Техническое обслуживание аккумуляторных батарей - аккумуляторные батареи. Cвинцово-кислотный аккумулятор: особенности использования Обслуживание свинцово кислотных аккумуляторных батарей

Рассмотрены вопросы применения и эксплуатации кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторных батарей, наиболее широко используемых для резервирования аппаратуры охранно-пожарной сигнализации (ОПС)

* Все рисунки и технические характеристики, использованные в данной статье, приведены из документации для аккумуляторов фирмы «Fiamm», а также полностью соответствуют техническим характеристикам параметров аккумуляторов, производимых фирмами «Cobe» и «Yuasa».

Появившиеся на российском рынке в начале 90-х годов кислотно-свинцовые герметичные аккумуляторные батареи (далее — аккумуляторы), предназначенные для использования в качестве источников постоянного тока для электропитания или резервирования аппаратуры ОПС, связи и видеонаблюдения, в короткий срок завоевали популярность у пользователей и разработчиков. Наиболее широкое применение получили аккумуляторы, производимые фирмами: «Power Sonic», «CSB», «Fiamm», «Sonnenschein», «Cobe», «Yuasa», «Panasonic», «Vision».

Аккумуляторы такого типа имеют следующие достоинства:

Рисунок 1 — Зависимость времени разряда аккумулятора от тока разряда

• герметичность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
• не требуются замена электролита и доливка воды;
• возможность эксплуатации в любом положении;
• не вызывает коррозии аппаратуры ОПС;
• устойчивость без повреждений к глубокому разряду;
• малый саморазряд (менее 0,1%) от номинальной ёмкости в сутки при температуре окружающей среды плюс 20 °С;
• сохранение работоспособности при более чем 1000 циклов 30% разряда и свыше 200 циклов полного разряда;
• возможность складирования в заряженном состоянии без подзаряда в течение двух лет при температуре окружающей среды плюс 20 °С;
• возможность быстрого восстановления ёмкости (до 70% за два часа) при заряде полностью разряженного аккумулятора;
• простота заряда;
• при обращении с изделиями не требуется соблюдение каких-либо мер предосторожности (так как электролит находится в виде геля, отсутствует утечка кислоты при повреждении корпуса).

Рисунок 2 — Зависимость емкости аккумулятора от температуры окружающей среды

Одной из основных характеристик является ёмкость аккумулятора С (произведение тока разряда А на время разряда ч). Номинальная ёмкость (значение указано на батарее) равна ёмкости, которую отдает аккумулятор при 20-часовом разряде до напряжения 1,75 В на каждой ячейке. Для 12-вольтового аккумулятора, содержащего шесть ячеек, это напряжение равно 10,5 В. Например, аккумулятор с номинальной ёмкостью 7 Ач обеспечивает работу в течение 20 ч при токе разряда 0,35 А. При расчете времени работы аккумулятора при токе разряда, отличном от 20-часового, реальная ёмкость его будет отличаться от номинальной. Так, при более 20-часовом токе разряда реальная ёмкость аккумулятора будет меньше номинальной (рисунок 1 ).

Ёмкость аккумулятора также зависит от температуры окружающей среды (рисунок 2 ).
Все фирмы-производители выпускают аккумуляторы двух номиналов: 6 и 12 В с номинальной ёмкостью 1,2 … 65,0 А*ч.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРОВ

При эксплуатации аккумуляторов необходимо соблюдать требования, предъявляемые к их разряду, заряду и хранению.

1. Разряд аккумулятора

При разряде аккумулятора температура окружающей среды должна поддерживаться в пределах от минус 20 (для некоторых типов аккумуляторов от минус 30 °С) до плюс 50 °С. Такой широкий температурный диапазон позволяет устанавливать аккумуляторы в неотапливаемых помещениях без дополнительного подогрева.
Не рекомендуется подвергать аккумулятор «глубокому» разряду, так как это может привести к его порче. В таблице 1 приведены значения допустимого напряжения разряда для различных значений тока разряда.

Таблица 1

Аккумулятор после разряда следует немедленно зарядить. Это особенно касается аккумулятора, который был подвергнут «глубокому» разряду. Если аккумулятор в течение длительного периода времени находится в разряженном состоянии, то возможна ситуация, при которой восстановить полностью его ёмкость будет невозможно.

Некоторые разработчики источников питания со встроенным аккумулятором устанавливают напряжение отключения батареи при ее разряде предельно низким (9,5…10,0 В), пытаясь увеличить время работы в резерве. На самом деле увеличение продолжительности ее работы в этом случае незначительно. Например, остаточная ёмкость батареи при ее разряде током 0,05 С до 11 В составляет 10% от номинальной, а при разряде большим током это значение уменьшается.

2. Соединение нескольких аккумуляторов

Для получения номиналов напряжений свыше 12 В (например, 24 В), используемых для резервирования приемно-контрольных приборов и извещателей для открытых площадок, допускается последовательное соединение нескольких аккумуляторов. При этом следует соблюдать следующие правила:

• Необходимо использовать одинаковый тип аккумуляторов, производимых одной фирмой-изготовителем.
• Не рекомендуется соединять аккумуляторы с разницей даты времени изготовления больше чем 1 месяц.
• Необходимо поддерживать разницу температур между аккумуляторами в пределах 3 °С.
• Рекомендуется соблюдать необходимое расстояние (10 мм) между батареями.

3. Хранение

Допускается хранить аккумуляторы при температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 40 °С.

Рисунок 3 — Зависимость изменения емкости аккумулятора от времени хранения при различной температур

Аккумуляторы, поставляемые фирмами-изготовителями в полностью заряженном состоянии, имеют достаточно малый ток саморазряда, однако при длительном хранении или использовании циклического режима заряда возможно уменьшение их емкости (рисунок 3 ). Во время хранения аккумуляторов рекомендуется перезаряжать их не реже 1 раза в 6 месяцев.

4. Заряд аккумулятора

Рисунок 4 — Зависимость срока службы аккумулятора от температуры окружающей среды

Заряд аккумулятора можно осуществлять при температуре окружающей среды от 0 до плюс 40 °С.
При заряде аккумулятора нельзя помещать его в герметично закрытую емкость, так как возможно выделение газов (при заряде большим током).

ВЫБОР ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Рисунок 5 — Зависимость изменения относительной емкости аккумулятора от срока службы в буферном режиме заряда

Необходимость правильного выбора зарядного устройства продиктована тем, что чрезмерный заряд будет не только уменьшать количество электролита, а приведет к быстрому выходу из строя элементов аккумулятора. В то же время уменьшение тока заряда приводит к увеличению продолжительности заряда. Это не всегда желательно, особенно при резервировании аппаратуры ОПС на объектах, где часто происходят отключения электроэнергии,
Срок службы аккумулятора существенно зависит от методов заряда и температуры окружающей среды (рисунки 4, 5, 6 ).

Буферный режим заряда

Рисунок 6 — Зависимость количества циклов разряда аккумулятора от глубины разряда* % показывает глубину разряда на каждый цикл номинальной емкости, взятой как 100%

При буферном режиме заряда аккумулятор всегда подключен к источнику постоянного тока. В начале заряда источник работает как ограничитель тока, в конце (когда напряжение на батарее достигает необходимого значения) — начинает работать как ограничитель напряжения. С этого момента ток заряда начинает падать и достигает величины, компенсирующей саморазряд аккумулятора.

Циклический режим заряда

При циклическом режиме заряда производится заряд аккумулятора, затем он отключается от зарядного устройства. Следующий цикл заряда осуществляется только после разряда аккумулятора или через определенное время для компенсации саморазряда. Характеристики заряда аккумулятора приведены в таблице 2 .

Таблица 2

Примечание — Температурный коэффициент не следует принимать во внимание, если заряд протекает при температуре окружающей среды 10…30° С.

На рисунке 6 показано количество циклов разряда, которым можно подвергнуть аккумулятор в зависимости от глубины разряда.

Ускоренный заряд аккумулятора

Допускается проведение ускоренного заряда аккумулятора (только для циклического режима заряда). Для данного режима характерно наличие цепей температурной компенсации и встроенных температурных защитных устройств, так как при протекании большого тока заряда возможен разогрев аккумулятора. Характеристики ускоренного заряда аккумулятора приведены в таблице 3.

