электролита не превышала 55°С, и не допускать, для предотвращение повреждения АЭ, токов заряда выше допустимых для конкретного типа аккумулятора при напряжении заряда более 2,4 В/эл.

Для первого заряда необходимо выбирать метод, рекомендованный фирмами для данного типа, который не вызовет лишнего газообразования и как следствие — повышенной затраты воды и сокращение срока службы АБ.

Во время первого заряда через каждые 3 ч необходимо регистрировать напряжение на каждом аккумуляторном элементе, а плотность электролита — на каждом пятом АЭ, температура электролита контролируется на двух-трех АЭ. До конца первого заряда аккумуляторная батарея должна иметь 1-1,25 номинальной емкости. Заряд считается законченным, если на протяжении 2 ч напряжение на АЭ и плотность электролита сохраняются неизменными — равные соответственно 2,60 В и 1,24 г/см3.

При необходимости, первый контрольный разряд нововведенной аккумуляторной батареи нужно выполнять током 10-часового режима разряда.

Перед началом разряда необходимо выровнять (проверить) плотность электролита к номинальной при температуре 20 °С.

Во время разряда следует регистрировать замеренные каждый час (в конце разряда — через 15 мин) значение напряжения любого АЭ, плотность и температуру электролита в контрольных аккумуляторах (или соответственно требованиям технической документации фирм - поставщиков).

Разряд ведется током 10-часового режима до достижения одним из АЭ конечного напряжения 1,8 В на АЭ. Лучше всего наблюдение производить за контрольным отстающим АЭ.

В конце разряда необходимо выполнить анализ электролита, взятого из контрольных аккумуляторов, поскольку большинство вредных примесей во время разряда переходит в раствор электролита.

Емкость аккумуляторной батареи на первом цикле заряда может достигать лишь 95 % номинальной емкости. 100 %-ная номинальная емкость аккумуляторной батареи обеспечивается не позже пятого цикла. Емкость АБ рассчитывается (определяется) для температуры 20 °С.

После достижения 100 %-ной номинальной емкости АБ необходимо:

проверить внешнее состояние АБ;
замерить в режиме подзаряда на АЭ напряжение 2,23 В/эл. и общее напряжение на аккумуляторной батарее п -(2,23В/эл.) ±1% (при числе АЭ п— отклонение в границах ± 1% от номинального напряжения);
замерить (записать) плотность и температуру электролита в аккумуляторах.