Punjiva baterija sk 6 karakteristike. O stacionarnim baterijama

Uređaj i karakteristike baterija. Na trafostanicama se olovne baterije tipa C (SC) uglavnom koriste u otvorenim staklenim posudama, a baterije većeg kapaciteta koriste se u drvenim rezervoarima obloženim olovom iznutra. Akumulatorske ploče različitog polariteta, smještene u istoj posudi, međusobno su odvojene separatorima od mipora (miplasta). Posude su napunjene elektrolitom (vodeni rastvor čiste sumporne kiseline). Pozitivne ploče su izrađene od čistog olova i imaju visoko razvijenu površinu. Prilikom formiranja sklopljene baterije (poseban način prvog punjenja), na površini pozitivnih ploča od metalnog olova baze, koja je aktivna masa ovih ploča, nastaje sloj olovnog dioksida PbO 2. Negativne ploče su također izrađene od metalnog olova, ali su kutijastog oblika. Ćelije olovnog okvira ploča ispunjene su aktivnom masom pripremljenom od olovnih oksida i olovnog praha Pb. Da bi se spriječilo da ova masa ispadne iz ćelija, ploče su sa strane prekrivene tankim perforiranim olovnim listovima. Spužvasto olovo se formira na negativnim pločama tokom procesa oblikovanja.

Uz akumulatore tipa C (SK) koriste se akumulatori tipa CH. Imaju ploče za posipanje, separatore od staklenog filca, vinil plastike i mipora, posude od presovanog stakla sa zatvorenim poklopcima. Sve to osigurava pouzdanost i dugo trajanje baterije. U radu ne zahtijevaju tako često dopunjavanje vode, smanjeni su zahtjevi za ventilacijom prostorija.

sto 6.1

Električne karakteristike baterija tipa s-1 i sk-1

Glavni parametar za režim pražnjenja, h

Naziv parametra ak")".g..|yator

baterija

Struja pražnjenja, A

Kapacitet, Ah

Granični napon pražnjenja, V

Maksimalna struja punjenja, A

Glavne karakteristike baterija C (SC) su njihov nazivni kapacitet, trajanje i struja pražnjenja, maksimalna struja punjenja. Ove vrijednosti se određuju tipom, dimenzijama i brojem ploča i dobijaju se množenjem odgovarajućih vrijednosti za S-1 (SK-1) baterije brojem tipa. Karakteristike baterija tipa C-1 (SK-1) su date u tabeli. 6.1.

U radu, kapacitet baterije ovisi o koncentraciji i temperaturi elektrolita, o načinu pražnjenja. S povećanjem gustoće elektrolita, kapacitet baterije se povećava. Međutim, jaka rješenja povećavaju sulfatizaciju ploča. Povećanje temperature elektrolita također dovodi do povećanja kapacitivnosti, što se objašnjava smanjenjem viskoznosti i povećanom difuzijom svježeg elektrolita u pore ploča. Ali s povećanjem temperature povećava se samopražnjenje i sulfatizacija ploča.

Istraživanjem je utvrđeno da za stacionarne baterije tipa C (SC) gustina elektrolita na početku pražnjenja iznosi 1,2-1,21 g/cm 3 pri standardnoj temperaturi od 25°C. Temperaturu vazduha u prostoriji u kojoj se nalazi baterija treba održavati unutar 15-25°C.

Kapacitet baterija se normalizuje pod uslovom neprekidnog pražnjenja tokom 10 sati sa konstantnom vrednošću struje. U praksi pražnjenja mogu biti kraća (1-2 sata) - velike struje i duža - male struje. Pri visokim strujama pražnjenja, kapacitet baterije se brzo smanjuje.

Faktori koji ograničavaju pražnjenje su konačni napon na terminalima baterije i gustina elektrolita u posudama. Kod pražnjenja od 3-10 sati dozvoljen je pad napona do 1,8 V, a kod pražnjenja od 1-2 sata 1,75 V po ćeliji. Dublja pražnjenja u svim režimima dovode do oštećenja baterije. Pražnjenja sa malim strujama se zaustavljaju kada napon postane jednak 1,9 V po ćeliji. Tokom pražnjenja kontrolišu se i napon i gustina elektrolita. Smanjenje gustine za 0,03-0,05, odnosno na vrijednosti od 1,17-1,15, ukazuje na to da je kapacitet iscrpljen.

Funkcije rada baterije. Baterije neprestano prolaze kroz nekontrolisane hemijske i elektrohemijske reakcije, što dovodi do smanjenja njihovog kapaciteta. Dolazi do takozvanog samopražnjenja baterije, odnosno do gubitka pohranjene energije. I ispravne i isključene baterije su podložne samopražnjenju. Nova baterija gubi najmanje 0,3% svog kapaciteta tokom dana. Vremenom se samopražnjenje povećava. Pod određenim uvjetima (visoka temperatura i gustina elektrolita) uočava se povećanje samopražnjenja. Jedan od razloga za pojačano samopražnjenje je prisustvo nečistoća gvožđa, hlora, bakra i drugih elemenata u elektrolitu. Praktično je nemoguće dobiti elektrolit bez nečistoća. Međutim, njihov sadržaj ne bi trebao biti veći utvrđene norme. U tu svrhu, kiselina i destilovana voda koje se koriste za sastavljanje elektrolita testiraju se na sadržaj štetnih nečistoća.

Kada se baterija prazni, na njenim pločama se stvara olovni sulfat. Tokom normalne upotrebe baterija, sulfat ima finu kristalnu strukturu i lako se otapa tokom punjenja, pretvarajući se u olovni oksid na pozitivnim pločama i sunđerasti olovo na negativnim. Pod određenim uslovima, o kojima se govori u nastavku, dolazi do abnormalne sulfatizacije ploča, kada se relativno brzo povećava broj velikih kristala sulfata, koji zatvaraju pore aktivne mase ploča, sprečavajući pristup elektrolitu. Ovo povećava unutrašnji otpor baterije, a njen kapacitet se smanjuje. Vanjski znakovi abnormalne sulfatacije su stvaranje bjelkastih mrlja na površini ploča, taloženje svijetlosive mulja u posudi, izvijanje pozitivnih i izbočenje negativnih ploča.

Radni režim. Ranije su baterije na trafostanicama radile u režimu "punjenje-pražnjenje". Ovaj način rada odgovarao je shemama instalacija sa prekidačem elementa, koje su još uvijek bile očuvane na mnogim trafostanicama. Koristeći prekidač elementa, možete povećati broj baterija povezanih na DC sabirnice kako biste održali potreban nivo napona tokom pražnjenja i smanjili njihov broj tokom punjenja kada se napon na baterijama poveća. Način rada baterija sa periodičnim punjenjem i pražnjenjem ima značajne nedostatke vezane za prijevremeno trošenje baterija i zapošljavanje osoblja za nadzor i brigu o baterijama.

Trenutno baterije u trafostanicama rade u režimu stalnog punjenja, što je poboljšalo performanse većine baterija i pojednostavilo njihov rad. Suština načina rada leži u činjenici da je potpuno napunjena baterija povezana paralelno s jedinicom za punjenje, koja osigurava napajanje priključenom opterećenju i istovremeno puni bateriju malom strujom, dopunjavajući njeno samopražnjenje. U slučaju nezgode sa strane naizmjenična struja ili zaustavljanje iz bilo kojeg razloga jedinice za punjenje, baterija preuzima cjelokupno opterećenje mreže jednosmerna struja. Nakon otklanjanja nezgode, baterija se puni iz jedinice za punjenje i prebacuje na rad u stalnom režimu punjenja.

P Kod stalnog punjenja, način rada baterije karakterizira napon na terminalima svakog elementa unutar 2,20,05 V i struja punjenja od 10 - 30 mA, pomnožena brojem tipa baterije. Za baterije tipa CH, preporučuje se održavanje napona od 2,180,04 V po ćeliji i struje punjenja od 10 - 20 mA po broju baterije. Točnija vrijednost ovih vrijednosti, određena individualnim svojstvima baterija, postavlja se u zavisnosti od gustine elektrolita. Ako se, na primjer, gustina elektrolita smanji u odnosu na početnu (1,2 - 1,21 za baterije tipa C, SK i 1,22 - 1,225 za baterije tipa CH), onda to ukazuje na nedovoljnu struju punjenja - napon punjenja bi trebao biti povećana. Mjerenje gustoće elektrolita treba provoditi uzimajući u obzir njegovu temperaturu, jer se gustoća mijenja (smanjuje se s povećanjem i povećava sa smanjenjem temperature elektrolita) za 0,003 g / cm 3 za svakih 5S relativno do standardne temperature od 25S. On overly visoka struja ponovno punjenje ukazuje na povećanu taloženje smeđeg mulja u posudi.

Izjednačavanje i punjenje baterija. Punjive baterije sa komutacijom ćelija koje su prebačene u režim stalnog punjenja imaju glavni nedostatak što je baterija podeljena na dva dela koja su u nejednakim uslovima. Glavni dio baterije (107 ćelija) se puni i tako održava u napunjenom stanju. Preostale (terminalne) baterije se ne pune i postepeno gube kapacitet zbog samopražnjenja. Uz nedovoljnu pažnju, ploče terminalnih akumulatora su sulfatirane. Postoje različiti stepeni naelektrisanja pojedinih elemenata.

Da bi se eliminisali tragovi sulfatacije i izjednačile preostale ćelije, baterije se podvrgavaju izjednačujućem punjenju (dopunjavanju) po potrebi. Tokom ekvilizacijskog punjenja, baterija se prethodno prazni 10-satnom strujom do napona od 1,8 V po ćeliji. Zatim se normalno puni istom strujom sve dok se ne pojave znaci napunjenosti: snažno stvaranje plina, povećanje napona na 2,6 - 2,8 po ćeliji, povećanje gustine elektrolita na 1,2 - 1,21 g/cm 3 i ostavljeno na miru 1 sat Punjenje sa jednosatnim pauzama se nastavlja sve dok baterija ne dostigne dva ili tri puta veći kapacitet. Znak po kojem se ocjenjuje kraj punjenja je brzo stvaranje plina svih elemenata, koje slijedi nakon uključivanja baterije na punjenje.

Za baterije tip SN dodatno proizvodi punjenje nakon svakog punjenja baterija.

Izjednačavanje punjivih baterija bez elementarnih prekidača koji rade u režimu konstantnog punjenja nije moguće zbog činjenice da se u tom slučaju napon na svakom elementu povećava na 2,6 - 2,8 V. Radi prevencije, takve baterije se pune jednom svaka 3 mjeseca. Proizvode se bez isključivanja opterećenja povećanjem napona na 2,3 - 2,35 V po ćeliji sve dok gustina elektrolita ne bude 1,2 - 1,21 g/cm 3 u svim ćelijama. Inicijalna struja punjenja nije postavljena više od struje 10-satnog načina pražnjenja. Trajanje punjenja obično ne prelazi 1-2 dana, ovisno o stanju baterija.

Za održavanje operativnosti krajnjih elemenata u normalnom načinu rada baterije, koriste se sheme za punjenje ovih elemenata iz nezavisnog izvora struje ili zajedničke jedinice za punjenje. Šema za uključivanje jedinice za punjenje za cijelu bateriju prikazana je na sl. 6.4. U krugu, terminalni elementi su šantovani pomoću podesivog balastnog otpornika odabranog prema struji opterećenja baterije R=U con / I opterećenje, čime se osigurava da se napon održava na 2,20,05 V po elementu. Kada se opterećenje mreže smanji, osoblje u skladu s tim mijenja otpor otpornika. Struja koja prolazi kroz ampermetar trebala bi biti nula.

Greške baterije, pregledi i održavanje baterije. Glavne greške su:

Abnormalna sulfacija ploče– formiranje velikih kristala sulfata koji se ne rastvaraju pod normalnim nabojem. Javlja se u baterijama sa previsokom gustinom elektrolita i visoke temperature, sa sistematskim dubokim pražnjenjima i nedovoljnim punjenjima, sa visokom strujom punjenja i dugotrajnom ispražnjenom baterijom. Ako sulfatizacija nije jako duboka, tada se eliminira izjednačavanjem. Kod dubokog sulfatiranja potrebno je punjenje za desulfatizaciju.

Kratki spoj između ploča različitog polariteta. Razlozi mogu biti zatvaranje ploča muljom nakupljenim na dnu posude; izvijanje pozitivnih ploča i spužvaste izrasline na negativnim pločama, kvarovi pri odvajanju. Znakovi kratkog spoja je nizak napon na ćeliji na kraju punjenja i niska gustoća elektrolita u posudi, kao i slaba evolucija plina. Greška se otkriva pažljivim pregledom.

Savijanje ploče. Razlozi savijanja pozitivnih ploča mogu biti velike struje punjenja i pražnjenja, visoki napon punjenja. Kratak spoj, nizak nivo elektrolita, prisustvo štetnih nečistoća u elektrolitu (soli gvožđa, azotna i hloridna jedinjenja, mangan, bakar). Moguće je rezati i ispravljati pozitivne ploče ako su korištene ne više od 3 godine. Iskrivljenje negativnih ploča obično je rezultat pritiska susjedne iskrivljene pozitivne ploče.

Prekomjerno stvaranje mulja. Mala količina mulja koja ispada na dno posude je uobičajena i neizbježna pojava. Međutim, velika količina smeđeg mulja ukazuje na previsok napon punjenja ili prekomjerno pražnjenje. Mulj svijetlo siva ukazuje na sistematski tolerisanu sulfatizaciju ploča ili prisustvo nečistoća koje sadrže hlor u elektrolitu.

Među ostalim kvarovima baterije mogu se navesti kvarovi na posudama, propadanje i krhkost odvajanja, kontaminacija elektrolitom i smanjenje njegove gustoće.

Tipični kvarovi CH baterija su sulfatizacija ploča i kontaminacija elektrolita štetnim nečistoćama. Znakovi sulfatacije su smanjenje napona pražnjenja i smanjenje kapaciteta elemenata. Sulfacija se eliminiše provođenjem treninga.

Zamućenje ili potamnjenje elektrolita ukazuje na njegovu kontaminaciju. U tom slučaju se radi hemijska analiza elektrolita. Ako potvrdi prisustvo štetnih nečistoća, elektrolit se zamjenjuje.