Таблица 3

Примечание — следует использовать таймер, чтобы предотвратить заряд аккумулятора.

Для аккумуляторов, имеющих ёмкость более чем 10 Ач, начальный ток не должен превышать 1C.
Срок службы кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторов может составлять 4…6 лет (при соблюдении требований, предъявляемых к заряду, хранению и эксплуатации аккумуляторов). При этом в течение указанного срока их эксплуатации никакого дополнительного обслуживания не требуется.

Продолжить чтение

Эксплуатационный ресурс герметичных свинцовых аккумуляторных батарей в составе электронного оборудования Мерунко Александр Анатольевич Технический директор ООО «Диск», г.Томск В настоящее время на потребительском рынке вторичных источников тока лидирующее положения (вследствие относительно низкой стоимости) занимают герметичные свинцовые аккумуляторные батареи. Их применяют…

Какая емкость АБ Вам нужна? При расчете системы автономного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании "Ваш Солнечный Дом" помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета Вы можете руководствоваться следующими простыми…

1. Обеспечивать нормальную работу при эксплуатации при температуре от —10 до +45 °С (рекомендуемая температура + 20 °С) и без ущерба для эксплуатационных характеристик выдерживать при транспортировке и хранении в упаковке температуру в диапазоне от —50 до +50 °С.
2. Обеспечивать сейсмостойкость при условии установки в соответствии с требованиями изготовителя. Аккумулятор должен сохранять работоспособность при сейсмическом воздействии со значениями ускорений 0,9д и 0,6д — в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно, а также при их одновременном воздействии в частном диапазоне от 3 до 35 Гц. По требованию заказчика должна предусматриваться возможность дополнительного усиления конструкции аккумуляторной батареи для сохранения работоспособности в сейсмоопасных районах.
3. Аккумуляторы должны быть герметизированы в выводах и в соединениях крышки с корпусом, выдерживать избыточное или уменьшенное по сравнению с атмосферным давление на 20 кПа при температуре +25+10 °С. Аккумуляторы должны выдерживать относительную влажность до 85 % при температуре 20 °С и пониженное атмосферное давление до 53 кПа.
4. Герметичные аккумуляторы не должны требовать дополнительной доливки дистиллированной воды в электролит и должны предназначаться для работы в исходном герметичном состоянии на протяжении всего срока службы. Аккумуляторы должны быть пожаро-взрывобезопасными и не выделять газов при снятии емкости в режимах, установленных ТУ.
5. Аккумуляторы должны выпускаться в корпусах из акрилбутилстирола (ABS). На корпусе не допускается наличия трещин и сколов, а также повреждения выводов. Конструкция герметичных аккумуляторов должна исключать выброс аэрозоли электролита и обеспечивать возможность их установки в одном помещении с электронным оборудованием и персоналом без применения принудительной вентиляции. Аккумуляторы должны быть снабжены системой аварийного снятия высокого внутреннего давления.
6. Внутреннее сопротивление аккумуляторов не должно превышать установленных значений, определенных при значении температуры 20 °С и степени заряда аккумуляторов.
7. Емкость аккумулятора должна соответствовать стандарту DIN 4534, а также стандарту IEC 896 — 2, BS 6290. Ряд аккумуляторов одного наименования должен обеспечивать возможность как можно более точно подобрать требуемую емкость.
8. Аккумуляторы должны быть рассчитаны на включение в батареи, работающие в буферном режиме или режиме постоянного подзаряда и полностью сохранять свою емкость при поддержании на них среднего напряжения 2,27 В на элемент +1 %. Допускается напряжение 2,27 В на элемент +2 %, при этом срок службы аккумуляторов может сократиться.
9. Напряжение постоянного подзаряда в зависимости от температуры окупающей среды должно поддерживаться в соответствии с данными табл. 4. 1 . Если температура окружающего воздуха, при которой используется батарея, колеблется в пределах +10 °С, то рекомендуется вводить поправку напряжения постоянного подзаряда U/T= —3 мВ/°С.
10. Время подзарядки разрешается сократить путем увеличения напряжения на аккумулятор Umax = 2,40 В на элемент.
11. Заряд аккумуляторов рекомендуется проводить при постоянном напряжении с ограниченным током (Jmax = 0,3 С10). Для избежания перезарядки аккумуляторов, приводящей к снижению срока службы, рекомендуется проводить заряд в режиме постоянного подзаряда напряжением U = 2,27 В на аккумулятор при температуре 20 °С.
12. Для избежания глубоких разрядов аккумуляторов в батарее конечное напряжение разряда отдельных аккумуляторов должно быть не менее указанных в таблице.
13. После полного или частичного разряда аккумуляторы необходимо сразу установить на заряд (подзаряд).
14. Аккумуляторы должны обеспечивать кратковременный (1 мин) разряд током 1,39 С10 А. Конечное напряжение на аккумуляторе не должно быть ниже 1,55 В на элемент.
15. Характеристики саморазряда должны быть такими, чтобы при полугодовом бездействии при температуре окружающего воздуха 20 °С остаточная емкость на аккумуляторе должна быть не менее 75 % от номинальной. При этом саморазряд аккумуляторов будет увеличиваться с увеличением температуры и уменьшаться с ее понижением.
16. Срок службы аккумуляторов должен быть не менее 1 0 лет при выполнении требований эксплуатации. Некоторые типы аккумуляторов могут иметь меньший срок службы, при этом некоторые их параметры должны быть лучше. Например, такие аккумуляторы могут иметь меньшие габаритные размеры, вес, более высокие разрядные характеристики.
17. На протяжении всего срока службы батареи допустимое число отказов может составлять 1 из 1000 эксплуатируемых аккумуляторов в год.

Изменение напряжения подзаряда от температуры окружающей среды

Значения конечного напряжения разряда аккумуляторов

Время разряда, ч	Конечное напряжение, В
До 1 1—3 3—5 5—10	1,60 1,65 1,70 1,75

При организации поставки и эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей необходимо обратить внимание на следующее.

1. Аккумуляторы могут поставляться в следующем виде:
   • с сухозаряженными пластинами без электролита (для малообслуживаемых);
   • с сухозаряженными пластинами в комплекте с электролитом (для малообслуживаемых);
   • заряженные и заполненные электролитом (для малообслуживаемых и герметичных).
2. Комплектность аккумуляторных батарей должна быть достаточной для обеспечения надлежащего монтажа батарей, нормальной их работы в течение всего срока службы и обеспечения необходимого обслуживания.
3. Комплектация разделяется на необходимую и достаточную.
   Необходимый комплект оборудования должен поставляться всегда. Он включает: элементы, межэлементные перемычки, транспортные пробки (для малообслуживаемых), керамические фильтр-пробки, комплект документации.
   Достаточный комплект оборудования поставщик должен оговаривать с заказчиком. Он может включать: стеллажи, приспособления для монтажа и эксплуатации, электролит, ареометры, вольтметры, зарядные устройства и др.
4. Техническая характеристика аккумуляторного элемента должна соответствовать маркировке.
5. Упаковка аккумуляторов должна обеспечивать их безопасную транспортировку и хранение.
6. Помещения для установки аккумуляторов должны соответствовать установленным требованиям.
7. На заводе-изготовителе аккумуляторы должны быть приняты партиями и подвергнуться проверке по сплошному или выборочному плану в установленном объеме и последовательности. Должны проверяться: внешний вид, комплектность, маркировка, габаритные размеры, масса, электрические характеристики, сейсмо- и вибростойкость. Все испытания, условия которых не оговорены в ТУ, проводят при нормальных климатических условиях:
   • температура окружающего воздуха +25+1 0 °С;
   • относительная влажность воздуха — 45 — 80 %;
   • атмосферное давление 84— 1 07 кПа (630—800 мм рт. ст.).
8. Эксплуатация аккумуляторов должна производиться в соответствии с техническим описанием и инструкцией по монтажу и эксплуатации. Монтаж аккумуляторов в батареи должен производиться непосредственно на месте их эксплуатации в соответствии с проектной документацией для данного объекта.
   Поставляемое аккумуляторное оборудование должно сопровождаться технической документацией, к которой предъявляются следующие требования:
   • 1. Техническая документация является неотъемлемой частью комплекта поставки аккумуляторного оборудования.
   • 2. Техническая документация для аккумуляторного оборудования, предназначенного для эксплуатации на территории Российской Федерации, должна быть на русском языке. Некоторые второстепенные виды технической документации могут быть на языке завода-изготовителя. По требованию Заказчика они должны быть переведены на русский язык.
   • 3. Объем технической документации должен быть достаточным для проведения монтажа, ввода в эксплуатацию, эксплуатации, ремонта и обслуживания аккумуляторных батарей.
   • 4. Техническая документация, как правило, должна включать следующие разделы: инструкцию по монтажу и вводу в эксплуатацию; инструкцию по эксплуатации; инструкцию по обслуживанию; технические условия; указания по технике безопасности; технические характеристики оборудования; установочные чертежи стеллажей и схемы электрических соединений.