Na ove kvarove baterije potrebno je obratiti pažnju prilikom pregleda, koji se obavljaju prema rasporedu. Prilikom inspekcije provjeravaju i:

    Integritet posuda, stanje regala i izolacija posuda;

    Zaštita kontaktnih spojeva i guma od korozije;

    Položaj pokrovnih stakala koji sprečavaju uklanjanje elektrolita iz posude mjehurićima plina nastalim tokom punjenja baterija;

    Nivo elektrolita u posudama, koji bi trebao biti 10 - 15 mm iznad ruba ploča. Kada se nivo spusti, dolijeva se u pravilu destilovanom vodom, a ne elektrolitom. Česti dodaci elektrolita doprinose sulfaciji ploča;

    Napon na spojenim pločama akumulatora. Gustoća i temperatura elektrolita svakog elementa. Mjerenja treba vršiti najmanje jednom mjesečno. Rezultati mjerenja se bilježe u dnevnik. Skreće se pažnja na odsustvo "zaostalih elemenata";

    Pravilna ventilacija i grijanje. Temperatura u prostoriji za baterije mora biti najmanje 10°C.

Prilikom servisiranja baterija, osoblje mora pridržavajte se sigurnosnih propisa, jer morate raditi s materijalima opasnim po ljude. Sumporna kiselina izaziva opekotine ako dođe u dodir s kožom, a ako dospije u oči, utiče na vid. Stoga se svi radovi s kiselinom (elektrolitom) moraju izvoditi u posebnim odijelima. Gumene kecelje, rukavice i naočare. Prilikom pripreme elektrolita potrebno je u tankom mlazu uliti koncentrovanu sumpornu kiselinu u vodu i neprekidno mešati rastvor. U prostoriji za baterije treba da postoji 5% rastvor sode i posuda sa dovoljno čiste vode da se ukloni i neutrališe kiselina koja slučajno dođe u dodir sa kožom.

Pušenje i upotreba otvorenog plamena u baterijama zabranjeno kako bi se izbjegla eksplozija mješavine vodonika, koja prilikom elektrolize oslobađa vodu i kiselinu, sa zrakom.

1. Opšti dio

Ovaj priručnik je razvijen na osnovu:

1.1. « Pravila tehnički rad elektrane i mreže Ruske Federacije (UDK 621.311.004.24)”;

1.2. tehnički opisi i uputstva za upotrebu olovnih akumulatora tipa SK, razvijena od strane proizvođača.

1.3. Ovo uputstvo definiše osnovne odredbe za rad i popravku olovnih akumulatora tipa SK.

1.4. Rad opreme razvodni uređaji trafostanica je kako slijedi:

Nadzor nad radom opreme kroz izradu inspekcija;

Pravovremeno otkrivanje kvarova i kvarova opreme;

Pravovremene popravke i preventivno ispitivanje opreme;

Održavanje operativne i tehničke dokumentacije.

1.5. Uputstvo za upotrebu je namenjeno serviserima (popravke i operativne popravke) koji su obučeni i imaju znanja navedena u regulatornoj, tehničkoj i fabričkoj dokumentaciji za olovne akumulatore tipa SK.

1.6. Svi radovi se izvode uz striktno poštovanje "MPOT" u smislu približavanja dijelova pod naponom (tab.1.1.MPOT).

1.7. Ovo uputstvo se odnosi na SK baterije instalirane u trafostanicama BashRES-Sterlitamak.

1.8. Uputstvo sadrži informacije o dizajnu, tehničkim karakteristikama, radu i sigurnosnim mjerama stacionarnih olovnih baterija iz SK baterija sa površinskim pozitivnim i kutijastim negativnim elektrodama.

Tehnički izrazi i simboli koji se koriste u Uputama:

AB - akumulatorska baterija;

br. A - broj baterije;

SC - stacionarna baterija za režime kratkog i dugog pražnjenja;

C10 - kapacitet baterije pri 10-satnom režimu pražnjenja;

 - gustina elektrolita;

PS - trafostanica.

2. Imenovanje

2.1. Baterijama u trafostanicama upravlja servis trafostanica.

Održavanje baterije treba povjeriti stručnjaku za baterije ili posebno obučenom električaru. AB prijem nakon ugradnje i popravke, njegov rad i održavanje treba biti pod nadzorom osobe odgovorne za rad električne opreme u trafostanici.

2.2. Tokom rada baterijskih instalacija mora se osigurati njihov dugotrajan, pouzdan rad i potreban nivo napona na DC sabirnicama u normalnom i hitnom režimu rada.

2.3. Prije puštanja u rad novougrađenog ili remontovanog AB potrebno je provjeriti kapacitet baterije sa 10-satnom strujom pražnjenja, kvalitetu i gustoću elektrolita, napon baterije na kraju punjenja i pražnjenja, te izolacijski otpor baterije prema masi.

2.4. Baterije moraju raditi u kontinuiranom načinu punjenja. Jedinica za punjenje mora osigurati stabilizaciju napona na sabirnicama akumulatora sa odstupanjem od 1-2%.

Dodatni akumulatori (repni elementi) koji se ne koriste stalno u radu moraju imati poseban uređaj za punjenje.

2.5. Kako bi se sve baterije baterije dovele u potpuno napunjeno stanje i kako bi se spriječila sulfatizacija elektroda, potrebno je izvršiti izravnavajući punjenja baterija.

2.6. Da bi se utvrdio stvarni kapacitet baterija (unutar nominalnog kapaciteta), moraju se izvršiti probna pražnjenja.

2.7. Nakon hitnog pražnjenja baterije u trafostanici, njeno naknadno punjenje do 90% nominalnog kapaciteta treba izvršiti za najviše 8 sati. U tom slučaju napon na baterijama može dostići vrijednosti do 2,5-2,7 V po bateriji.

2.8. Za praćenje stanja baterije planiraju se kontrolne baterije. Upravljačke baterije se moraju mijenjati godišnje, njihov broj određuje glavni inženjer elektrane u zavisnosti od stanja akumulatora, ali ne manje od 10% od broja baterija u akumulatoru.

2.10. Hemijske analize akumulatorske kiseline, elektrolita, destilovane vode ili kondenzata treba izvršiti u hemijskoj laboratoriji.

2.11. Prostorija za baterije mora biti čista. Proliveni elektrolit po podu mora se odmah ukloniti suhom piljevinom. Nakon toga, pod treba obrisati krpom namočenom u otopinu sode pepela, a zatim u vodi.

2.12. Akumulatorske rezervoare, izolatore sabirnica, izolatore ispod rezervoara, regale i njihove izolatore, plastične poklopce regala treba sistematski brisati krpom, prvo namočenom u vodu ili rastvor sode, a zatim osušiti.

2.13. Temperatura u prostoriji za baterije mora se održavati najmanje +10°C. Na podstanicama bez stalnog dežurstva osoblja, dozvoljeno je smanjenje temperature na + 5 ° C. Nagle promjene temperature u prostoriji za baterije nisu dozvoljene, kako ne bi došlo do kondenzacije vlage i smanjenja izolacijskog otpora baterije.

2.14. Potrebno je stalno pratiti stanje kiselootpornog farbanja zidova, ventilacijskih kanala, metalnih konstrukcija i regala. Sva neispravna mjesta moraju biti zatamnjena.

2.15. Podmazivanje neobojenih spojeva tehničkim vazelinom treba periodično obnavljati.

2.16. Prozori u prostoriji za baterije moraju biti zatvoreni, staklo mora biti ofarbano u svijetli ton. Ljeti, radi ventilacije i za vrijeme punjenja, dozvoljeno je otvaranje prozora ako vanjski zrak nije prašnjav i nije zagađen odvodima iz hemijske industrije i ako nema drugih prostorija iznad poda.

2.17. Potrebno je osigurati da kod drvenih rezervoara gornji rubovi olovne obloge ne dodiruju rezervoar. Ako se otkrije kontakt ruba obloge, treba ga saviti kako bi se spriječilo da kapljice elektrolita padnu na spremnik sa obloge s naknadnim uništavanjem drva spremnika.

2.18. Da biste smanjili isparavanje elektrolita u otvorenim baterijama, treba koristiti pokrivna stakla (ili prozirnu plastiku otpornu na kiseline).

Morate paziti da pokrovni stakalci ne vire izvan unutrašnjih ivica rezervoara.

2.19. U prostoriji za baterije ne smije biti stranih predmeta. Dozvoljeno je skladištenje samo boca sa elektrolitom, destilovanom vodom i rastvorom sode.

Koncentrovanu sumpornu kiselinu treba čuvati u prostoriji za kiselinu.

2.20. Spisak instrumenata, inventara i rezervnih delova potrebnih za rad baterija dat je u Dodatku 1.

3. Konstrukcijske karakteristike i tehničke karakteristike SK baterija

3.1. Pozitivne elektrode površinskog dizajna izrađuju se livenjem od čistog olova u kalup koji omogućava povećanje efektivne površine za 7-9 puta (Sl. 1). Elektrode se izrađuju u tri veličine i imaju oznaku I-1, I-2, I-4. Njihovi kapaciteti su u omjeru 1:2:4.

3.2. Negativne elektrode u obliku kutije sastoje se od rešetke od legure olova i antimona sastavljene od dvije polovine. Aktivna masa pripremljena od oksida olovnog praha se razmazuje u ćelije rešetke i zatvara sa obje strane listovima perforiranog olova (sl. 2).

Fig.1. Dizajn površina pozitivne elektrode:

1 - aktivni dio; 2 - uši

Fig.2. Presjek negativne elektrode kutijaste strukture:

a - pin dio rešetke; b - perforirani dio rešetke; c - gotova elektroda;

1 - perforirani olovni listovi; 2 - aktivna masa

Negativne elektrode se dijele na srednje (K) i bočne (KL-lijevo i KP-desno). Bočni imaju aktivnu masu samo na jednoj radnoj strani. Dostupan u tri veličine sa istim omjerom kapacitivnosti kao i pozitivne elektrode.

3.3. Projektni podaci elektroda dati su u tabeli 1.

3.4. Za izolaciju elektroda različitog polariteta, kao i stvaranje praznina između njih, koje sadrže potreban iznos elektrolita, ugrađeni su separatori (separatori) od miplasta (mikroporozni polivinil hlorid), umetnuti u polietilenske držače.

Ime elektrode

Dimenzije (bez ušiju), mm

elektroda

baterija

Pozitivno

Negativna sredina

Stranica 2 od 4

Uređaj i karakteristike baterija.

Na trafostanicama se olovne baterije tipa C (SC) uglavnom koriste u otvorenim staklenim posudama, a baterije većeg kapaciteta koriste se u drvenim rezervoarima obloženim olovom iznutra. Akumulatorske ploče različitog polariteta, smještene u istoj posudi, međusobno su odvojene separatorima od mipora (miplasta). Posude su napunjene elektrolitom (vodeni rastvor čiste sumporne kiseline). Pozitivne ploče su izrađene od čistog olova i imaju visoko razvijenu površinu. Prilikom formiranja sklopljene baterije (poseban način prvog punjenja), na površini pozitivnih ploča od metalnog olova baze, koja je aktivna masa ovih ploča, nastaje sloj olovnog dioksida PbO2. Negativne ploče su također izrađene od metalnog olova, ali su kutijastog oblika. Ćelije olovnog skeleta ploča ispunjene su aktivnom masom pripremljenom od olovnih oksida i olovnog praha Pb. Da bi se spriječilo da ova masa ispadne iz ćelija, ploče su sa strane prekrivene tankim perforiranim olovnim listovima. Spužvasto olovo se formira na negativnim pločama tokom procesa oblikovanja.
Uz akumulatore tipa C (SK) koriste se akumulatori tipa CH. Imaju ploče za posipanje, separatore od staklenog filca, vinil plastike i mipora, posude od presovanog stakla sa zatvorenim poklopcima. Sve to osigurava pouzdanost i dugo trajanje baterije. U radu ne zahtijevaju tako često dopunjavanje vode, smanjeni su zahtjevi za ventilacijom prostorija.
Glavne karakteristike baterija C (SC) su njihov nazivni kapacitet, trajanje i struja pražnjenja, maksimalna struja punjenja. Njihove vrijednosti određuju se tipom, veličinom i brojem ploča i dobivaju se množenjem odgovarajućih vrijednosti za S-1 (SK-1) baterije brojem tipa. Karakteristike baterija tipa C-1 (SK-1) su date u tabeli. 6.1.
Tabela 6.1
Električne karakteristike baterija tipa S-1 i SK-1