Герметичные свинцовые аккумуляторы обычно производятся по двум технологиям - гелевые и AGM. В статье подробнее рассмотрены отличия и особенности этих двух технологий. Даны общие рекомендации по эксплуатации таких аккумуляторов.

Основные типы АКБ рекомендованные для применения в автономных солнечных энергосистемах:Неотъемлемой компонентом автономных солнечных энергосистем являются необслуживаемые аккумуляторные батареи большой емкости. Такие АКБ гарантируют неизменное качество и сохранение функциональных возможностей на протяжения всего заявленного жизненного цикла.

Технология AGM - (Absorbent Glass Mat) На русский язык это можно перевести как “поглощающее стекловолокно”. В качестве электролита также используется кислота в жидком виде. Но пространство между электродами заполнено микропористым материалом-сепаратором на основе стекловолокна. Это вещество действует как губка, оно полностью всасывает всю кислоту и удерживает её, не давая растекаться.

При протекании химической реакции внутри такого аккумулятора также образуются газы (в основном водород и кислород, их молекулы являются составными частями воды и кислоты). Их пузырьки заполняют некоторые из пор, при этом газ не улетучивается. Он принимает непосредственное участие в химических реакциях при подзарядке батареи, возвращаясь обратно в жидкий электролит. Этот процесс называется рекомбинацией газов. Из школьного курса химии известно, что круговой процесс не может быть 100% эффективным. Но в современных AGM аккумуляторах эффективность рекомбинации достигает 95-99%. Т.е. внутри корпуса такого аккумулятора образуется ничтожно малое количество свободного ненужного газа и электролит не меняет своих химических свойств на протяжении многих лет. Тем не менее, истечению очень долгого времени свободный газ создает внутри батареи избыточное давление, когда оно достигает определенного уровня, срабатывает специальный выпускной клапан. Этот клапан также защищает батарею от разрыва в случае возникновения внештатных ситуаций: работа в экстремальных режимах, резкое повышение температуры в помещении из-за внешних факторов и тому подобное.

Основные преимуществом аккумуляторов AGM перед технологией GEL, является более низкое внутреннее сопротивление аккумулятора. Прежде всего это влияет на время заряда АКБ, которое в автономных системах сильно ограничено, особенно в зимнее время. Таким образом, АКБ AGM быстрее заряжается, а значит быстрее выходит из режима глубокого разряда, который губителей для обоих типов АКБ. Если система автономная, то при использовании АКБ AGM ее КПД будет выше, чем у такой же системы с АКБ GEL, т.к. для заряда АКБ GEL требуется больше времени и мощности, которых может не хватать в пасмурные зимние дни. При отрицательных температурах гелевый аккумулятор сохраняет больше емкости и считается более стабильным, но как показывает практика, в пасмурную погоду при слабых токах заряда и отрицательный температурах, гелевый аккумулятор не будет заряжаться из-за высокого внутреннего сопротивления и "задубевшего" гелевого электролита, в то время как аккумулятор AGM будет заряжаться при малых токах зарядки.

Специальное техническое обслуживание батарей AGM не требуется. АКБ изготовленные по технологии AGM не требуют обслуживания и дополнительной вентиляции помещения. Недорогие АКБ AGM прекрасно работают в буферном режиме с глубиной разряда не более 20%. В таком режиме служат до 10-15 лет.

Если же их использовать в циклическом режиме и разряжать хотя бы до 30-40%, то их срок службы существенно сокращается. АКБ AGM часто используются в недорогих бесперебойниках (UPS) и небольших автономных солнечных энергосистемах. Тем не менее, в последнее время появились AGM батареи, которые рассчитаны на более глубокие разряды и цикличные режимы работы. Конечно, по своим характеристикам они уступают АКБ GEL, но прекрасно работают в автономных солнечных системах энергоснабжения.

Но главная техническая особенность AGM аккумуляторов, в отличие от стандартных свинцово-кислотных АКБ, - возможность работы в режиме глубокого разряда. Т.е. они могут отдавать электрическую энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения. После проведения зарядки такого аккумулятора он практически полностью восстанавливает свою рабочую емкость. Конечно, совсем бесследно такие ситуации проходить не могут. Но современные AGM аккумуляторы выдерживают от 600 и выше циклов глубокой разрядки.

Кроме того, у AGM батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться неподключенной долгое время. Например, за 12 месяцев простоя заряд аккумулятора упадет всего до 80% от первоначального. AGM аккумуляторы обычно имеют максимальный разрешенный ток заряда 0,3С, и конечное напряжение заряда 15-16В. Такие характеристики достигаются не только за счет конструктивных особенностей AGM технологии. При изготовлении батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки.

Технология GEL - (Gel Electrolite) В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация.

В отличие от AGM технологии, гелевые аккумуляторы ещё лучше восстанавливаются из состояния глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу же после зарядки батарей. Они способны перенести более 1000 циклов глубокой разрядки без принципиальной потери своей емкости. Так как электролит находится в густом состоянии, то он менее подвержен расслоению на составные части воду и кислоту, поэтому гелевые аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.

Пожалуй, единственный минус гелевой технологии – цена, она выше, чем у AGM батарей такой же емкости. Поэтому использовать гелевые аккумуляторы рекомендуется в составе сложных и дорогих систем автономного и резервного электроснабжения. А так же в случаях, когда отключения внешней электрической сети происходят постоянно, с завидной цикличностью. АКБ GEL лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Также, они лучше переносят сильные морозы. Снижение емкости при понижении температуры аккумуляторов также меньше, чем у других типов аккумуляторов. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения, когда батареи работают в циклических режимах (заряжаются и разряжаются каждый день) и нет возможности поддерживать температуру аккумуляторов в оптимальных пределах.

Почти все герметичные аккумуляторы могут устанавливаться на боку.
Гелевые аккумуляторы тоже отличаются по назначению - есть как общего назначения, так и глубокого разряда. Гелевые батареи лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения. Однако они дороже AGM батарей и тем более стартерных.

Гелевые аккумуляторы имеют примерно на 10-30% больший срок службы, чем AGM аккумуляторы. Также, они менее болезненно переносят глубокий разряд. Одним из основных преимуществ гелевых аккумуляторов перед AGM является существенно меньшая потеря емкости при понижении температуры аккумулятора. К недостаткам можно отнести необходимость строгого соблюдения режимов заряда.

Батареи AGM идеальны для работы в буферном режиме, в качестве запасного варианта при редких перебоях электроэнергии. В случае слишком частого подключения в работу просто уменьшается их жизненный цикл. В таких случаях использование гелевых аккумуляторов бывает экономически более оправдано.

Системы на основе технологий AGM и GEL обладают особыми свойствами, которые просто необходимы для решения задач в области автономного энергоснабжения.

Аккумуляторы, изготовленные по технологиям AGM и GEL, являются свинцово-кислотными АКБ. Они состоят из схожего набора составных частей. В надежный пластиковый корпус, обеспечивающий необходимую степень герметизации, помещены пластины-электроды изготовленные из свинца или его особых сплавов с другими металлами. Пластины погружены в кислотную среду - электролит, который может выглядеть как жидкость, или быть в другом, более густом и менее текучем состоянии. В результате протекающих химических реакций между электродами и электролитом вырабатывается электрический ток. При подаче внешнего электрического напряжения заданной величины на клеммы свинцовых пластин, происходят обратные химические процессы, в результате которых батарея восстанавливает свои первоначальные свойства, заряжается.