Parametar
baterija

Parametar za režim pražnjenja, h

Struja pražnjenja, A

Kapacitet, Ah

Granični napon pražnjenja, V

Maksimalna struja punjenja, A

U radu, kapacitet baterije ovisi o koncentraciji i temperaturi elektrolita, o načinu pražnjenja. S povećanjem gustoće elektrolita, kapacitet baterije se povećava. Međutim, jaka rješenja povećavaju sulfatizaciju ploča. Povećanje temperature elektrolita također dovodi do povećanja kapacitivnosti, što se objašnjava smanjenjem viskoznosti i povećanom difuzijom svježeg elektrolita u pore ploča. Ali s povećanjem temperature povećava se samopražnjenje i sulfatizacija ploča.
Istraživanja su utvrdila da je za stacionarne baterije tipa C (SC) gustina elektrolita na početku pražnjenja 1,2-1,21 g/cm3 pri normalnoj temperaturi od 25°C. Temperatura vazduha u prostoriji u kojoj se nalazi baterija mora se održavati u granicama 15-25°C.
Kapacitet baterija se normalizuje pod uslovom neprekidnog pražnjenja tokom 10 sati sa konstantnom vrednošću struje. U praksi, pražnjenja mogu biti kraća (1-2 sata) - velike struje i duža - niske struje. Pri visokim strujama pražnjenja, kapacitet baterije se brzo smanjuje.
Faktori koji ograničavaju pražnjenje su konačni napon na terminalima baterije i gustina elektrolita u posudama. Kod pražnjenja od 3-10 sati dozvoljen je pad napona do 1,8 V, a kod pražnjenja od 1-2 sata do 1,75 V po ćeliji. Dublja pražnjenja u svim režimima dovode do oštećenja baterije. Pražnjenja sa malim strujama se zaustavljaju kada napon postane jednak 1,9 V po ćeliji. Tokom pražnjenja kontrolišu se i napon i gustina elektrolita. Smanjenje gustine za 0,03-0,05, tj. na vrijednosti od 1,17-1,15, označava da je kapacitet iscrpljen.
Karakteristike rada baterija. Baterije neprestano prolaze kroz nekontrolisane hemijske i elektrohemijske reakcije, što dovodi do smanjenja njihovog kapaciteta. Dolazi do takozvanog samopražnjenja baterije, tj. gubitak uskladištene energije. I ispravne i isključene baterije su podložne samopražnjenju. Nova baterija gubi najmanje 0,3% svog kapaciteta tokom dana. Vremenom se samopražnjenje povećava. Pod određenim uvjetima (visoka temperatura i gustina elektrolita) uočava se povećanje samopražnjenja. Jedan od razloga za pojačano samopražnjenje je prisustvo nečistoća gvožđa, hlora, bakra i drugih elemenata u elektrolitu. Praktično je nemoguće dobiti elektrolit bez nečistoća. Međutim, njihov sadržaj ne bi trebao prelaziti utvrđene norme, stoga se kiselina i destilirana voda koja se koristi za izradu elektrolita provjeravaju na sadržaj štetnih nečistoća.
Kada se baterija prazni, na njenim pločama se stvara olovni sulfat. Pri normalnoj upotrebi baterija, sulfat ima finu kristalnu strukturu i lako se otapa tokom punjenja, pretvarajući se u olovni oksid na pozitivnim pločama i sunđerasti olovo na negativnim. Pod određenim uslovima, o kojima se govori u nastavku, dolazi do abnormalne sulfatizacije ploča, kada se relativno brzo povećava broj velikih kristala sulfata, koji zatvaraju pore aktivne mase ploča, sprečavajući pristup elektrolitu, dok se unutrašnji otpor baterije povećava, a njen kapacitet se smanjuje. Vanjski znakovi abnormalne sulfatacije su stvaranje bjelkastih mrlja na površini ploča, taloženje svijetlosive mulja u posudi, izvijanje pozitivnih i izbočenje negativnih ploča.

Način rada baterije

Ranije su baterije na trafostanicama radile u režimu "punjenje-pražnjenje". Ovaj način rada odgovarao je shemama instalacija sa prekidačem elementa, koje su još uvijek bile očuvane na mnogim trafostanicama. Koristeći prekidač elementa, možete povećati broj baterija povezanih na DC sabirnice kako biste održali potreban nivo napona tokom pražnjenja i smanjili njihov broj tokom punjenja, kada se napon na baterijama poveća. Način rada baterija sa periodičnim punjenjem i pražnjenjem ima značajne nedostatke vezane za prijevremeno trošenje baterija i zapošljavanje osoblja za nadzor i održavanje baterija.
Trenutno baterije u trafostanicama rade u režimu stalnog punjenja, što je poboljšalo performanse većine baterija i pojednostavilo njihov rad. Suština načina rada leži u činjenici da je potpuno napunjena baterija povezana paralelno s jedinicom za punjenje koja napaja priključeno opterećenje i istovremeno puni bateriju malom strujom, nadoknađujući gubitak kapaciteta kao rezultat samopražnjenja. U slučaju nesreće na strani naizmjenične struje ili zastoja iz bilo kojeg razloga jedinice za punjenje, baterija preuzima cjelokupno opterećenje DC mreže. Nakon otklanjanja nezgode, baterija se puni iz jedinice za punjenje i prebacuje na rad u stalnom režimu punjenja.
Sa stalnim punjenjem, način rada baterije karakterizira napon na terminalima svakog elementa unutar 2,2 ± 0,05 V i struja punjenja od 10-30 mA, pomnožena brojem tipa baterije. Za CH baterije, preporučuje se održavanje napona od 2,18 ± 0,04 V po ćeliji i struje punjenja od 10-20 mA po broju baterije. Točnija vrijednost ovih vrijednosti, određena individualnim svojstvima baterija, postavlja se u zavisnosti od gustine elektrolita. Ako se, na primjer, gustina elektrolita smanji u odnosu na početnu (1,2-1,21 za baterije tipa C, SK i 1,22-1,225 za baterije tipa CH), onda to ukazuje na nedovoljnu struju punjenja - napon punjenja bi trebao biti povećan. Mjerenje gustine elektrolita treba provoditi uzimajući u obzir njegovu temperaturu, jer se gustoća mijenja (opada s povećanjem i raste sa smanjenjem temperature elektrolita) za 0,003 g/cm3 za svakih 5°C u odnosu na referentnu temperatura od 25°C. Prekomjerno visoka struja punjenja ukazuje na povećano taloženje smeđeg mulja u posudi.
Izjednačavanje punjenja i punjenje baterija. Punjive baterije sa komutacijom ćelija, prebačene u režim stalnog punjenja, imaju glavni nedostatak što je baterija podeljena na dva dela koja se nalaze u nejednakim uslovima. Glavni dio baterije (107 ćelija) se puni i tako održava u napunjenom stanju. Preostale (terminalne) baterije se ne pune i postepeno gube kapacitet zbog samopražnjenja. Uz nedovoljnu pažnju, ploče terminalnih akumulatora su sulfatirane. Postoje različiti stepeni naelektrisanja pojedinih elemenata.
Da bi se eliminisali tragovi sulfatacije i izjednačile zaostale ćelije, baterije se po potrebi podvrgavaju izjednačujućem punjenju (dopunjavanju). Tokom ekvilizacijskog punjenja, baterija se prethodno prazni 10-satnom strujom do napona od 1,8 V po ćeliji. Zatim se normalno puni istom strujom dok se ne pojave znakovi napunjenosti - snažno stvaranje plina, porast napona na 2,6-2,8 V po ćeliji, povećanje gustine elektrolita na 1,2-1,21 g / cm3 - i ostavljen je na miru 1 sat Punjenje sa jednosatnim prekidima se nastavlja sve dok baterija ne dostigne dva ili tri puta veći nazivni kapacitet. Znak po kojem se ocjenjuje kraj punjenja je brzo stvaranje plina svih elemenata, koje slijedi nakon uključivanja baterije na punjenje.
Za akumulatorske baterije tipa CH dopunjavanje se vrši dodatno nakon svakog punjenja akumulatora.
Izjednačavanje punjivih baterija bez elementarnih prekidača koji rade u režimu stalnog punjenja nemoguće je iz razloga što se u ovom slučaju napon na svakom elementu povećava na 2,6-2,8 V. Radi prevencije, takve baterije se koriste 1 put u 3 mjeseca. se dopunjuju. Proizvode se bez isključivanja opterećenja povećanjem napona na 2,3-2,35 V po ćeliji dok gustina elektrolita ne dostigne 1,2-1,21 g/cm3 u svim ćelijama. Inicijalna struja punjenja nije postavljena više od struje 10-satnog načina pražnjenja. Trajanje punjenja obično ne prelazi 1-2 dana, ovisno o stanju baterija.
Da bi se održala radna sposobnost krajnjih elemenata u normalnom načinu rada baterije, koriste se krugovi za punjenje ovih elemenata iz nezavisnog izvora struje ili zajedničke jedinice za punjenje. Šema za uključivanje jedinice za punjenje za cijelu bateriju prikazana je na sl. 6. 6. U krugu, krajnji elementi su šantovani sa podesivim balastnim otpornikom odabranim prema struji opterećenja baterije R=Ucon./ I opterećenje, što osigurava održavanje napona od 2,2 ± 0,05 V po elementu. Kada se opterećenje mreže smanji, osoblje u skladu s tim mijenja otpor otpornika. Struja koja prolazi kroz ampermetar trebala bi biti nula.
Greške baterije, pregledi i njega baterije. Glavne greške su sljedeće:
abnormalna sulfatizacija ploča- formiranje velikih kristala sulfata koji se ne rastvaraju pri previsokoj gustini elektrolita i visokoj temperaturi, uz sistematska duboka pražnjenja i nedovoljna punjenja sa velikim strujama i baterija je dugo vremena u ispražnjenom stanju. Ako sulfatizacija nije jako duboka, tada se eliminira izjednačavanjem. Kod dubokog sulfatiranja potrebno je punjenje za desulfatizaciju;
kratki spoj između ploča različitog polariteta. Razlozi mogu biti zatvaranje ploča muljom nakupljenim na dnu posude, savijanje pozitivnih ploča i spužvaste izrasline na negativnim pločama, kvarovi u separaciji. Znakovi kratkog spoja su nizak napon na ćeliji na kraju punjenja i niska gustoća elektrolita u posudi, kao i slaba evolucija plina. Kvar se otkriva temeljitom inspekcijom;
distorzija ploče. Razlozi savijanja pozitivnih ploča mogu biti velike struje punjenja i pražnjenja, visok napon punjenja, kratki spoj, nizak nivo elektrolita, prisustvo štetnih nečistoća u elektrolitu (soli željeza, dušična i hloridna jedinjenja, mangan, bakar). Moguće je rezati i ispravljati pozitivne ploče ako su korištene ne više od 3 godine. Iskrivljenje negativnih ploča obično je rezultat pritiska susjedne iskrivljene pozitivne ploče;
prekomjerno stvaranje mulja. Gubitak male količine mulja na dnu posude je česta i neizbježna pojava. ali veliki broj smeđa sluz ukazuje na previsok napon punjenja ili prekomerna prepunjenja. Svetlo sivi mulj ukazuje na sistematski tolerisanu sulfatizaciju ploča ili prisustvo nečistoća koje sadrže hlor u elektrolitu.

Rice. 6.6. :
1 - bitni elementi; 2 - završni elementi; 3 - jedinica za punjenje; 4 - otpornost na opterećenje; R- podesivi balastni otpornik
Među ostalim kvarovima baterije mogu se navesti kvarovi na posudama, propadanje i krhkost odvajanja, kontaminacija elektrolitom i smanjenje njegove gustoće.
Tipični kvarovi CH baterija su sulfatizacija ploča i kontaminacija elektrolita štetnim nečistoćama. Znakovi sulfatacije su smanjenje napona pražnjenja i smanjenje kapaciteta elemenata. Sulfacija se eliminiše provođenjem treninga.



Rice. 6.7. Pojednostavljeno strukturna šema jedinica za punjenje i punjenje ispravljača VAZP-380/220-40/80:
SF - prekidač; L1, L2- prigušnice; SAC- prebacivanje režima rada; T1-T4- energetski transformatori za upravljačke jedinice i povratne informacije; TA, TV, TS- transformatori kanala za formiranje kontrolnih impulsa, odnosno faza A, B, C;
R1-R4- otpornici; PV1- voltmetar strujnog kola; RA2 I PV2- krug izlaznog napona ampermetra i voltmetra

Zamućenje ili potamnjenje elektrolita ukazuje na njegovu kontaminaciju. U tom slučaju se radi hemijska analiza elektrolita. Ako potvrdi prisustvo štetnih nečistoća, elektrolit se zamjenjuje.
Na ove kvarove baterije potrebno je obratiti pažnju prilikom pregleda, koji se obavljaju prema rasporedu. Prilikom inspekcije provjeravaju i:
- integritet posuda, stanje regala i izolacija posuda;
- zaštita kontaktnih spojeva i guma od korozije;
- položaj pokrovnih stakala koji sprečavaju uklanjanje elektrolita iz posude mjehurićima plina nastalim tokom punjenja baterija;
- nivo elektrolita u posudama, koji treba da bude 10-15 mm iznad ivice ploča. Kada se nivo spusti, dolijeva se u pravilu destilovanom vodom, a ne elektrolitom. Česti dodaci elektrolita doprinose sulfaciji ploča;
- napon na spojnim pločama baterije, gustina i temperatura elektrolita svake ćelije. Mjerenja treba vršiti najmanje jednom mjesečno. Rezultati mjerenja se bilježe u dnevnik. Skreće se pažnja na odsustvo "zaostalih elemenata";
- odgovarajuća ventilacija i grijanje. Temperatura u prostoriji za baterije mora biti najmanje 10°C.
Prilikom servisiranja baterija osoblje se mora pridržavati sigurnosnih propisa, jer je potrebno postupati sa materijalima opasnim po ljude. Sumporna kiselina izaziva opekotine ako dođe u dodir s kožom, a ako dođe u kontakt s očima, utiče na njih. Stoga se svi radovi s kiselinom (elektrolitom) moraju izvoditi u posebnim odijelima, gumenim keceljama, rukavicama i zaštitnim naočalama. Prilikom pripreme elektrolita, koncentriranu sumpornu kiselinu treba uliti u vodu u tankom mlazu i otopinu neprestano miješati. 5% rastvor sode i posuda sa velikom količinom čista voda za uklanjanje i neutralizaciju kiseline koja slučajno dospije na kožu.
Zabranjeno je pušenje i upotreba otvorenog plamena u baterijama. kako bi se izbjegla eksplozija mješavine vodonika koji se oslobađa tokom elektrolize vode i kiseline sa zrakom.

Uređaj i karakteristike baterija. Na trafostanicama se olovne baterije tipa C (SC) uglavnom koriste u otvorenim staklenim posudama, a baterije većeg kapaciteta koriste se u drvenim rezervoarima obloženim olovom iznutra. Akumulatorske ploče različitog polariteta, smještene u istoj posudi, međusobno su odvojene separatorima od mipora (miplasta). Posude su napunjene elektrolitom (vodeni rastvor čiste sumporne kiseline). Pozitivne ploče su izrađene od čistog olova i imaju visoko razvijenu površinu. Prilikom formiranja sklopljene baterije (poseban način prvog punjenja), na površini pozitivnih ploča od metalnog olova baze, koja je aktivna masa ovih ploča, nastaje sloj olovnog dioksida PbO 2. Negativne ploče su također izrađene od metalnog olova, ali su kutijastog oblika. Ćelije olovnog okvira ploča ispunjene su aktivnom masom pripremljenom od olovnih oksida i olovnog praha Pb. Da bi se spriječilo da ova masa ispadne iz ćelija, ploče su sa strane prekrivene tankim perforiranim olovnim listovima. Spužvasto olovo se formira na negativnim pločama tokom procesa oblikovanja.