Также существуют специальные АКБ по технологии OPzS, которые специально разработаны для "тяжелых" цикличных режимов.
Данный тип АКБ создавались специально для использования в системах автономного электроснабжения. Они имеют пониженное газовыделение, допускают много циклов заряд/разряда до 70% от номинальной емкости без повреждения и значительного сокращения срока службы. Но данный тип АКБ не пользуется высоким спросом в России из-за достаточно высокой стоимостью АКБ по сравнению с технологиями AGM и GEL.

Основные правила эксплуатации аккумуляторных батарей

1. Не допускайте хранения АКБ в разряженном состоянии. В этом случае происходит сульфатация электродов. В этом случае АКБ теряет емкость и существенно сокращается срок службы АКБ.

2. Не допускайте короткого замыкания клемм АКБ. Это может происходить при монтаже АКБ неквалифицированным персоналом. Сильный ток короткого замыкания заряженного АКБ способен расплавить контакты клемм и нанести термический ожог. Короткое замыкание также наносит серьезный ущерб АКБ.

3. Не пытайтесь вскрывать корпус необслуживаемого аккумулятора. Содержащийся внутри электролит способен вызвать химический ожог.

4. Подключайте АКБ в устройство только в правильном соответствии с полярностью. Полностью заряженный АКБ имеет значительный запас энергии и способен при неправильном подключении вывести устройство (инвертор, контроллер и т.д.) из строя.

5. Не забудьте утилизировать отслужившую свой срок батарею в соответствии с правилами утилизации для изделий, содержащих тяжелые металлы и кислоты.

ГОСТ Р МЭК 62485-3-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАТАРЕИ АККУМУЛЯТОРНЫЕ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Требования безопасности

Часть 3

Тяговые батареи

Safety requirements for secondary batteries and battery installations. Part 3. Traction batteries

ОКС 29.220.20*
ОКП 34 8100
______________
* По данным официального сайта Росстандарт
ОКС 29.220.20, 29.220.30, 43.040.10. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческой организацией "Национальная ассоциация производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4, который выполнен Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт стартерных аккумуляторов" (ОАО "НИИСТА")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи", подкомитетом 1 "Свинцово-кислотные аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2151-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62485-3:2010* "Требования безопасности к аккумуляторным батареям и батарейным установкам. Часть 3. Тяговые батареи" (IEC 62485-3:2010 "Safety requirements for secondary batteries and battery installations - Part 3: Traction batteries").
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей . - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования безопасности к тяговым батареям и аккумуляторным установкам, используемым в электрических транспортных средствах: электрических промышленных грузовых автомобилях, включая автопогрузчики, буксировщики, уборочные машины, автоматически управляемые транспортные средства; локомотивах, использующих аккумуляторы, а также в электрических транспортных средствах, относящихся к товарам народного потребления (тележках для гольфа, велосипедах, инвалидных колясках) и др.

Настоящий стандарт распространяется на свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и другие щелочные аккумуляторные батареи. Требования безопасности к литиевым аккумуляторным батареям для указанной области применения установлены в другом стандарте.

Номинальное напряжение ограничено до 1000 В при переменном токе и до 1500 В при постоянном токе и регламентирует основные меры защиты от опасности электричества, газовыделения и электролита.

Настоящий стандарт содержит требования безопасности, связанные с монтажом, эксплуатацией, контролем, техническим обслуживанием и подготовкой к снятию с эксплуатации батарей.

2 Нормативные ссылки

Следующие ссылочные документы обязательны для применения в настоящем стандарте*. Для датированных ссылок применимы только указанные стандарты. Для недатированных ссылок применимо последнее издание публикации (включающее все изменения).
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

МЭК 60204-1 Безопасность механизмов. Электрическое оборудование машин. Часть 1. Общие требования (IEC 60204-1, Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements)

МЭК 60364-4-41 Электрические установки зданий. Часть 4-41. Мероприятия по обеспечению безопасности. Защита от электрического удара (IEC 60364-4-41, Low-voltage electrical installations - Part 4-41: Protection for safety - Protection against electric shock)

МЭК 60900 Инструменты ручные для работ под напряжением до 1000 В переменного тока и до 1500 В постоянного тока (IEC 60900, Live working - Hand tools for use up to 1000 V a.c. and 1500 V d.c.)

МЭК 61140 Защита от поражения электрическим током. Общие аспекты, связанные с электроустановками и электрооборудованием (IEC 61140, Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment)

МЭК/Технический отчет 61431 Руководство по использованию систем контроля для свинцово-кислотных тяговых батарей (IEC/TR 61431 Guide for the use of monitor systems for lead-acid traction batteries)

ИСО 3864 (все части) Символы графические. Цвета и знаки безопасности (ISO 3864 (all parts), Graphical symbols - Safety colours and safety signs)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аккумулятор (secondary cell, rechargeable cell, single cell): Химический источник тока, способный восстанавливать электрический заряд после разряда.

Примечание - Восстановление заряда осуществляется посредством обратимой химической реакции.

3.2 батарея свинцово-кислотная (lead dioxide lead battery): Аккумуляторная батарея, состоящая из электролита на базе водного раствора серной кислоты, в которой положительные электроды содержат двуокись свинца, а отрицательные электроды - свинец.

Примечание - Свинцово-кислотные батареи часто называют аккумуляторами, что не рекомендуется.

3.3 батарея никель-кадмиевая (nickel oxide cadmium battery): Аккумуляторная батарея с щелочным электролитом, в которой положительные электроды содержат окись никеля, а отрицательные электроды - кадмий.

3.4 аккумулятор открытый : Аккумулятор, закрытый крышкой с отверстием, через которое свободно удаляются из аккумулятора в атмосферу продукты электролиза и испарения.

3.5 батарея свинцово-кислотная с регулирующим клапаном [(valve regulated lead acid battery, VRLA (abbreviation)]: Аккумуляторная батарея, в которой аккумуляторы закрыты, но имеют клапан, с помощью которого удаляют газ, если внутреннее давление превышает установленное значение.

Примечание - Обычно не предполагается доливка электролита в подобные аккумуляторы или батареи.

3.6 аккумулятор газонепроницаемый герметичный : Аккумулятор закрытый и не выпускающий газ или жидкость при работе при ограниченных режимах заряда и температуры, указанных изготовителем. Аккумулятор может быть снабжен предохранительными устройствами для предотвращения угрожающе высокого внутреннего давления.

Примечание - Аккумулятор не требует доливки электролита и предназначен для работы во время всего срока службы в герметичном состоянии.

3.7 батарея аккумуляторная (secondary battery): Два или более аккумуляторов, соединенных вместе и используемых как источник электроэнергии.

3.8 батарея тяговая (traction battery): Аккумуляторная батарея, предназначенная для обеспечения электрических транспортных средств за счет запасенной энергии.

3.9 батарея моноблочная (monobloc battery): Батарея, состоящая из нескольких отдельных, но электрически соединенных химических источников тока, каждый из которых состоит из блока электродов, электролита, выводов или соединителей и по мере необходимости сепараторов.

Примечание - Химические источники тока в моноблочной батарее могут соединяться последовательно и (или) параллельно.

3.10 электролит (electrolyte): Жидкая или твердая субстанция, содержащая подвижные ионы, которые обеспечивают ионную проводимость.

Примечание - Электролит может быть жидким, твердым или в виде геля.

3.11 газовыделение аккумулятора (gassing of a cell): Выделение газа в результате электролиза воды в электролите аккумулятора.

3.12 заряд батареи (charging of a battery): Процесс, во время которого аккумулятор или аккумуляторная батарея получает электрическую энергию от внешней цепи, в результате чего происходят химические изменения внутри аккумулятора, и получаемая электрическая энергия сохраняется в виде химической энергии.

3.13 уравнительный заряд (equalization charge): Дополнительный заряд для обеспечения одинаковой степени заряженности всех аккумуляторов в составе аккумуляторной батареи.