Uz akumulatore tipa C (SK) koriste se akumulatori tipa CH. Imaju ploče za posipanje, separatore od staklenog filca, vinil plastike i mipora, posude od presovanog stakla sa zatvorenim poklopcima. Sve to osigurava pouzdanost i dugo trajanje baterije. U radu ne zahtijevaju tako često dopunjavanje vode, smanjeni su zahtjevi za ventilacijom prostorija.

sto 6.1

Električne karakteristike baterija tipa s-1 i sk-1

Glavni parametar za režim pražnjenja, h

Naziv parametra ak")".g..|yator

baterija

Struja pražnjenja, A

Kapacitet, Ah

Granični napon pražnjenja, V

Maksimalna struja punjenja, A

Glavne karakteristike baterija C (SC) su njihov nazivni kapacitet, trajanje i struja pražnjenja, maksimalna struja punjenja. Ove vrijednosti se određuju tipom, dimenzijama i brojem ploča i dobijaju se množenjem odgovarajućih vrijednosti za S-1 (SK-1) baterije brojem tipa. Karakteristike baterija tipa C-1 (SK-1) su date u tabeli. 6.1.

U radu, kapacitet baterije ovisi o koncentraciji i temperaturi elektrolita, o načinu pražnjenja. S povećanjem gustoće elektrolita, kapacitet baterije se povećava. Međutim, jaka rješenja povećavaju sulfatizaciju ploča. Povećanje temperature elektrolita također dovodi do povećanja kapacitivnosti, što se objašnjava smanjenjem viskoznosti i povećanom difuzijom svježeg elektrolita u pore ploča. Ali s povećanjem temperature povećava se samopražnjenje i sulfatizacija ploča.

Istraživanjem je utvrđeno da za stacionarne baterije tipa C (SC) gustina elektrolita na početku pražnjenja iznosi 1,2-1,21 g/cm 3 pri standardnoj temperaturi od 25°C. Temperaturu vazduha u prostoriji u kojoj se nalazi baterija treba održavati unutar 15-25°C.

Kapacitet baterija se normalizuje pod uslovom neprekidnog pražnjenja tokom 10 sati sa konstantnom vrednošću struje. U praksi pražnjenja mogu biti kraća (1-2 sata) - velike struje i duža - male struje. Pri visokim strujama pražnjenja, kapacitet baterije se brzo smanjuje.

Faktori koji ograničavaju pražnjenje su konačni napon na terminalima baterije i gustina elektrolita u posudama. Kod pražnjenja od 3-10 sati dozvoljen je pad napona do 1,8 V, a kod pražnjenja od 1-2 sata 1,75 V po ćeliji. Dublja pražnjenja u svim režimima dovode do oštećenja baterije. Pražnjenja sa malim strujama se zaustavljaju kada napon postane jednak 1,9 V po ćeliji. Tokom pražnjenja kontrolišu se i napon i gustina elektrolita. Smanjenje gustine za 0,03-0,05, odnosno na vrijednosti od 1,17-1,15, ukazuje na to da je kapacitet iscrpljen.

Funkcije rada baterije. Baterije neprestano prolaze kroz nekontrolisane hemijske i elektrohemijske reakcije, što dovodi do smanjenja njihovog kapaciteta. Dolazi do takozvanog samopražnjenja baterije, odnosno do gubitka pohranjene energije. I ispravne i isključene baterije su podložne samopražnjenju. Nova baterija gubi najmanje 0,3% svog kapaciteta tokom dana. Vremenom se samopražnjenje povećava. Pod određenim uvjetima (visoka temperatura i gustina elektrolita) uočava se povećanje samopražnjenja. Jedan od razloga za pojačano samopražnjenje je prisustvo nečistoća gvožđa, hlora, bakra i drugih elemenata u elektrolitu. Praktično je nemoguće dobiti elektrolit bez nečistoća. Međutim, njihov sadržaj ne bi trebao prelaziti utvrđene norme. U tu svrhu, kiselina i destilovana voda koje se koriste za sastavljanje elektrolita testiraju se na sadržaj štetnih nečistoća.

Kada se baterija prazni, na njenim pločama se stvara olovni sulfat. Tokom normalne upotrebe baterija, sulfat ima finu kristalnu strukturu i lako se otapa tokom punjenja, pretvarajući se u olovni oksid na pozitivnim pločama i sunđerasti olovo na negativnim. Pod određenim uslovima, o kojima se govori u nastavku, dolazi do abnormalne sulfatizacije ploča, kada se relativno brzo povećava broj velikih kristala sulfata, koji zatvaraju pore aktivne mase ploča, sprečavajući pristup elektrolitu. Ovo povećava unutrašnji otpor baterije, a njen kapacitet se smanjuje. Vanjski znakovi abnormalne sulfatacije su stvaranje bjelkastih mrlja na površini ploča, taloženje svijetlosive mulja u posudi, izvijanje pozitivnih i izbočenje negativnih ploča.

Radni režim. Ranije su baterije na trafostanicama radile u režimu "punjenje-pražnjenje". Ovaj način rada odgovarao je shemama instalacija sa prekidačem elementa, koje su još uvijek bile očuvane na mnogim trafostanicama. Koristeći prekidač elementa, možete povećati broj baterija povezanih na DC sabirnice kako biste održali potreban nivo napona tokom pražnjenja i smanjili njihov broj tokom punjenja kada se napon na baterijama poveća. Način rada baterija sa periodičnim punjenjem i pražnjenjem ima značajne nedostatke vezane za prijevremeno trošenje baterija i zapošljavanje osoblja za nadzor i brigu o baterijama.

Trenutno baterije u trafostanicama rade u režimu stalnog punjenja, što je poboljšalo performanse većine baterija i pojednostavilo njihov rad. Suština načina rada leži u činjenici da je potpuno napunjena baterija povezana paralelno s jedinicom za punjenje, koja osigurava napajanje priključenom opterećenju i istovremeno puni bateriju malom strujom, dopunjavajući njeno samopražnjenje. U slučaju nezgode na strani AC ili zastoja punjača iz bilo kojeg razloga, baterija preuzima cjelokupno opterećenje DC mreže. Nakon otklanjanja nezgode, baterija se puni iz jedinice za punjenje i prebacuje na rad u stalnom režimu punjenja.

P Kod stalnog punjenja, način rada baterije karakterizira napon na terminalima svakog elementa unutar 2,20,05 V i struja punjenja od 10 - 30 mA, pomnožena brojem tipa baterije. Za baterije tipa CH, preporučuje se održavanje napona od 2,180,04 V po ćeliji i struje punjenja od 10 - 20 mA po broju baterije. Točnija vrijednost ovih vrijednosti, određena individualnim svojstvima baterija, postavlja se u zavisnosti od gustine elektrolita. Ako se, na primjer, gustina elektrolita smanji u odnosu na početnu (1,2 - 1,21 za baterije tipa C, SK i 1,22 - 1,225 za baterije tipa CH), onda to ukazuje na nedovoljnu struju punjenja - napon punjenja bi trebao biti povećana. Mjerenje gustoće elektrolita treba provoditi uzimajući u obzir njegovu temperaturu, jer se gustoća mijenja (smanjuje se s povećanjem i povećava sa smanjenjem temperature elektrolita) za 0,003 g / cm 3 za svakih 5S relativno do standardne temperature od 25S. Prekomjerno visoka struja punjenja ukazuje na povećano taloženje smeđeg mulja u posudi.

Izjednačavanje i punjenje baterija. Punjive baterije sa komutacijom ćelija koje su prebačene u režim stalnog punjenja imaju glavni nedostatak što je baterija podeljena na dva dela koja su u nejednakim uslovima. Glavni dio baterije (107 ćelija) se puni i tako održava u napunjenom stanju. Preostale (terminalne) baterije se ne pune i postepeno gube kapacitet zbog samopražnjenja. Uz nedovoljnu pažnju, ploče terminalnih akumulatora su sulfatirane. Postoje različiti stepeni naelektrisanja pojedinih elemenata.

Da bi se eliminisali tragovi sulfatacije i izjednačile preostale ćelije, baterije se podvrgavaju izjednačujućem punjenju (dopunjavanju) po potrebi. Tokom ekvilizacijskog punjenja, baterija se prethodno prazni 10-satnom strujom do napona od 1,8 V po ćeliji. Zatim se normalno puni istom strujom sve dok se ne pojave znaci napunjenosti: snažno stvaranje plina, povećanje napona na 2,6 - 2,8 po ćeliji, povećanje gustine elektrolita na 1,2 - 1,21 g/cm 3 i ostavljeno na miru 1 sat Punjenje sa jednosatnim pauzama se nastavlja sve dok baterija ne dostigne dva ili tri puta veći kapacitet. Znak po kojem se ocjenjuje kraj punjenja je brzo stvaranje plina svih elemenata, koje slijedi nakon uključivanja baterije na punjenje.

Za akumulatorske baterije tipa CH dopunjavanje se vrši dodatno nakon svakog punjenja akumulatora.

Izjednačavanje punjivih baterija bez elementarnih prekidača koji rade u režimu konstantnog punjenja nije moguće zbog činjenice da se u tom slučaju napon na svakom elementu povećava na 2,6 - 2,8 V. Radi prevencije, takve baterije se pune jednom svaka 3 mjeseca. Proizvode se bez isključivanja opterećenja povećanjem napona na 2,3 - 2,35 V po ćeliji sve dok gustina elektrolita ne bude 1,2 - 1,21 g/cm 3 u svim ćelijama. Inicijalna struja punjenja nije postavljena više od struje 10-satnog načina pražnjenja. Trajanje punjenja obično ne prelazi 1-2 dana, ovisno o stanju baterija.

Za održavanje operativnosti krajnjih elemenata u normalnom načinu rada baterije, koriste se sheme za punjenje ovih elemenata iz nezavisnog izvora struje ili zajedničke jedinice za punjenje. Šema za uključivanje jedinice za punjenje za cijelu bateriju prikazana je na sl. 6.4. U krugu, terminalni elementi su šantovani pomoću podesivog balastnog otpornika odabranog prema struji opterećenja baterije R=U con / I opterećenje, čime se osigurava da se napon održava na 2,20,05 V po elementu. Kada se opterećenje mreže smanji, osoblje u skladu s tim mijenja otpor otpornika. Struja koja prolazi kroz ampermetar trebala bi biti nula.

Greške baterije, pregledi i održavanje baterije. Glavne greške su:

Abnormalna sulfacija ploče– formiranje velikih kristala sulfata koji se ne rastvaraju pod normalnim nabojem. Javlja se kod baterija sa previsokom gustinom elektrolita i visokom temperaturom, sa sistematskim dubokim pražnjenjima i nedovoljnim punjenjem, sa visokom strujom napunjenosti i dugotrajnom pražnjenom baterijom. Ako sulfatizacija nije jako duboka, tada se eliminira izjednačavanjem. Kod dubokog sulfatiranja potrebno je punjenje za desulfatizaciju.

Kratki spoj između ploča različitog polariteta. Razlozi mogu biti zatvaranje ploča muljom nakupljenim na dnu posude; izvijanje pozitivnih ploča i spužvaste izrasline na negativnim pločama, kvarovi pri odvajanju. Znakovi kratkog spoja je nizak napon na ćeliji na kraju punjenja i niska gustoća elektrolita u posudi, kao i slaba evolucija plina. Greška se otkriva pažljivim pregledom.

Savijanje ploče. Razlozi savijanja pozitivnih ploča mogu biti velike struje punjenja i pražnjenja, visoki napon punjenja. Kratak spoj, nizak nivo elektrolita, prisustvo štetnih nečistoća u elektrolitu (soli gvožđa, azotna i hloridna jedinjenja, mangan, bakar). Moguće je rezati i ispravljati pozitivne ploče ako su korištene ne više od 3 godine. Iskrivljenje negativnih ploča obično je rezultat pritiska susjedne iskrivljene pozitivne ploče.

Prekomjerno stvaranje mulja. Mala količina mulja koja ispada na dno posude je uobičajena i neizbježna pojava. Međutim, velika količina smeđeg mulja ukazuje na previsok napon punjenja ili prekomjerno pražnjenje. Svetlo sivi mulj ukazuje na sistematski tolerisanu sulfatizaciju ploča ili prisustvo nečistoća koje sadrže hlor u elektrolitu.

Među ostalim kvarovima baterije mogu se navesti kvarovi na posudama, propadanje i krhkost odvajanja, kontaminacija elektrolitom i smanjenje njegove gustoće.

Tipični kvarovi CH baterija su sulfatizacija ploča i kontaminacija elektrolita štetnim nečistoćama. Znakovi sulfatacije su smanjenje napona pražnjenja i smanjenje kapaciteta elemenata. Sulfacija se eliminiše provođenjem treninga.

Zamućenje ili potamnjenje elektrolita ukazuje na njegovu kontaminaciju. U tom slučaju se radi hemijska analiza elektrolita. Ako potvrdi prisustvo štetnih nečistoća, elektrolit se zamjenjuje.

Na ove kvarove baterije potrebno je obratiti pažnju prilikom pregleda, koji se obavljaju prema rasporedu. Prilikom inspekcije provjeravaju i:

    Integritet posuda, stanje regala i izolacija posuda;

    Zaštita kontaktnih spojeva i guma od korozije;

    Položaj pokrovnih stakala koji sprečavaju uklanjanje elektrolita iz posude mjehurićima plina nastalim tokom punjenja baterija;

    Nivo elektrolita u posudama, koji bi trebao biti 10 - 15 mm iznad ruba ploča. Kada se nivo spusti, dolijeva se u pravilu destilovanom vodom, a ne elektrolitom. Česti dodaci elektrolita doprinose sulfaciji ploča;

    Napon na spojenim pločama akumulatora. Gustoća i temperatura elektrolita svakog elementa. Mjerenja treba vršiti najmanje jednom mjesečno. Rezultati mjerenja se bilježe u dnevnik. Skreće se pažnja na odsustvo "zaostalih elemenata";

    Pravilna ventilacija i grijanje. Temperatura u prostoriji za baterije mora biti najmanje 10°C.