3.14 подзаряд (opportunity charging): Использование свободного времени между периодами работы для увеличения заряда и увеличения времени работы батареи во избежание чрезмерного разряда.

3.15 перезаряд (overcharge): Продолжение заряда полностью заряженного аккумулятора или аккумуляторной батареи.

Примечание - Перезаряд - изменение условий заряда с нарушением пределов, установленных изготовителем.

3.16 разряд (батареи) : Процесс, при котором электрическая энергия батареи при определенных условиях поставляется во внешнюю электрическую цепь.

3.17 внешнее оборудование батареи ((battery) peripheral equipment): Оборудование, установленное на батарею для поддержания или контроля работы батареи, т.е. централизованная система заливки воды, система перемешивания электролита, система контроля батареи, централизованная система выпуска газа, батарейные соединители (штекерные разъемы/муфты), система регулирования температуры и т.п.

3.18 помещение зарядное (charging room): Закрытое помещение или площадка, предназначенная специально для заряда батарей. Помещение также может использоваться для технического обслуживания батарей.

3.19 площадка зарядная (charging area): Открытая площадка, предназначенная и оборудованная для заряда батарей. Площадка также может быть использована для технического обслуживания батарей.

4 Защита от электрического поражения от батареи и от зарядного устройства

4.1 Общие положения

Меры защиты от прямого контакта и косвенного контакта при монтаже и перезаряде тяговых батарей подробно описаны в МЭК 60364-4-41 и МЭК 61140. В следующих пунктах указаны меры, применяемые при монтаже установок с учетом поправок.

Стандарт на соответствующее оборудование (МЭК 61140) распространяется на батареи и цепи распределения постоянного тока, расположенные внутри оборудования.

4.2 Защита при прямом и косвенном контакте

На батареях и в аккумуляторных установках должна быть обеспечена защита от прямого контакта с токоведущими частями, находящимися под напряжением, согласно МЭК 60364-4-41.



- изоляции токоведущих частей под напряжением;

- барьеров или ограждений;

- преград;

- помещения с ограниченным доступом.

От косвенного контакта применимы меры защиты посредством:

- автоматического отключения питания;

- защитной изоляции;

- незаземленного локальной эквипотенциальной связи соединения;

- электросепарации.

4.3 Защита при прямом и косвенном контакте при разряде тяговой батареи в транспортном средстве (батарея отсоединена от зарядного устройства/сети)

4.3.1 Защита от прямого контакта не требуется для батарей с номинальным напряжением постоянного тока до 60 В при условии, что вся установка соответствует условиям SELV (безопасность сверхнизкого напряжения) и PELV (защитное сверхнизкое напряжение).

Примечание - Номинальное напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов - 2,0 В; никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов - 1,2 В. При ускоренном заряде аккумуляторов максимальное напряжение должно быть 2,7 В для свинцово-кислотных и 1,6 В - для систем на базе оксида никеля.

4.3.2 Для батарей с номинальным напряжением от 60 до 120 В постоянного тока включительно необходима защита от удара электрическим током, вызванного прямым контактом.

Примечание - Батареи с номинальным напряжением 120 В постоянного тока включительно считаются безопасными источниками тока SELV (безопасность сверхнизкого напряжения) или PELV (защитное сверхнизкое напряжение) (см. МЭК 60364-4-41, 411.1).


Применимы меры защиты посредством:

- изоляции токоведущих частей;

- барьеров или ограждений;

- преград;

- помещений с ограниченным доступом.

Если защита от прямого контакта с токоведущими частями осуществляется только с помощью преград и помещений с ограниченным доступом, доступ в помещение с батареями разрешается только обученному персоналу с правом доступа, также помещение должно маркироваться предупредительными маркировочными знаками (раздел 11).

Для батарей с номинальным напряжением, превышающим 120 В постоянного тока, должны применяться защитные меры против прямого и косвенного контакта.

Батарейные отсеки с батареями, имеющими номинальное напряжение выше 120 В постоянного тока, должны быть закрыты, а доступ к ним должен быть разрешен только обученному персоналу с правом доступа, также помещение должно маркироваться предупредительными маркировочными знаками (раздел 11).

Для батарей с номинальным напряжением, превышающим 120 В постоянного тока, должна быть обеспечена защита от косвенного контакта посредством:

- электрической изоляции токоведущих частей;

- незаземленной локальной эквипотенциальной связи;

- автоматического отключения или сигнализации.

4.4 Защита при прямом и косвенном контакте при заряде тяговой батареи

Для надежной защиты батарейных зарядных устройств от гальванической связи с подводящими магистралями в соответствии с МЭК 61140 должны применяться защитные меры SELV и PELV. Если номинальное напряжение батареи не превышает 60 В постоянного тока, защита от прямого контакта формально не требуется в том случае, если вся установка производится в соответствии с условиями SELV и PELV.

Если батарейное зарядное устройство не соответствует данным требованиям, должна быть обеспечена защита от прямого и косвенного контакта в соответствии с МЭК 60364-4-41.

Однако при возникновении других причин, т.е. коротких замыканий, механических повреждений и т.п., все батареи в электрических транспортных средствах должны быть защищены от прямого контакта с токоведущими частями, даже если номинальное напряжение батареи 60 В постоянного тока или меньше.

5 Предотвращение коротких замыканий и защита от других эффектов электрического тока

5.1 Кабели и межэлементные соединения

Кабели и межэлементные соединения должны быть изолированы для предотвращения коротких замыканий.

Если из-за специфической конструкции батареи невозможно обеспечить защиту от коротких замыканий с помощью приспособлений для защиты от тока перегрузки, соединительные кабели между зарядным устройством, соответствующим батарейным соединением и батареей, а также между батареей и транспортным средством должна быть защита от коротких замыканий и замыканий на землю.

Кабели должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1.

При использовании гибкого кабеля защита от коротких замыканий должна быть усилена одножильным кабелем по МЭК 60204-1. Если номинальное напряжение батареи меньше или равно 120 В постоянного тока, для большей гибкости может быть использован кабель класса H01ND2.

Кабель выводов батареи должен быть зафиксирован так, чтобы предотвратить деформацию при растяжении и скручивании батарейных выводов.

Изоляция должна защищать от воздействий окружающей среды в части температуры, электролита, влажности, пыли, часто встречающихся химикатов, газов, паров и механических нагрузок.

5.2 Предохранительные меры при техническом обслуживании

При работе с оборудованием, находящимся под напряжением, должны выполняться соответствующие предохранительные меры для снижения риска телесного повреждения, а также должны использоваться изолированные инструменты в соответствии с МЭК 60900.

Для минимизации риска телесного повреждения должны быть предусмотрены следующие меры:

- батареи не должны соединяться или отсоединяться до отключения нагрузки или зарядного тока;

- при проведении регламентного обслуживания на батарейных выводах и соединениях должны быть колпачки, позволяющие минимизировать контакт с электропроводящими деталями, находящимися под напряжением;

- до начала работы все личные металлические предметы должны быть сняты с рук, запястья и шеи;

- для аккумуляторных систем с номинальным напряжением более 120 В постоянного тока необходима изолированная защитная одежда и локальные изолированные покрытия для предотвращения контакта персонала с полом или частями, связанными с землей. Изолирующая защитная одежда и материал для покрытия пола должны быть антистатическими.

Примечание - При эксплуатации батареи с номинальным напряжением свыше 120 В постоянного тока предлагается разделять их на секции, имеющие напряжение 120 В (номинальное) постоянного тока и меньше.

5.3 Изоляция батареи

5.3.1 Общие положения

Требования данного пункта не применяются для батарей, используемых в дорожных транспортных средствах, приводимых в действие электричеством. Требования по изоляции таких батарей представлены в соответствующем стандарте.

5.3.2 Новая, залитая и заряженная батарея должна иметь сопротивление изоляции как минимум 1 Ом при измерении между батарейными выводами и металлическим поддоном, каркасом транспортного средства или другими проводящими структурными устройствами. Если в секции установлено несколько отдельных контейнеров, это требование применяется ко всем секциям, включая металлические батарейные контейнеры, электрически соединенные.