Prilikom servisiranja baterija, osoblje mora pridržavajte se sigurnosnih propisa, jer morate raditi s materijalima opasnim po ljude. Sumporna kiselina izaziva opekotine ako dođe u dodir s kožom, a ako dospije u oči, utiče na vid. Stoga se svi radovi s kiselinom (elektrolitom) moraju izvoditi u posebnim odijelima. Gumene kecelje, rukavice i naočare. Prilikom pripreme elektrolita potrebno je u tankom mlazu uliti koncentrovanu sumpornu kiselinu u vodu i neprekidno mešati rastvor. U prostoriji za baterije treba da postoji 5% rastvor sode i posuda sa dovoljno čiste vode da se ukloni i neutrališe kiselina koja slučajno dođe u dodir sa kožom.

Pušenje i upotreba otvorenog plamena u baterijama zabranjeno kako bi se izbjegla eksplozija mješavine vodonika, koja prilikom elektrolize oslobađa vodu i kiselinu, sa zrakom.

Moderna tehnologija ima niz električnih uređaja za skladištenje. Ovo - dovesti, gvožđe-nikl, nikl-kadmijum, srebro-cink, sumporni natrijum, bakar-litijum i drugi vrste baterija. Najčešći su olovne baterije .
Baterije su hemijski izvori struje dizajnirani za višekratnu upotrebu njihovih aktivnih supstanci koje se regenerišu punjenjem.
Baterije su hemijski izvori električna energija radnja za višekratnu upotrebu. Sastoje se od dvije elektrode (pozitivne i negativne), elektrolita i kućišta. Akumulacija energije u bateriji se dešava tokom hemijske oksidaciono-redukcione reakcije elektroda. Kada se baterija isprazni, dolazi do obrnutih procesa.
Do sada nije izmišljeno ništa ekonomičnije od olovne baterije. Široka upotreba dobili su zbog visoke pouzdanosti i niske cijene. Stručnjaci UN-a vjeruju da će u dogledno vrijeme olovno-kiselinske baterije zadržati svoju važnost kao jednog od najpovoljnijih izvora električne energije.
Glavna prednost olovno-kiselinskih baterija je stabilnost napona pri promjeni struje opterećenja i temperature. Napon baterije je razlika potencijala između polova pri fiksnom opterećenju. U zavisnosti od elektrohemijskog sistema, napon na terminalima baterije je između 1,2 i 2 V.
Postoji zabluda da je glavna upotreba olova u proizvodnji municije. Nešto manje od polovine olova proizvedenog u svijetu godišnje se potroši samo na olovne baterije.
Prvi operativni olovna baterija kreirao je francuski istraživač G. Plante (1859.). Elektrode prve baterije bile su od olova, a lim je služio kao separator. Cijela konstrukcija je smotana i ubačena u posudu s 10% otopinom sumporne kiseline.
Da bi se povećao kapacitet takve baterije, provedeno je više ciklusa punjenja-pražnjenja, koji su formirali razvijenu površinu ploča. Takva obuka je zahtijevala od 1000 sati do dvije godine. Nakon toga, površinske ploče su pocinčane. Jedini izvori energije u to vrijeme bili su primarni elementi. Od njih (uglavnom Bunsenovih elemenata) su se punile baterije.
Punjenje baterije je pretvaranje električne energije u hemijsku energiju, a pražnjenje hemijske energije u električnu energiju. Proces pražnjenja je pojava obrnuta od punjenja, kada sama baterija daje svoj naboj eksternom električno kolo potrošač električne energije.
Bilo je moguće značajno povećati kapacitet elektroda 1880. K. Faure je počeo proizvoditi ožbukane elektrode nanošenjem olovnih oksida na površinu ploča. Još 1881. E. Volkmar je predložio omalterisanu mrežu kao elektrode. Iste godine Sellon je dobio patent prema kojem je predloženo da se Volkmarove rešetke izrađuju od legure antimona i olova.
Ubrzavanje rada na poboljšanju olovna baterija doprinio Edisonovom pronalasku sijalice sa žarnom niti. Godine 1881. Senom je plovio čamac na električni motor i baterija Planteovih baterija. Iste godine nastao je električni automobil. Istovremeno su se pojavili jeftini generatori, koji su omogućili početak komercijalne upotrebe baterija.
U Kronštatu je razvoj dizajna baterija započeo 1881. godine, a već 1884. godine testiran je električni čamac na Nevi. Mogao je ići 30 milja brzinom do 6 čvorova.
Do 1890. godine, olovne baterije su se masovno proizvodile u industrijski razvijenim zemljama. Prve patente Faurea, Volkmara i Sellona kupila je kompanija za skladištenje električne energije.
Godine 1900. VARTA je proizvela starter akumulator za pokretanje automobilskog motora. VARTA je dobavljač fabrika "Mercedes", "Folksvagen", "Audi" i "Opel".
Godine 1938. Leopold Dzhungfer je osnovao kompaniju Baren. Od 1939. godine kompanija proizvodi baterije za skoro svaku primenu.
Giulio Dolsetta je 1942. osnovao FIAMM u Italiji. FIAMM proizvodi startne, vučne i stacionarne akumulatore (vidi poglavlje 2.3).
Pojavom elektrana bile su potrebne snažne stacionarne baterije. Na DC stanicama su služile kao dodatni izvor energije u vrijeme vršnih opterećenja. Na AC stanicama se za pomoćne svrhe koriste stacionarne baterije. Tako su urbane DC mreže imale baterije koje su razvile snagu 1927:


  • 80000 kW - Berlin,
  • 95000 kW - Njujork.

Osim za rasvjetu u slučaju nužde, koriste se za komunikacije, u sistemima automatizacije na željeznici, u sigurnosnim i požarni alarm itd. Za telefonske centrale one su služile kao jedini izvor konstantan napon.
Iz širokog spektra stacionarne baterije , koji opskrbljuju opterećenje za vrijeme nestanka struje, uglavnom se koriste samo dovesti I nikl-kadmijum akumulatori (vidi tabelu P4 u dodatku).
Glavne karakteristike olovne baterije stečene na prijelazu iz XIX ... XX stoljeća. Zajedno sa njima postoje problemi od kojih neki do danas nisu riješeni. Dizajn baterije se stalno poboljšava. Oni su dugo bili predmet velike pažnje pronalazača.
Kriterijum za stanje industrije su ekonomski pokazatelji. Na sl. p001 predstavlja obim prodaje starter akumulatora svjetskih proizvođača.
Od 1970. godine proizvode se baterije koje se malo održavaju (zahtjevaju malo održavanja) i zapečaćene (bez održavanja) baterije. Takve baterije koriste elektrode s niskim sadržajem antimona - ne više od 3%.
Koristeći sorbiran i gel sličan elektrolit, bilo je moguće dobiti zapečaćenu bateriju koja može raditi u bilo kojem položaju. Kao zgušnjivač elektrolita koriste se silika gel, aluminijum gel, kalcijum sulfat itd. Otprilike u isto vreme razvijeni su materijali za izradu ploča kao što su legure bakra i kalcijuma prevučene olovnim oksidom, titanijum, aluminijum i bakarne rešetke.
Olovne baterije proizvode se u različitim izvedbama ovisno o primjeni. Glavne vrste - starter, vuča I stacionarne baterije. Komercijalno dostupne olovno-kiselinske baterije imaju kapacitet od 0,5 do 12.000 Ah.
Aktivne tvari baterije su zatvorene u pozitivnim i negativnim elektrodama i elektrolitu. Skup aktivnih supstanci koje se koriste u hemijskom izvoru struje naziva se elektrohemijski sistem.
Uobičajeni elektrohemijski sistemi stacionarnih baterija dati su u tabeli. t032.
U baterijama koje rade, niz elektrohemijskih transformacija se neprekidno ponavlja. Period punjenja-pražnjenja baterije naziva se ciklus. Baterije se troše sa svakim ciklusom. Vijek trajanja baterije mjeri se brojem ciklusa.
Trajanje baterije zavisi od:


  • resurs ugrađen u elektrohemijski sistem i dizajn baterija,
  • uslovi puštanja u rad;
  • radni uslovi.

Najviše korišteni, kao jeftiniji, primljeni olovne baterije. Omogućuju radni vijek do 20 godina, zahvaljujući odgovarajućem dizajnu.
Gotovo sve olovno-kiselinske baterije koriste takozvani konzervirani dizajn. U proizvodnji kućišta koriste se: ebonit, polipropilen itd. Ovi materijali su otporni na dugotrajno izlaganje sumpornoj kiselini.
Blok elektroda svake baterije baterije se stavlja u izolovanu teglu. Između elektroda se postavljaju separatori. Negativne elektrode su uvijek ekstremne (Sl. p070). Horizontalni mostovi koji spajaju istoimene ploče u tegli nazivaju se barete.
U svim baterijama koje ne zahtijevaju održavanje, ploče su podignute iznad dna. U rezultirajućem prostoru se nakuplja mulj - aktivna masa odvojena od elektroda. U zatvorenim baterijama napravljenim po PLT tehnologiji, ispod ploča nema prostora.
Da bi se dobili dovoljno veliki naponi ili struje pražnjenja, pojedinačne ćelije su međusobno povezane u seriju ili paralelno u baterije.
Baterija je izvor struje koji se sastoji od nekoliko paralelno ili serijski povezanih baterijskih ćelija. Baterije koje sadrže nekoliko serijski povezanih limenki u jednom kućištu nazivaju se monoblok.
Svi evropski proizvođači i većina u Aziji se rukovode DIN standardima. Lista standarda za stacionarne baterije data je u tabeli. P3 aplikacije. Red simboli standardizovane stacionarne baterije.
Prema DIN VDE 0510 dio 2, dekodiranje simbola baterije dato je u tabeli. t035.
Nazivni kapacitet baterije je kapacitet koji garantuje proizvođač pod određenim uslovima pražnjenja. Kapacitet punjenja je količina električne energije koja se isporučuje bateriji prilikom punjenja. Kapacitet punjenja je uvijek nešto veći od kapaciteta pražnjenja zbog ireverzibilnih procesa koji se dešavaju tokom punjenja i pražnjenja.
Vrijednost kapaciteta pražnjenja baterije ovisi o vrsti i dizajnu korištenih ploča, količini aktivnih tvari sadržanih u njima, materijalu elektroda, načinu pražnjenja i temperaturi.
Poboljšanje olova baterije ide na putu istraživanja novih legura za rešetke, lakih i izdržljivi materijali kućišta (kopolimer propilena i etilena) i poboljšanje kvaliteta separatora.


1.1.1. SEPARATORS

U svim baterijama između elektroda su postavljene izolacijske ploče. Izvode se u obliku:

  • separatori;
  • porozni separatori;
  • membrane.

Separatori se koriste za odvajanje elektroda jedna od druge. Izrađuju se u obliku zaptivki ili rešetki od perforiranog ili valovitog sintetičkog dielektrika (sl. p009). Razdjelnici imaju rupe prečnika od 1 do 5 mm.
Porozni separatori, pored direktnog odvajanja ploča, zadržavaju aktivnu masu elektroda i sprečavaju rast dendrita (dendriti su nedovršeni kristali u svom razvoju, u obliku razgranatog drveta, paprati, iglica itd.) prilikom punjenja baterija.
U nekim tipovima baterija, porozni separator drži elektrolit kapilarnim djelovanjem blizu površine elektroda. Prečnik pora takvih separatora je u rasponu od 0,001 do 200 µm. Ova vrsta separatora se najčešće koristi u moderni modeli baterije.
Membrane (separatori koji bubre) su napravljeni od materijala bez geometrijski različitog sistema pora. Za razliku od poroznih separatora, oni imaju izražene sile interakcije između određenih vrsta jona i molekula.
Separatori su napravljeni od dielektričnih materijala sa rebrima valovitim ili reljefnim kako bi se spriječilo dobro prianjanje na elektrode. Veličina separatora je uvijek veća od veličine ploče baterije. Prve baterije su koristile keramičke posude ili pregrade kao separatore. Prije Drugog svjetskog rata furnir se koristio kao separator (furnir je tanak list drveta dobiven ljuštenjem trupaca raznih vrsta drveta).
Dugo su se separatori pravili od mipora, vulkanizirane prirodne gume sa aditivima. U modernim baterijama široku primjenu našao je miplast, dobiven sinteriranjem polivinilkloridne smole u prahu.
U Engleskoj je razvijen porvik materijal napravljen od polivinilhloridne smole. Domaći analog - rovinil. Yumicron, materijal za separatore razvijen u Japanu, dostupan je u obliku tankog filma ili reljefnih „limova nalik na oblatne“ (sl. p010). Najjeftiniji materijali za separatore su karton i papir na bazi celuloze i azbesta (azbest [ gr.azbest] - grupa minerala (serpentin, amfiboli) vlaknaste strukture; vatrootporan, kiselootporan i neprovodni materijal).
Kao dodatni separatori, u kombinaciji sa separatorima, koriste se netkane prostirke. Izrađuju se od polipropilena ili fiberglasa sa dodatkom veziva.
U modernim modelima baterija koriste se višeslojni separatori. Korištenje više slojeva istog tipa separatora je povoljnije, jer su u ovom slučaju defekti u jednom od slojeva zaštićeni drugim i rast dendrita je otežan pri kretanju od sloja do sloja.
Ako baterije koriste višeslojne separatore napravljene od različitih materijala, tada svaki od njih obavlja određenu funkciju. Koriste se i kombinacije jednostavnih separatora sa membranama.
U velikom broju slučajeva, koverte-separatori se koriste u baterijama. Omotač-separator u potpunosti okružuje jednu od elektroda baterije kako bi se ograničio mogući prodor neželjenih tvari ili širenje dendrita zaobilazeći separator na rubovima elektroda.


1.1.2. ELEKTROLIT

Kao elektrolit za baterije koristi se rastvor sumporne kiseline u destilovanoj vodi. Za različite klimatske i temperaturne uslove u kojima baterija treba da radi koristi se elektrolit različite gustine.
Gustoća elektrolita ovisi o koncentraciji otopine sumporne kiseline - što je veća koncentracija otopine, to je veća gustoća elektrolita i o temperaturi otopine - što je temperatura viša, to je niža gustina.
Koncentracija ili gustina elektrolita je tačan pokazatelj stepena pražnjenja baterije. Kao polazna tačka, za određivanje trenutnog stepena pražnjenja baterije, uzima se standardna gustina elektrolita, tj. gustina dobijena nakon prvog punog punjenja.
Za izjednačavanje gustine elektrolita, tj. da bi se dovela do gustine jednake gustini na početku rada, treba izmeriti stvarnu gustinu i temperaturu. Izjednačavanje se može izvršiti samo u potpuno napunjenoj bateriji, kada elektrolit ima gustoću koja nije izobličena nedostatkom baterije.
Olovne baterije karakterizira snažno razrjeđivanje elektrolita tokom pražnjenja zbog učešća sumporne kiseline u reakciji sa stvaranjem vode. U napunjenim baterijama koncentracija kiseline je 30 ... 40%.
Što je zapremina elektrolita manja u odnosu na masu elektroda, koncentracija kiseline se brže smanjuje tokom pražnjenja. Na kraju pražnjenja kreće se od 10 do 25%.
Mnoge tvari, na primjer, mala količina soli željeza, ulazeći u elektrolit, ubrzavaju oslobađanje vodika i povećavaju samopražnjenje baterije. Stoga, prilikom pripreme elektrolita treba koristiti samo destilovanu vodu i koristiti nemetalno posuđe.


1.2. STACIONARNE VARTA BATERIJE

Aplikacija razne vrste pozitivne ploče se odražava na električne karakteristike baterija. Ovo je prvenstveno zbog unutrašnjeg otpora, koji se sastoji od omskog unutrašnjeg otpora baterije i otpora polarizacije.
Polarizacija je promjena elektrodnih potencijala pod utjecajem prolaska jednosmjerne struje koja uzrokuje promjenu koncentracije elektrolita, hemijskog sastava aktivnih supstanci i površine elektroda.
Ovisno o uzrocima polarizacije dijeli se na koncentracijsku, kemijsku i elektrohemijsku, a ovisno o tome da li polarizacija nestaje ili ostaje kada se struja isključi, potonja se dijeli na uklonjivu i neuklonjivu.
Hemijska polarizacija i djelomična koncentracijska polarizacija odnose se na neuklonjivu polarizaciju koja ne nestaje kada se struja zaustavi.
Polarizacijski otpor je mjera povećanja unutrašnjeg otpora hemijskog izvora struje zbog polarizacije. Ima dimenziju otpora, ali ne poštuje Ohmov zakon, jer zavisi od veličine struje koja prolazi. Vrijednosti unutrašnjeg otpora ploča od 100 Ah različitih tipova baterija prikazane su na sl. p073.
Pri velikoj brzini, pražnjenje je zapravo ograničeno, jer zbog unutrašnjeg otpora baterije napon opada ispod graničnog napona (granični napon je minimalni napon pri kojem baterija može isporučiti korisnu energiju ).
S vremenom pražnjenja većim od tri sata, razlika u unutarnjim otporima ne utječe na karakteristike pražnjenja različitih tipova ploča. Za kraće vrijeme pražnjenja, vrijednost unutrašnjeg otpora u velikoj mjeri utiče na karakteristike pražnjenja (Sl. p074):

  • 100 Ah OPzS baterija isporučuje 100 A za 10 minuta;
  • Baterija Vb od 100 Ah daje 170 A u isto vrijeme.


1.2.1. VRSTE AKUMULATORSKIH PLOČA

Ploče za baterije su površinske i zalijepljene.
Površinska elektroda se sastoji od olovne ploče na čijoj se površini elektrohemijskom metodom formira sloj aktivne mase (sl. p012).
Površinske baterije sadrže relativno visok udio olova u odnosu na aktivnu masu. Koriste se u VARTA-inim GroE modelima.
Zalijepljene elektrode se dijele na rešetkaste (zalijepljene), kutijaste, šipke (sl. p079) i oklopne (sl. p078). Osnova zalijepljenih ploča je rešetka strujnog provodnika.
Tokom cikličnog rada baterija sa visokim sadržajem antimona u materijalu rešetke, antimon prelazi u rastvor kao rezultat korozije mreže pozitivne elektrode. Pošto se taloži na aktivnu masu negativne elektrode, antimon potiče oslobađanje vodonika i povećava brzinu korozije olova. Ovaj proces se naziva trovanje antimonom baterije.
Izbacivanje aktivne mase i unutrašnji otpor baterije pri korištenju kalcijumskih rešetki nešto je veći nego kod olovno-antimonskih. Uništavanje ploča uglavnom se dešava kada se baterija puni i jedan je od najvažnijih faktora koji ograničavaju životni vijek baterije. Da bi se smanjilo osipanje, vlaknasti materijali se uvode u aktivnu masu, na primjer, fluoroplastika, a koriste se prostirke od netkanih staklenih vlakana pritisnute na ploče.
Sulfacija ploča je rezultat skladištenja baterije u nedovoljno napunjenom stanju. Nastali olovni sulfat, koji je slabo rastvorljiv u vodi, ograničava kapacitet baterije i potiče oslobađanje vodonika tokom punjenja. Da bi se obnovio kapacitet baterije sa sulfatiranim elektrodama, ona se puni elektrolitom male gustine ili čak destilovanom vodom i puni niskim strujama (otprilike stotinu puta manje od nazivne struje punjenja).


1.2.2. MATERIJAL POZITIVNE ELEKTRODE

Do pogoršanja električnih karakteristika baterije i kvara dolazi zbog korozije mreže i puzanja aktivne mase pozitivne elektrode. Vijek trajanja baterije je prvenstveno određen tipom pozitivnih ploča i radnim uvjetima.
U proizvodnji baterija koristi se i čisto olovo i legure koje sadrže antimon, što dvosmisleno utiče na performanse baterija.
Pozitivan učinak antimona je zbog činjenice da pozitivne elektrode s rešetkama dopiranim antimonom mogu izdržati jače cikličko opterećenje pražnjenjem. Prisustvo antimona doprinosi izdržljivosti električni kontakt aktivni materijal sa rešetkom, dok se u rešetkama bez antimona aktivna masa potpuno ljušti i nestaje nakon nekoliko ciklusa pražnjenja-punjenja. Stoga svi proizvođači baterija koriste legure koje sadrže 1 ... 10% antimona u rešetki pozitivnih ploča (vidi sliku p069). Vučne baterije koriste leguru koja sadrži više od 4% antimona.
Daljnja prednost rešetki napravljenih od legura koje sadrže antimon je u tome što ne doživljavaju efekat blokiranja koji se često opaža kod ploča bez antimona. Efekat blokiranja sastoji se u formiranju neprovodnih slojeva između rešetke i aktivnog materijala. To zauzvrat može dovesti do velikih fluktuacija kapaciteta čak i kod novih baterija.
Negativan efekat je da povećanje sadržaja antimona povećava plivajuću struju punjenja i njeno relativno povećanje tokom rada baterije (vidi sl. p071).
Između dva ekstrema - konvencionalnih i legura bez antimona - postoji niz legura sa niskim sadržajem antimona.
Smanjenje sadržaja antimona ispod 3% uzrokuje stvaranje kristalnih struktura materijala rešetke, što dovodi do brzog stvaranja pukotina. To onemogućuje proizvodnju visokokvalitetnih rešetki.
VARTA je uspjela razviti legure koje, čak i uz vrlo mali sadržaj antimona, imaju vrlo finu strukturu i stoga se mogu koristiti za proizvodnju visokokvalitetnih rešetki. Istovremeno je ispunjen i takav zahtjev kao što je neosjetljivost ove legure na povećanu koroziju. Za ove legure, kada se sadržaj antimona promijeni sa 6% na 1,6%, vijek trajanja se povećava za 5 puta.
U poređenju sa legurama antimona drugih proizvođača, prednost VARTA legura je u tome što baterije sa takvim rešetkama nemaju efekte blokiranja koji ometaju punjenje i pražnjenje, a otpornost na ciklička opterećenja, iako manja od konvencionalnih legura, malo se razlikuje od njih. To je uvjerljivo demonstrirano na sl. p069.
Baterije koje koriste legure s malo antimona imaju prilično nisku struju punjenja, što se objašnjava posebnim aditivima aktivnoj masi. U praksi, samopražnjenje baterija s visokim sadržajem antimona dostiže 2 ... 3% mjesečno.
Iz navedenog slijedi da su legure s malo antimona povoljan kompromis u kojem su nedostaci antimona gotovo potpuno eliminirani.
S druge strane, ostaju sve prednosti antimona, pružajući otpornost na ciklična opterećenja i savršeno ponašanje pri punjenju i pražnjenju.
Upotreba legura sa niskim sadržajem ili bez antimona značajno smanjuje razgradnju vode, međutim, neizbježno dolazi do određene potrošnje vode za stvaranje plina, što je sastavno svojstvo olovnih baterija. Stoga se olovno-kiselinske baterije ne mogu napraviti potpuno zatvorene kao alkalne.
Čak i zapečaćene olovne baterije, koje izgledaju kao da su spolja potpuno zatvorene, imaju ventil koji omogućava da gas izađe. U zatvorenim baterijama gubitak vode je toliko mali u smislu vijeka trajanja da ga nije potrebno dopunjavati.
Za razliku od zatvorenih olovnih stacionarnih baterija velike veličine, izrađene od legura sa niskim sadržajem ili bez antimona, dizajnirane su na način da omogućavaju dolivanje vode. Takve baterije se nazivaju "niskog vijeka trajanja".
U baterijama koje se malo održavaju, tokom procesa punjenja, elektrolit se raspršuje uz oslobađanje plinova. Dio elektrolita se raspršuje kroz ventilacijske otvore, tj. je izgubljen. Smanjenje potrošnje tekućeg elektrolita postiže se korištenjem ventila koji propuštaju plinove, ali zadržavaju tekućinu. Baterije koriste opružne i hidrofobne (hidrofobne [gr. hydor voda, vlaga + gr. phobos strah, strah] slabu interakciju sa vodom) ventile. Za produženje intervala između radova na održavanju VARTA akumulatora koriste se čepovi sa katalitičkim mlaznicama (vidi sl. p072).
Izrađuju se u obliku čepova koji zatvaraju otvor za punjenje. Hidrofobni porozni filteri propuštaju gasove, ali ne propuštaju vodeni elektrolit. Ove mlaznice sadrže metalne katalizatore. Vodena para nastala u baterijama kondenzira se katalitički (kataliza [gr. katalysis destruction] - pobuđivanje kemijske reakcije ili promjena njene brzine malim dodavanjem tvari (katalizatora) čiji se sastav ne mijenja u reakciji) i teče u bateriju.
Održavanje olovnih baterija svodi se na pitanje potrošnje vode. U tom smislu, prelazak na zatvorene baterije je bio korak naprijed, jer se kod otvorenih baterija 95% gubitka vode događa isparavanjem. Određena potrošnja vode je posljedica elektrolitičke razgradnje vode koja je u određenim granicama neizbježna.


1.2.3. SEALING

Široka upotreba prenosive opreme izvori neprekidno napajanje i druga mobilna oprema zahtijevala je razvoj jednostavnije za korištenje zapečaćene baterije. Zaptivanje je otežano jer tokom rada ili skladištenja baterija može doći do oslobađanja gasova. Posebno intenzivna evolucija plinova (vodika i kisika) se opaža:


  • na kraju punjenja;
  • prilikom ponovnog punjenja;
  • obrnuti polaritet zbog dubokog pražnjenja.

Važan uvjet za dobro brtvljenje je čvrst spoj strukturnih elemenata otporan na kemikalije i toplinu. Od posebne je važnosti brtvljenje zaključaka - kontakt metalnih strujnih elemenata i nemetalnih izolacijskih materijala.
Kod VARTA baterija (vidi sl. p080), kako bi se postigao minimalni otpor, unutrašnji dio terminala (3) je od bakra. Izvana je prekriven olovom (6). Dizajn izlaza osigurava nepropusnost spoja sa tijelom (4) zahvaljujući gumenim zaptivkama (5) stegnutim konstrukcijskim elementima. Zaštitni poklopac (2) mehanički štiti spoj izlaza sa strujnim provodnicima (1).
Da bi se oslobodili nastali plinovi, unutrašnja šupljina baterije mora biti u komunikaciji s atmosferom. Negativne posljedice oslobađanje gasa - potreba za dopunom vode zbog njenog raspadanja, štetnog uticaja na osoblje za održavanje i povećanja korozivnosti atmosfere.
Djelomično zaptivanje je moguće uz rekombinaciju plinova u ciklusu kisika. Ovo koristi činjenicu da kada se baterija napuni, prvo se kisik oslobađa na pozitivnoj elektrodi, a kasnije vodik na negativnoj. Istina, u takvim baterijama struje punjenja i pražnjenja su ograničene zbog nedopustivosti velike evolucije plina.
Unutrašnja cirkulacija kisika je slijed reakcija u kojima ioni kisika formirani na pozitivnoj elektrodi prelaze u negativnu, spajaju se s vodikom i formiraju vodu. U olovnim baterijama ova reakcija je moguća zbog upotrebe "vezanog" elektrolita. "vezani" elektrolit ima pore unutar koje omogućavaju ionima plina da se slobodno kreću s jedne elektrode na drugu.
Postoje dvije metode za vezivanje elektrolita:


  • korištenje poroznog materijala, na primjer, staklenih vlakana impregniranih elektrolitom;
  • upotreba gel elektrolita.

Stakloplastika impregnirana doziranom količinom sumporne kiseline formira porozni sistem čije kapilarne sile drže elektrolit. Elektrolit se dozira na način da se male pore popune, a velike prazne. Kroz neispunjene pore i slobodan prostor u akumulatoru moguće je slobodno kretanje gasa.
U gelu nalik elektrolitu, odgovarajuća otopina sumporne kiseline sadrži približno 6% silika gela. Prije punjenja akumulatora, takav žele se intenzivno miješa i postaje tečan. Nakon punjenja baterije, kao rezultat skrućivanja gela, nastaju mnoge pore koje se šire u različitim smjerovima i doprinose slobodnom kretanju plinovitog kisika.
Zapečaćene VARTA baterije koriste prostirke od fiberglasa sa dodatnim separatorima. Želati elektrolit se koristi u kombinaciji sa konvencionalnim separatorima. Korištenje elektrolita nalik na žele ima prednost u tome što, tokom ciklusa baterije, postoji mala razlika u koncentraciji elektrolita između gornjeg i donjeg dijela baterije.
Proizvođači preporučuju korištenje visokih baterija sa sorbiranim elektrolitom u stacionarnim uvjetima "ležeći" kako bi se ograničila visina separatora.