5.3.3 Батарея, имеющая номинальное напряжение менее 120 В постоянного тока, должна иметь изоляционное сопротивление не менее 50 Ом, умноженное на номинальное напряжение батареи, но не менее 1 кОм при измерении между батарейными выводами и металлическим поддоном, каркасом транспортного средства или другими проводящими структурными устройствами. Если номинальное напряжение батареи превышает 120 В постоянного тока изоляционное сопротивление должно быть не менее 500 Ом, умноженное на номинальное напряжение. Если в секции установлено несколько контейнеров, требование применяется ко всем секциям, включая металлические батарейные контейнеры, электрически соединенные.

5.3.4 Сопротивление изоляции транспортного средства и тяговой батареи должно измеряться раздельно. Напряжение при измерении сопротивления должно быть выше номинального напряжения батареи, но не более 100 В постоянного тока и не превышающим его более чем в три раза (EN 1175-1).

6 Меры предосторожности против угрозы взрыва с помощью вентиляции

6.1 Газовыделение

Во время заряда и при перезаряде происходит выделение газов из всех аккумуляторов и аккумуляторных батарей, исключая газонепроницаемые герметичные аккумуляторы. Это результат электролиза воды при токе перезаряда. Образующиеся газы - водород и кислород. При выбросе их в окружающую среду возможно образование взрывоопасной смеси при превышении объемной концентрации водорода 4% в воздухе.

Чтобы избежать неправильную зарядку и/или чрезмерное выделение газа, тип зарядного устройства, его класс и характеристики должны соответствовать типу батареи в соответствии с инструкцией изготовителя.

Если эмиссия газа, определяемая экспериментально при стандартном испытании батареи, будет ниже установленной в настоящем стандарте, требования по расчету вентиляции допускается не принимать. Если экспериментальные значения эмиссии газа превосходят установленные настоящим стандартом, требования к вентиляции ужесточают.

При достижении полной степени заряженности аккумулятора согласно закону Фарадея происходит электролиз воды. При стандартных условиях, температуре 0 °С и давлении 1013 гПа (стандартные температура и давление, принятые Международным союзом теоретической и прикладной химии):

- при прохождении 1 А·ч происходит разложение 0,336 г на 0,42 л + 0,21 л ;

- 3 А·ч требуется на разложение 1 см (1 г) ;

- при 26,8 А·ч происходит разложение 9 г до 1 г + 8 г .

При прекращении работы оборудования для заряда выделение из аккумуляторов может считаться законченным в течение 1 ч после выключения зарядного тока. Однако по истечении этого времени необходимо соблюдать меры предосторожности, т.к. находящийся внутри аккумуляторов газ может неожиданно выделиться из-за толчков батареи при ее установке в транспортное средство или при движении транспорта. Некоторое количество газа также может выделяться во время обслуживания из-за регенеративного торможения.

6.2 Требования к вентиляции

6.2.1 Общие положения

Требования к вентиляции согласно этому подпункту должны выполнятся независимо от того, заряжается батарея в транспортном средстве или вне его.

Цель вентиляции батарейного помещения или пространства - поддержание концентрации водорода ниже 4%. Батарейные помещения считаются безопасными от взрыва, когда при помощи естественной или искусственной вентиляции концентрация водорода находится ниже безопасного уровня.

6.2.2 Стандартная формула

Стандартная формула расчета должна использоваться для всех типов традиционных батарейных зарядных устройств, при заряде открытых или оснащенных регулирующим клапаном свинцово-кислотных батарей или открытых никель-кадмиевых батарей

где - вентиляционный воздушный поток, м/ч;

- необходимое разбавление водорода, ;

- 0,42·10 м/А·ч - величина, образующая водород при температуре 0 °С;

Примечание - В расчете при температуре 25 °С при значении , равном 0 °С, применяют коэффициент 1,095;


- общий коэффициент безопасности, , равный 5;

- число аккумуляторов;

- всплеск тока, равный 30% номинального выходного тока заряда, А;

=1,0 для вентилируемых батарей;

=0,25 для батарей с регулирующим клапаном, допустимое отклонение от номинального значения из-за внутренней рекомбинации газа.

Формула расчета потока вентилирующего воздуха, м/ч, принимает вид

Примечания

1 48 В свинцово-кислотная вентилируемая тяговая батарея, состоящая из 24 аккумуляторов, заряжается зарядным устройством с выходным значением 48 В/80 А. Согласно вышеуказанным определениям значение А, а значение =1,00.

м/ч.

2 24 В свинцово-кислотная батарея с регулирующим клапаном для инвалидных колясок, состоящая из 12 аккумуляторов, заряжается зарядным устройством с выходным значением 24 В/10 А. Согласно вышеуказанным определениям, значение А, а значение =0,25.

6.2.3 Специальная формула

Несмотря на 6.2.2, в расчетах может использоваться следующая специальная формула для нестандартных зарядных устройств с контролируемыми характеристиками напряжения и выходного тока, если имеется детальная информация о зарядном устройстве, зарядных профилях и типах батарей, а также если желательная оптимизация потока вентилирующего воздуха равна

где - всплеск тока в А/100 А·ч номинальной емкости батареи в соответствии с таблицей 1.


Таблица 1 - Соответствие значений тока выделения газа типичному току окончания заряда, А/100 А·ч, номинальной емкости с помощью зарядных устройств IU и IUI

Характеристика зарядного устройства	Ток выделяемого газа , А/100 А·ч, (минимальные значения)
	Вентилируемые свинцово-кислотные аккумуляторы	Свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном	Вентилируемые никель-кадмиевые аккумуляторы	Герметизированные никель-кадмиевые аккумуляторы или аккумуляторы с никель-металл-гидридом
	(2,4 В/аккум. макс) 2	(2,4 В/аккум. макс) 1,0	(1,55 В/аккум. макс) 5	Проконсультируйтесь с изготовителем аккумуляторов или зарядного устройства
	не менее 5	Ток на третьем зарядном этапе, не менее 1,5	Ток на третьем зарядном этапе, не менее 5

Формула расчета вентиляционного воздушного потока

Для расчета необходимого вентиляционного воздушного потока необходимо использовать, по крайней мере, минимальные значения тока выделения газа , А/100, А·ч, в соответствии с таблицей 1.

Примечания

1 24 В свинцово-кислотная тяговая батарея с регулирующим клапаном, состоящая из 12 аккумуляторов с номинальной емкостью 256 А·ч заряжается соответствующим зарядным устройством IU с максимальным напряжением 28,8 В. Регулировка значения напряжения соответственно 28,8/12=2,40 В/аккумулятор и в соответствии со значением 1,0 А/100, А·ч, для

из таблицы 1.

Необходимый поток вентилирующего воздуха составляет

2 48 В никель-кадмиевая вентилируемая батарея, состоящая из 40 аккумуляторов с номинальной емкостью 180 А·ч, заряжается соответствующим зарядным устройством IUI с выходным током 6,3 А на третьем зарядном этапе в соответствии с 6,3/180=0,035 А/А·ч = 3,5 А/100 А·ч. Это меньше минимального допустимого значения в таблице 1. Таким образом, минимальное значение 5 А/100 А·ч из таблицы 1 должно быть использовано для расчета потока вентилирующего воздуха.

Необходимый поток вентилирующего воздуха составляет

3 48 В никель-кадмиевая вентилируемая батарея, состоящая из 40 аккумуляторов с номинальной емкостью 180 А·ч, заряжается соответствующим зарядным устройством IUI с выходным током 10,0 А на третьем зарядном этапе в соответствии с 10,0/180=0,056 А/А·ч = 5,6 А/100 А·ч. Так как это значение выше 5,0 А/100 А·ч, значение тока на третьем этапе заряда должно быть использовано как , т.е. 5,6 А/100 А·ч.

Необходимый поток вентилирующего воздуха составляет

6.2.4 Специальные зарядные устройства

При использовании пульсирующего зарядного устройства или другого специального зарядного устройства, т.е. "ускоренного заряда", или при использовании других видов заряда с нетрадиционными зарядными и рабочими характеристиками значение должно быть установлено изготовителем зарядного устройства.

6.2.5 Параллельный заряд

Когда две или более батареи одновременно подвергаются заряду в одном помещении, индивидуальные значения потоков вентилирующего воздуха складываются.