2.2.4. PROJEKTIRANJE BATERIJSKIH INSTALACIJA

Za uspješan rad baterija važno je da ispravljači koji se koriste za punjenje ispunjavaju sve zahtjeve koji važe za punjenje baterija (vidi Poglavlje 3).
Baterije proizvedene po VARTA tehnologiji (vidi tab. t033) preporučuje se punjenje prema IU karakteristici (vidi sl. p077). Ovo nježno punjenje je poželjna metoda, iako pod određenim uvjetima mogu biti potrebne metode punjenja do 2,4 V po ćeliji. U ovom slučaju je sasvim dovoljan konstantan napon punjenja od 2,23 V/el.
Nikl-kadmijumske baterije, za razliku od olovnih baterija, zahtevaju izjednačujuće punjenje da bi napunile kapacitet. Moraju se provoditi u redovnim intervalima. Potpuno punjenje se postiže dovoljno visokim naponom baterije i ne može se postići naponom punjenja.
Olovne baterije treba raditi u plivajućem načinu punjenja i ne ostavljati ga dugo vremena nenapunjenim kako bi se spriječila ozbiljna oštećenja od korozije.
Nikl-kadmijumske baterije praktički nemaju problema sa korozijom, tako da se baterije sa takvim baterijama mogu dugo čuvati i u napunjenom i u ispražnjenom stanju.
Stacionarne olovne baterije Vb i OPzS iz VARTA-e dizajnirani su na način da optimalno vreme servis i stanje punog napunjenosti se postiže korištenjem IU grafa pri float naponu punjenja od 2,23 V/ćeliji (sl. p077).
Veći napon punjenja dovodi do prekomjernog punjenja baterija i skraćivanja njihovog vijeka trajanja. Ove baterije ne zahtijevaju redovno punjenje za ekvilizaciju.
plutajuća struja
Za stalnu spremnost za rad, olovne baterije moraju biti pod konstantnim naponom punjenja. Stalni napon punjenja - takva vrijednost napona, koja se kontinuirano održava na terminalima baterije, pri kojoj strujni tok kompenzira proces samopražnjenja baterije.
Mora se uzeti u obzir da plutajuća struja zavisi od:


  • konstantan napon punjenja;
  • temperatura baterije.

Oba parametra mijenjaju snagu plivajuće struje punjenja i tako utiču na potrošnju vode putem elektrolize.
1 Ah punjenja prijavljenog akumulatoru razgrađuje 0,34 g vode. Ovo proizvodi:
0,42 l vodonika;
0,22 l kiseonika.
Zapečaćene nikl-kadmijumske baterije ne ispuštaju gas.
Na sl. p075 pokazuje da kada se napon zatvorene olovne baterije poveća za samo 200 mV, struja punjenja se povećava za 10 puta. Kada se napon baterije poveća za samo 2,5%, što je 50 mV, struja se skoro udvostruči. Povećanje napona na baterijama povećava stopu korozije rešetki i na taj način dovodi do smanjenja vijeka trajanja.
Plutajuća struja punjenja ovisi o vrsti baterije. Sa stalnim punjenjem naponom od 2,23 V/el. i +20oS vrijednosti struje punjenja za svakih 100 Ah zatvorenih baterija će biti:
GroE - 15 mA;
OPzS - 20 mA;
Vb - 25 mA.
Posebno je važno održavati optimalan konstantan napon punjenja za zatvorene baterije, u kojima nema viška elektrolita i nije ga moguće dodati tokom rada.
Temperaturni efekat
Sličan učinak povezan s povećanjem struje punjenja također ima temperatura. Kada temperatura poraste za 10oC, plivajuća struja punjenja se udvostručuje, a time i potrošnja vode.
Kako temperatura raste, brzina korozivnih procesa se povećava, što smanjuje vijek trajanja baterija.
Povećanje temperature baterije za 10oC udvostručuje stopu procesa korozije i prepolovi životni vijek.
Kapacitet takođe zavisi od temperature, što je ilustrovano na sl. p076.
Način pražnjenja baterije
Prilikom odabira baterije potrebno je uzeti u obzir činjenicu da različite vrste baterija imaju različite karakteristike pražnjenja. Ovisno o brzini pražnjenja, izlazni kapacitet od različite vrste baterije se ne mijenjaju na isti način. Rice. p086 označava da je pri 200 A potreban nazivni kapacitet različitih tipova baterija različit. Stoga, cijena baterije koja se sastoji od skupih baterija (Vb) ne smije biti veća od cijene baterije odabrane za iste uvjete, ali koja se sastoji od jeftinijih baterija (OPzS).


1.3. FIAMM STACIONARNE BATERIJE

Stacionarne baterije- apstraktni i često malo poznati pratioci svakodnevnog života. Ne primjećujemo njihovo prisustvo na električnim trafostanicama, u komunikacijskim sistemima, u uređajima za automatizaciju. Stacionarne baterije su namenjene za rad na stalnom mestu ili u uslovima koji isključuju kretanje mašina u koje su ugrađene.
Tradicionalne primjene uključuju: neprekidno napajanje (UPS), gašenje požara i sigurnosni sistemi alarmi, kompjuteri i medicinski uređaji.
Vodeće kompanije za proizvodnju baterija kao što su VARTA, Bosch, FIAMM, Baren proizvode akumulatore bez održavanja. Takve punjive baterije mogu se koristiti na mobilnim uređajima.
FIAMM je jedan od vodećih svjetskih proizvođača baterija. Značajan obim proizvodnje FIAMM-GS su zapečaćene baterije sa sorbovanim elektrolitom (AGM).
U prvom broju serijala upoznali ste se akumulatori za automobile FIAMM. U ovom poglavlju predstavljamo stacionarne baterije. Odlikuju se smanjenjem operativnih troškova i pokrivaju raspon kapaciteta od 0,5 do 8000 Ah, što vam omogućava da zadovoljite zahtjeve svakog potrošača.


1.3.1. OPĆE KARAKTERISTIKE

Specifična težina i volumetrijske karakteristike- većina Opće karakteristike, koji odražava tehnološki nivo proizvodnje baterija. Za FIAMM stacionarne baterije, one su prikazane na sl. p002.
Baterije tipa SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF, PMF su niske za održavanje. Trebali bi biti smješteni u posebnoj prostoriji. Svi su opremljeni utičnim ventilima sa keramičkim odvodnikom iskri.
Najprikladnije i najsigurnije od kiselih baterija su zatvorene VRLA (valve Regulated Lead Acid) baterije bez održavanja, izgled koji je prikazan na sl. p004.
Elektrolit u ovim baterijama je u sorbiranom ili želeastom stanju. Time se povećava pouzdanost baterija, sigurnost njihovog rada i transporta.
Olovne baterije imaju jedinstvenu karakteristiku - sposobnost oslobađanja vodonika tokom prenapona i kisika kada se napon olovne baterije približi vrijednosti karakterističnoj za puno punjenje. U tom slučaju dolazi do značajnog porasta napona, koji je neophodan za prolazak struje punjenja kroz elektrolit. Ako je napon koji uzrokuje da struja punjenja teče fiksan i dovoljno visok da napuni elektrode, ali ne toliko visok da uzrokuje ispuštanje plinova, napon ćelije će rasti sve dok ne bude jednak naponu izvora punjenja.
U zatvorenim baterijama implementirana je rekombinacija gasova koji se oslobađaju tokom punjenja-pražnjenja. Stoga su operativni troškovi održavanja ovih vrsta baterija niži u odnosu na servisirane.
Elektrolit je dizajniran na način da se stvaranje kisika tokom procesa punjenja kompenzira drugim kemijskim reakcijama koje održavaju ravnotežne uvjete u kojima baterija može raditi dugo vremena bez gubitka vode. Ovo je od suštinskog značaja za zatvorene baterije.
Zatvorene baterije: SMG, SLA, UPS, FG razlikuju se po stepenu uticaja na opremu i ljude od svojih prethodnika po tome što mogu biti u prostoriji sa prirodna ventilacija. Ne zahtijevaju posebnu prostoriju. Opremljeni su ventilom za gašenje iskri koji sprječava prskanje elektrolita i paljenje eksplozivne smjese. Prema DIN 43 539, kada pritisak poraste iznad 30 kPa, akumulatorski ventil oslobađa višak pritiska gasa.


1.3.2. DIZAJN

IN moderne stacionarne baterije koriste se samo zalijepljene elektrode. Mogu biti rešetkaste, kutijaste i oklopne.
U mrežastim elektrodama aktivna masa se drži u mreži od olovo-antimona ili legure olovo-kalcijum (vidi sl. p003) debljine 1...4 mm.
U pločama u obliku kutije rešetke sa aktivnom masom su obostrano zatvorene perforiranim olovnim limovima. U kutijama SD i SDH baterija legura Sb-Pb je dopirana selenom.
Oklopne ploče (sl. p005) sastoje se od olovno-antimonskih iglica koje se postavljaju unutar perforiranih cijevi ispunjenih aktiviranom masom. Upotreba kutijastih i oklopnih ploča omogućava proizvodnju baterija velikog kapaciteta sa malim unutrašnjim otporom.
Za negativne elektrode koriste se rešetkaste i kutijaste ploče, za pozitivne površinske, rešetkaste i ljuske. Kao separatori koriste se mikroporozne ploče od vulkanizirane gume (mipor), polivinil hlorida (miplast) i fiberglasa.
Tradicionalno, za povećanje čvrstoće, ploče su napravljene od legure olova i antimona. Moderni modeli koriste leguru olova i kalcija, kao i olovo, antimon i selen.
Upotreba antimona dovodi do činjenice da elektroliza vode počinje čak i pri relativno niskim naponima. To zauzvrat uzrokuje gubitak vode. Prisustvo antimona također uzrokuje stvaranje dendrita u materijalu ploče. Stoga, ako se ne preduzmu dodatne mjere, takve ploče su podložnije koroziji i mehaničkim kvarovima. Upotreba selena u SD i SDH kutijama sprečava trovanje baterija antimonom.
Legura olova i kalcija omogućava proizvodnju lakših i jačih ploča. Ovdje elektroliza vode počinje na više visoki naponi. Kristali formirani u pločama koje sadrže kalcij su mali i ujednačeni, a njihov rast je ograničen.
U mnogim modelima FIAMM stacionarnih baterija, svaka ploča je odvojena dvostrukim separatorima ili pakirana u mikroporozni omotač separatora. U prevedenim uputama i brošurama za baterije često se navodi da su koverte za separator napravljene od polietilena. Ovo je zabluda ili greška u prijevodu. Membrane su izrađene od polietilena (zračenjem cijepljenog akrilnom kiselinom). Koverte su izrađene od poroznog miplasta. Inertan je u odnosu na elektrolit.
Envelope-separator ne samo da povećava otpornost ploča na vibracije i udare, već i sprječava jedan od glavnih uzroka kvara baterije - igličasti rast aktivne mase, što dovodi do kratkog spoja ploča unutar baterije. Ploče koje se nalaze u omotačima separatora mogu se nalaziti mnogo bliže jedna drugoj. Istovremeno se mijenjaju specifične karakteristike baterija, posebno, povećava nazivni kapacitet. Koverte-separatori se koriste u sledećim modelima baterija: SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF.
Kavezi od fiberglasa izrađuju se u obliku prostirki i koriste se u kombinaciji sa poroznim PVC kavezima. Dvostruki separatori se koriste u modelima: SMZA, SMF, SMBF.
Baterije koje se malo održavaju i zapečaćene zadaju manje problema svojim vlasnicima. To ne znači da je održavanje potpuno isključeno. U svakom slučaju, potrebno je pratiti stanje baterija. Ali ako se koriste u uređajima s automatskom kontrolom punjenja (vidi Poglavlje 3), onda ne uzrokuju nikakve probleme.
Prilikom odabira baterije za stacionarne uslove rada, potrošač treba da se rukovodi karakteristikama datim u tabeli. t001 i odaberite baterije prema radnim uvjetima. Treba imati na umu da će kupovina SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF, PMF tipova baterija uzrokovati dodatne troškove održavanja. Ako imate prostoriju opremljenu za smještaj servisiranih baterija, onda je treba koristiti za predviđenu namjenu.
Odabrana baterija mora odgovarati načinu rada. Kod baterija koje su u radu, to se neprekidno ponavlja zatvorena petlja elektrohemijske transformacije. Period punjenja-pražnjenja baterije naziva se ciklus. Baterije se troše sa svakim ciklusom. Vijek trajanja baterije mjeri se brojem ciklusa punjenja-pražnjenja.


1.3.3. NAČINI RADA

Razlikovati tri režima rada uzimajući u obzir karakteristike procesa punjenja i pražnjenja baterije:


  • tampon;
  • ciklično;
  • mješovito.