6.3 Естественная вентиляция

Аккумуляторные помещения или участки с естественной приточной и вытяжной вентиляцией воздуха должны иметь минимально свободную площадь отверстия, вычисляемую по формуле

где - свободная площадь отверстия для впуска воздуха и отверстия для выпуска воздуха, см;

- скорость вентиляционного потока свободного воздуха, м/ч.

Примечание - Для этого вычисления скорость воздуха принимают 0,1 м/с.








На открытом воздухе, в больших залах и хорошо вентилируемых помещениях скорость воздуха может приниматься 0,1 м/с, что соответствует адекватной вентиляции.

Зарядные комнаты или помещения должны иметь свободный объем не менее 2,5·, м.

Отверстия для впуска и выпуска воздуха должны быть расположены в местах с самыми подходящими условиями для обмена воздуха:

- открытых на противоположных стенках;

- с отверстиями на одной и той же стене с минимальным расстоянием 2 м.

6.4 Принудительная вентиляция

При невозможности получения достаточного воздушного потока посредством естественной вентиляции и применении принудительной вентиляции зарядное устройство должно блокироваться с системой вентиляции или должен быть включен сигнализатор для обеспечения необходимого воздушного потока для выбранного режима заряда.

Воздух, выходящий из аккумуляторного помещения, должен выпускаться в атмосферу за пределами здания.

6.5 Непосредственная близость к батарее

В непосредственной близости к батарее не всегда обеспечивается снижение концентрации взрывоопасных газов, поэтому необходимо соблюдать безопасный воздушный промежуток не менее 0,5 м, в пределах которого запрещается применение искрообразующих или раскаленных устройств (максимальная температура поверхности 300 °С).

6.6 Вентиляция камер батареи

6.6.1 Если батареи снабжены съемными крышками, то до начала заряда необходимо снять крышки, чтобы выпускать выделяющийся газ и охлаждать батарею.

6.6.2 Бак батареи, ее камеры или крышка должны иметь вентиляционные отверстия, чтобы во время разряда или периода бездействия при использовании в оборудовании согласно инструкции изготовителя не происходило опасное накопление газа.

Вентиляционное отверстие должно быть не менее

где - общая площадь поперечного сечения вентиляционных отверстий, см;

- количество аккумуляторов в батарее;

- емкость батареи при 5-часовом режиме, А·ч.

7 Электролит. Меры предосторожности

7.1 Электролит и вода

Электролит, используемый в свинцово-кислотных батареях, - водный раствор серной кислоты. Электролит, используемый в никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батареях, - водный раствор гидроокиси калия. Для приготовления электролита необходимо использовать только дистиллированную или деминерализованную воду.

7.2 Защитная одежда

Во избежание телесного повреждения от брызг электролита при обращении с электролитом и/или открытыми аккумуляторами или батареями с вентиляционными отверстиями следует использовать защитную одежду:

- защитные очки или маски для глаз или лица;

- защитные перчатки и фартуки для защиты кожи.

При работе с батареями с регулирующим клапаном или газонепроницаемыми герметичными батареями следует использовать защитные очки и перчатки.

7.3 Случайный контакт, оказание доврачебной помощи

7.3.1 Общие положения

Кислотный и щелочной электролиты вызывают ожоги глаз и кожи.

Для вымывания брызг электролита около батареи должен быть источник чистой воды или резервуар (от водопроводной воды до специальной стерильной).

7.3.2 Контакт с глазами

При случайном контакте электролита с глазами необходимо немедленно промыть глаза большим количеством воды в течение длительного периода времени. Во всех случаях следует незамедлительно обратиться за медицинской помощью.

7.3.3 Контакт с кожей

При случайном контакте электролита с кожей необходимо промыть пораженные части тела большим количеством воды или соответствующими нейтрализующими водными растворами. При продолжающемся раздражении кожи следует обратиться за медицинской помощью.

7.4 Вспомогательное оборудование и приспособления для технического обслуживания батарей

Используемые материалы для вспомогательного оборудования батарей, стеллажи или ограждения, аккумуляторные компоненты должны быть стойкими к химическому воздействию электролита или защищены от него.

В случае расплескивания электролита необходимо удалить жидкость с помощью абсорбирующего материала, предпочтительно нейтрализующего.

Приспособления для технического обслуживания типа воронок, гидрометров, термометров, которые находятся в контакте с электролитом, должны быть выделены отдельно для свинцово-кислотных и никель-кадмиевых батарей и не должны использоваться для каких-либо других целей.

8 Аккумуляторные баки и ограждения

8.1 Батарейные помещения, поддоны, ящики и отсеки должны иметь достаточную механическую прочность, должны быть стойкими к химическому воздействию электролита и должны быть защищены против разрушающего влияния протечки или разлива электролита.

8.2 Необходимо принять меры предосторожности против разлива электролита на оборудование/детали, лежащие над или под аккумулятором.

8.3 Ничто не должно препятствовать уборке разлившихся на батарейный поддон электролита или воды.

8.4 Оставшийся после технического обслуживания электролит должен быть переработан в соответствии с местными нормами.

9 Помещение для заряда/технического обслуживания

9.1 Площадка для заряда должна быть четко разграничена с помощью постоянной разметки на полу (не требуется для электрического оборудования при домашнем использовании, для инвалидных кресел, газонокосилок и т.п.).

9.2 Рядом с площадкой для заряда не должны находиться огнеопасные и взрывоопасные материалы.

9.3 Кроме периодов технического обслуживания/ремонта, на площадке для заряда не должны находиться источники воспламенения, искрящие источники или источники высокой температуры. Исключение допускается, если для работы требуется высокотемпературное оборудование, которое должно быть использовано обученным персоналом с правом доступа и при соблюдении всех мер безопасности.

9.4 Меры предосторожности против электростатических разрядов при работе с батареями: нельзя иметь на себе одежду и обувь, накапливающую электростатический заряд.

Абсорбирующая ткань для очистки батарей должна быть антистатической и смачиваться только чистой водой без чистящих средств.

9.5 При заряде или обслуживании батареи необходимо сохранять свободное расстояние не менее 0,8 м с тех сторон, к которым необходим свободный доступ.

9.6 При заряде батарей на и вне транспортного средства необходимо соблюдать требования по вентиляции (пункт 6).

9.7 Зарядное устройство должно быть защищено от повреждений при движении транспортного средства.

9.8 Зарядная площадка должна быть защищена от падающих объектов, капающей воды или жидкости, которая может течь из поврежденных труб.

10 Внешнее оборудование батареи/приспособления

10.1 Система контроля состояния батареи

При использовании систем и устройств контроля батарей необходимо соблюдать рекомендации МЭК/Технический отчет 61431.

Система контроля батарей должна быть спроектирована и установлена так, чтобы при ее использовании не возникали опасности:

- измерительные кабели, установленные на поверхности батареи, должны иметь достаточную защиту от коротких замыканий, т.е. плавкие предохранители должны разрывать цепь раньше, чем повреждающий ток может повредить кабели, подсоединенные выводами к батарее;

- при установке кабелей необходимо учитывать потенциал последовательно соединенных аккумуляторов, чтобы избежать саморазряда из-за накапливающейся грязи или загрязнения электролита;

- необходимо осторожно устанавливать на батарею шунты, кабели или другое измерительное оборудование.

10.2 Централизованная доливка воды

10.2.1 Общие положения

Во время работы открытых тяговых батарей происходит потеря воды, водорода и кислорода из-за электролиза, происходящего в конце заряда. Необходимо периодически доливать воду в аккумуляторы батареи для восстановления уровня электролита и его плотности.

При доливке с помощью "централизованной" или "раздельной" системы необходимо установить специальные водяные клапаны на каждый аккумулятор и соединить их в ряд или параллельно в ряд с помощью системы труб.

Вода подается в аккумуляторы из центрального резервуара под силой тяжести, пониженного давления или под давлением в зависимости от конструкции клапана. Как только уровень электролита в батарее достигнет установленного уровня, вода больше не подается в аккумулятор. Это осуществляется различными способами в зависимости от конструкции клапана.

При "плавающей" конструкции клапан имеет поплавок, который закрывает впускной клапан, как только электролит достигает установленного уровня. Газы выпускаются из каждого аккумулятора через отверстия в клапане.