Ako su periodi pražnjenja kratki u poređenju sa periodima punjenja, ovaj način rada baterije se naziva bafer. U ovom načinu rada baterija se stalno puni.
Ciklični način rada karakteriziraju dugi periodi punjenja-pražnjenja-punjenja. Puni ciklični način rada se rijetko koristi u praksi, na primjer, tokom kontrolnih ciklusa punjenja-pražnjenja baterija. U tom slučaju, baterija je potpuno napunjena, a zatim ispražnjena do minimalnog dozvoljenog napona i ponovno napunjena. Tako se određuje raspoloživi kapacitet baterije.
Raspoloživi kapacitet znači maksimalni iznos električna energija u kulonima (amper sati (1 Ah = 3600 C)), koju baterija ispušta kada se isprazni na odabrani konačni napon. Minimalni napon baterije na kraju pražnjenja određuje proizvođač. Ne preporučuje se korištenje načina dubljeg, kao i mekog pražnjenja, koji skraćuju trajanje cikličkog vijeka trajanja baterije.
Raspoloživi kapacitet se povećava nakon puštanja u rad, a zatim se smanjuje kako se broj ciklusa povećava (Sl. p006). Početno povećanje kapaciteta je zbog aktiviranja ploča kada se baterije puste u rad. Broj radnih ciklusa zavisi od stepena pražnjenja baterije. Što je dubina pražnjenja baterije manja, to će trajati više ciklusa.
Smatra se da je baterija dosegla kraj svog vijeka trajanja kada raspoloživi kapacitet padne na 80% navedenog originalnog kapaciteta. U ovom slučaju, 30% DOD odgovara maksimalnom cikličnom vijeku trajanja baterije.
Karakteristike punjenja i pražnjenja baterije variraju u zavisnosti od načina rada. Napon punjenja u cikličnom režimu je veći nego u pufer režimu (Sl. p008). Proizvođači navode željene režime rada baterije. Ako proizvođač daje parametre jednog načina rada, to je za bafer mod.
Tehnika punjenja
Prema preporukama proizvođača, sve vrste FIAMM baterija mogu se puniti u plutajućem i kompenzacijskom načinu punjenja.
Plutajući način punjenja baterije je osiguran ako se na nju primijeni potencijal koji premašuje njen radni napon. Struja punjenja je proporcionalna razlici između primijenjenog napona i napona idle move baterija. Napon baterije raste kako se puni dok elektroliza ne počne. Istovremeno, efikasnost punjenja se smanjuje, a napon na terminalima baterije raste kako se brzina punjenja smanjuje. Ovim načinom punjenja moguće je pohraniti do 90% raspoloživog kapaciteta. Napon punjenja za stacionarne baterije prikazan je u tabeli. t002.
Treba obratiti pažnju na činjenicu da se baterije koje se lako održavaju mogu isporučiti sa gustinom elektrolita od 1,21 i 1,25 g/cm3, na zahtev kupca, u zavisnosti od klimatskih uslova rada. Istovremeno, napon punjenja je veći za baterije sa elektrolitom veće gustine.
Nakon što je baterija potpuno napunjena, daljnji nastavak punjenja uzrokuje oslobađanje plinova (dolazi do prekomjernog punjenja). U servisiranim FIAMM baterijama tokom punjenja, prskanje elektrolita je ograničeno dizajnom ventila.
Plutajući način punjenja (IU) za SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF ćelije - omogućava punjenje baterije do 100% u dvije faze. Prvo napunite bateriju visoka struja, jednako 15% kapaciteta baterije sa desetosatnim punjenjem do napona od 2,3 V. Zatim se pune strujom jednakom 5% kapaciteta desetosatnim punjenjem do napona od 2,4 V. Olovo -kiselinske baterije moraju raditi u režimu stalnog punjenja i ne smiju ostati nenapunjene dugo vremena kako bi se spriječilo oštećenje ploča od korozije.
Kada se temperatura promijeni, napon punjenja se mora korigirati prema faktorima korekcije ili rasporedima proizvođača. Karakteristična kriva napona baterije u odnosu na temperaturu prikazana je na sl. p007. U ovom slučaju, napon punjenja može varirati u granicama navedenim u tabeli. t002.
Proizvođač ograničava maksimalnu struju punjenja zatvorenih SMG, SLA, UPS baterija za plutajuće i kompenzacijsko punjenje na 0,25% kapaciteta. Plutajućim punjenjem, zatvorene baterije se pune do napona od 2,23 V / ćeliji, uz kompenzaciju - do 2,4 V / ćeliji.
Proizvođač ne preporučuje zloupotrebu režima brzog kompenzacionog punjenja za sve vrste baterija. Tipične krive punjenja za FIAMM baterije su prikazane na sl. p008. Kada je napon punjenja veći od 2,3 V, struju punjenja treba ograničiti na vrijednost navedenu u tabeli. t002.
Tehnika pražnjenja
Dostupni kapacitet baterije je neosjetljiv na pražnjenja ispod C/10. Kod intenzivnijih pražnjenja, kapacitet se smanjuje kako se brzina pražnjenja povećava. Dovoljno je da proizvođač obezbijedi relativno ograničen broj tipičnih krivulja pražnjenja. Tokom rada baterije, raspoloživi kapacitet je određen brzinom pražnjenja. Tipična ovisnost postotak kapacitet od maksimalne struje pražnjenja FIAMM baterija je prikazan na sl. p093.
S otvorenom baterijom izlazna snaga je nula jer je struja nula. Ako je baterija kratko spojena, izlazna snaga je opet nula, jer je napon blizu nule, iako struja može biti vrlo velika. Prosječni napon zavisi od povučene struje, ali ne postoji linearna veza između ovih vrijednosti. Za hemijske izvore struje, zavisnost vremena pražnjenja o snazi ​​prikazana je na Sl. p094. Grafikon pokazuje da se maksimalna izlazna snaga javlja kada je otpor opterećenja jednak unutrašnjem otporu baterije.
Maksimalni kapacitet punjivih baterija se postiže pri normalnoj temperaturi (20oC), niskim stopama pražnjenja i niskim naponima prekida. Mobilnost jona i brzina njihove interakcije s elektrodama opadaju kako temperatura pada. Većina baterija s elektrolitima na bazi vode imaju smanjenu izlaznu energiju u odnosu na ono što mogu isporučiti na normalnoj temperaturi. Ako se elektrolit zamrzne, pokretljivost jona može pasti do tačke u kojoj će baterija prestati da radi.
Kada se baterija prazni na niskim temperaturama, njen unutrašnji otpor se povećava, što dovodi do oslobađanja dodatne toplote. On donekle kompenzuje pad temperature. okruženje. U takvim uslovima, performanse baterije su određene njenim dizajnom i uslovima pražnjenja.


1.4. BATERIJE HAWKER BATTERIES GROUP

Unatoč činjenici da je olovna baterija poznata više od stotinu godina, nastavlja se rad na njenom poboljšanju.
Baterije ispuštaju gas. Određeno smanjenje emisije gasova u okolni prostor postiže se upotrebom posebnih čepova sa katalitičkim mlaznicama. Pokušaj stvaranja zatvorenih akumulatora, koji koriste rekombinaciju plinova u ciklusu kisika, okrunjen je uspjehom.
Godine 1982. Chloride Industrial Batteries (Chloride Industrial Batteries Ltd) je jedan od proizvođača baterija. Kompanija je članica međunarodne Hawker Batteries Group (vidi sliku 2.1). Proizvodnja se nalazi u Manchesteru (Velika Britanija). distributer na ukrajinskom tržištu je Selcom (vidi str. 106)) je započeo proizvodnju nove generacije zatvorenih baterija. Njihova prva prepoznatljiva karakteristika je rekombinacija gasova tokom punjenja baterije. Drugi je izrada mreže ploča od čistog olova. Hloridne baterije se koriste za napajanje autonomnih telekomunikacionih uređaja, u vazduhoplovstvu, u izvorima neprekidnog napajanja. Karakteristike specifične težine hloridnih industrijskih baterija prikazane su na dijagramu na sl. p043.


1.4.1. BATERIJE POWERSAFE SERIJE

Powersafe baterije su hermetički zatvorene monoblok baterije. Izdaju se u rasponu kapaciteta od 19 do 1689 Ah. Baterije se mogu spojiti u seriju do 200 ćelija.
Pozitivne ploče su izrađene od legure olovo-kalcijum-kalaj. 95% rekombinacije gasova se vrši u baterijama serije Powersafe. Oni koriste membrane separatora za ionsku izmjenu koje transportiraju ione kisika s pozitivne na negativnu ploču.
Budući da brzina ispuštanja plinova tijekom punjenja na pozitivnoj i negativnoj elektrodi nije ista, koristi se činjenica da se kisik oslobađa na pozitivnoj elektrodi prije nego što se vodik oslobađa na negativnoj. U isto vrijeme, kisik se mora ukloniti kako bi se spriječila oksidacija pozitivne ploče baterije. Upotreba legure olovo-kalcij-kalaj omogućila je povećanje napona elektrolize vode u posljednjoj fazi punjenja baterije.
Membrana separatora za ionsku izmjenu je usmjereni provodnik iona kisika od pozitivne do negativne ploče. Membrana separatora ima pretežno horizontalne pore. Na negativnoj elektrodi, kiseonik se kombinuje sa vodonikom i formira vodu (slika p041):
2e- + 2H + 1/2 O2 = H2O.
Dakle, tokom rada Powersafe baterija, oslobođeni gasovi se rekombinuju u vodu.
Opseg napona za svaku Powersafe baterijsku ćeliju je 2,27...2,29V na 20oC. Minimalni napon pražnjenja je 1,63 V.
Proizvođač upozorava da se baterije ispražnjene na napon od 1,6 V treba početi puniti u roku od dvije minute. Moguće je kupiti baterije sa ugrađenom zaštitom od dubokog pražnjenja, međutim, koriste se izuzetno rijetko.
Kada se temperatura promijeni, punjenje i punjenje baterije treba izvršiti uzimajući u obzir temperaturne koeficijente date u tabeli. t024. Napon punjenja se određuje množenjem nazivni napon naknada po vrijednosti temperaturni koeficijent. Treba obratiti pažnju na razliku u koeficijentima za različite stope naknade. Maksimalna struja punjenja baterija tokom čitavog vremena punjenja ne bi trebalo da prelazi 10% nazivnog kapaciteta za trosatni režim pražnjenja.
U tabeli. Dodatak P2 predstavlja tehničke specifikacije Powersafe baterija. U tabeli su prikazane 4 vrste baterija.
Optimalne karakteristike punjenja Powersafe baterije su prikazane na sl. p038 i sl. p039. Grafikon (sl. p038) prikazuje zavisnost struje punjenja od vremena punjenja baterija, a na sl. p039 - tipično vrijeme punjenja u zavisnosti od stepena pražnjenja.
Kontrola stepena napunjenosti zatvorenih baterija ne može se vršiti gustinom elektrolita. Za Powersafe baterije, proizvođač daje odnos između napona ćelije i stepena njenog napunjenosti (Sl. p040).


1.4.2. BATERIJE "PURE LEAD TECHNOLOGY"

Pouzdanost baterije se podrazumijeva kao njena sposobnost da održi karakteristike koje je odredio proizvođač tokom rada određeno vrijeme pod određenim uslovima. Baterije karakterizira širok raspon parametara povezanih s proizvodnom tehnologijom, posebno s fluktuacijama u svojstvima sirovine. Stoga baterije često imaju višak zaliha aktivnih supstanci.
Postoji niz faktora koji ograničavaju postizanje visokog stepena pouzdanosti baterije:
snažan uticaj manjih nečistoća na svojstva aktivnih masa;
veliki broj tehnoloških faza;
korištenjem širokog spektra materijala.
Povećanje pouzdanosti povezano je, prije svega, s oprezom kontrola ulaza sve ulazne sirovine i materijale koji se koriste.
Industrijske hloridne baterije napravljene su korištenjem tehnologije čistog olova (PLT). To uključuje sljedeće vrste baterija:
CYCLON;
MONOBLOC;
GENESIS;
SBS.
Osnova PLT tehnologije je povećanje faktora iskorištenja strukturnih elemenata i aktivnih masa elektroda. Konvencionalni dizajn baterije osigurava njihovu visoku pouzdanost zbog redundancije aktivne mase elektroda, elektrolita i elemenata koji nose struju. U njima je višak reagensa i elektrolita 75 ... 85% od teoretski potrebnog.
Rešetke od čistog olova prvi put je koristila Gates Corporation 1973. (sada Inc. Hawker Energy Products.). Glavna karakteristika tehnologije je čistoća materijala i upotreba tanjih ploča od čistog olova bez smanjenja vijeka trajanja baterije. Ploče se izrađuju štancanjem nakon čega slijedi valjanje. Tokom valjanja, olovo se zbija, pore se zatvaraju i kao rezultat toga dolazi do visoke otpornosti na koroziju pločastih rešetki.
U poređenju sa baterijama drugih proizvođača, opseg radnih temperatura je impresivan (vidi tabelu t025).
U početku su razvijene SBS baterije, koje su se pojavile početkom 1980-ih. Korišćeni su u avijaciji i komunikacijskoj opremi. Godine 1989. počele su se proizvoditi baterije serije Cyclon Monobloc i Genesis.
Ploče u ovim baterijama su napravljene od legure kalaja i olova.
SBS - baterije za širok spektar aplikacija koje pokrivaju raspon kapaciteta od 7 do 350 Ah. Visoka gustoća energije postiže se upotrebom tankih ploča za posipanje, separatora jonske izmjene i sorbiranog elektrolita. Posebnost SBS baterija je mogućnost brzog punjenja, jer. 99% gasova se rekombinuje kada se napune.
Oni su tolerantni duboko pražnjenje i može raditi u cikličkom i bafer modu. Dizajnerska karakteristika omogućava korištenje baterija u širokom temperaturnom rasponu. Gornja granica je podignuta na 60°C upotrebom opcionog čeličnog kućišta.
Dizajn Cyclon i Monobloc baterija je sličan Plante baterijama (sl. p042). Njih karakteristična karakteristika je spiralni raspored ploča za širenje. Oni rade postojano u cikličnom režimu. Monobloc sadrži nekoliko limenki u jednom kućištu, otuda i naziv baterije. Dizajn Genesisa je takođe monoblok. Specifikacije Genesis baterije su prikazane u tabeli. P1 aplikacije.
Baterije iz hloridnih industrijskih baterija širok raspon koriste se:


  • u komunikacijskoj opremi;
  • u avijaciji;
  • u kompjuterskoj tehnologiji;
  • u vozilima;
  • u medicinskoj opremi;
  • u autonomnim obnovljivim izvorima energije.

Cyclon i Monobloc baterije pokrivaju raspon niskog kapaciteta i prvenstveno su namijenjene za prijenosne aplikacije male snage. Dobro rade u cikličnom načinu rada i nepretenciozni su.
Akumulatori Cyclon, pored cilindrične verzije, mogu se proizvoditi u određenim oblicima i dimenzijama za manju opremu po narudžbi. Efikasnost rekombinacije gasa u njima je 99,7%. Radna pozicija je proizvoljna. Ventil nadtlaka štiti bateriju od eksplozije i radi pod pritiskom od 50 MPa.