При "герметичной" конструкции у клапана нет поплавка или других двигающихся частей, а как только электролит достигнет установленного уровня, в аккумуляторе над электролитом или в клапане возникает избыточное давление, достаточное для прекращения подачи воды в аккумулятор. Газы из аккумулятора выпускаются при помощи системы труб, используемой для доливки воды.

10.2.2 Аспекты безопасности

При работе с любой батареей, аккумуляторы которой соединены между собой трубками для системы выпуска газа или системы доливки воды, необходимо выполнять меры предосторожности для минимизации риска утечки тока или распространения взрывов между аккумуляторами батареи.

Необходимо принять следующие меры безопасности:

- снизить риск утечки тока, для чего система трубок должна соответствовать потенциалу электрической цепи;

- снизить риск утечки тока и распространения взрывов путем уменьшения количества аккумуляторов в цепи, соединенных системой трубок;

- максимальное количество аккумуляторов, соединенных системой трубок в ряд, не должно превышать количество, указанное изготовителем системы.

Примечание - Для предотвращения возникновения взрыва в отдельном аккумуляторе и распространения его на другие пробки могут быть установлены со встроенным пламегасителем, препятствующим попаданию водорода в цепь системы трубок.

10.3 Централизованная система газоотвода

Централизованная система газоотвода используется для выпуска газов из батареи. В большинстве случаев, эта система связана с централизованной системой доливки воды.

Для батарей, имеющих систему вывода водорода или централизованную систему газоотвода с помощью собирающих газ крышек и трубок, не существует стандартов на изделия, испытания или безопасность. Тем не менее рекомендуется выполнять требования пункта 6 настоящего стандарта, касающегося вентиляции помещения или транспортного средства при заряде батарей.

При централизованной системе газоотвода вентиляционные выпускные отверстия должны быть расположены снаружи батарейного отсека и защищены пламегасителями от возможности взрыва, вызванного источниками пламени вблизи выпускных отверстий.

Если во время заряда отдельная цепь дегазирования соединяется с принудительной системой вентиляции, выпускающей весь выделяющийся газ наружу в зарядную зону, требования к системе вентиляции должны соответствовать 6.2 и 6.4.

10.4 Система контроля температуры

При установке системы контроля температуры необходимо предотвратить любую опасность из-за источников пламени, тока утечки, разлива электролита и т.п.

10.5 Система перемешивания электролита

Свинцово-кислотные тяговые батареи могут быть оборудованы системой перемешивания электролита для исключения расслоения и снижения зарядного фактора. Перемешивание электролита происходит с помощью постоянного или прерывистого потока воздуха, выпускаемого на дно бака аккумулятора.

Воздух проходит через гибкие трубки с помощью пневматического насоса в воздухоприемник в каждом аккумуляторе.

Необходимо принять меры безопасности, чтобы избежать смешения систем подвода воздуха и доливки воды.

Система трубок должна соответствовать потенциалу электрической цепи. Максимальное количество аккумуляторов с внешними устройствами, соединяющими ряды в секции, должно определяться изготовителем батарей.

10.6 Каталитическая вентиляционная пробка

Для снижения поглощения воды и продления промежутков времени между доливками воды используют каталитические вентиляционные пробки. Каталитические вентиляционные пробки рекомбинируют водород и кислород во время процесса перезаряда, при этом образуют воду, снова попадающую в аккумулятор.

Необходимо рассмотреть следующие опасности:

- из-за экзотермической рекомбинации вырабатывается теплота реакции, она должна быть рассеяна в окружающий воздух (площадь рабочей поверхности);

- реакция рекомбинации происходит с определенной эффективностью только в зависимости от отношения размера катализатора к зарядному току и износу катализатора. Избыточные зарядные газы, которые не рекомбинируются, выпускаются через каталитическую вентиляционную пробку.

Необходимо соблюдать требования по вентиляции в соответствии с 6.2 несмотря на использование каталитической вентиляционной пробки. Чтобы избежать преждевременного выхода батареи из строя, необходимо проводить регулярные проверки функций каталитической вентиляционной пробки и уровня электролита.

10.7 Соединение (штекерный разъем)

Штекерные разъемы для использования в тяговых батареях должны соответствовать требованиям национальных или международных стандартов, например EN 1175-1, приложение А.

Для штекерных разъемов и соединений при напряжении выше 240 В постоянного тока необходимо выполнять инструкции и требования изготовителя.

11 Идентификационные маркировочные знаки, предупредительные уведомления и инструкции по использованию, монтажу и техническому обслуживанию

11.1 Предупредительные маркировочные знаки

Для информирования и предупреждения персонала о рисках, связанных с батареями и установками батарей, необходимо использовать предупредительные маркировочные знаки.

В соответствии с МЭК 3864 на предупредительных маркировочных знаках должны присутствовать следующие символы:

- следовать инструкции (информационный знак);

- использовать защитную одежду и очки (командный знак);

- опасное напряжение (если превышает 60 В постоянного тока) (предупреждающий знак);

- запрещено открытое пламя (предупреждающий знак);

- предупреждающий знак - опасность батареи (предупреждающий знак);

- электролит - высококоррозионный (предупреждающий знак);

- угроза взрыва (предупреждающий знак).

11.2 Идентификационные маркировочные знаки

Маркировка каждого батарейного комплекта должна содержать:

- наименование изготовителя батареи или поставщика;

- тип батареи;

- серийный номер батареи;

- номинальное напряжение батареи (одного батарейного комплекта);

- емкость батареи с режимом разряда;

- рабочую массу, включая балласт, если он используется.
_______________
Не требуется для отдельных моноблочных батарей.

11.3 Инструкции

Батареи, зарядные устройства и вспомогательное оборудование поставляют с инструкциями, доступными специалистам по техническому обслуживанию и работающему персоналу, для которых язык инструкции не является родным, и содержащими следующую информацию:

- рекомендации по технике безопасности при монтаже, работе и техническом обслуживании;

- информацию о снятии с эксплуатации и переработке.

11.4 Другие маркировочные знаки

В соответствии с национальным или международным регламентом могут потребоваться дополнительные маркировки или маркировочные знаки. Примеры таких регламентов: директива ЕС 2006/66/ЕС Батареи и аккумуляторы, содержащие определенные опасные вещества; 2006/95/ЕС Низкое напряжение и 1993/68/ЕС Маркировка ЕС.

12 Транспортирование, хранение, удаление и аспекты, связанные с окружающей средой

12.1 Упаковка и транспортирование

Упаковка и транспортирование аккумуляторных батарей предусмотрены различными национальными и международными правилами, учитывающими опасность несчастных случаев от токов короткого замыкания, большой массы, выброса электролита. Применимы следующие международные правила по безопасной упаковке и транспортированию опасных грузов:

a) автотранспортом - Европейское соглашение по международной перевозке опасных грузов по автодорогам (ADR);

b) железнодорожным транспортом (международные перевозки) - Международная конвенция по перевозке грузов по железной дороге (CIM). Приложение А: Международные правила перевозки опасных грузов по железной дороге (RID);

c) морским транспортом - Международная морская организация. Код опасных грузов IMDG код 8 класс 8 коррозионный;

а) воздушным транспортом - Международная ассоциация воздушного авиатранспорта (IATA). Правила по опасным грузам.

12.2 Демонтаж, удаление и переработка батарей

К работам по демонтажу и удалению батарей допускается в соответствии с действующими правилами только компетентный персонал.

13 Проверка и контроль

По функциональным правилам и для обеспечения безопасности требуется регулярная проверка работы тяговой батареи и ее рабочей среды. Необходимо отметить каждое повреждение и произвести ремонт, особенно в случае утечки электролита и повреждения изоляции.

Осмотр батареи может быть включен в регулярное техническое обслуживание батареи, например, в процедуру доливки воды. Осмотр и контроль батареи, находящейся в эксплуатации, должен проводиться в соответствии с инструкциями изготовителя.

Приложение ДА (справочное). Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации

Приложение ДА
(справочное)

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочного международного стандарта	Степень соответствия	Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005) "Электроустановки низковольтные. Часть 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током"
		ГОСТ Р МЭК 61140-2000 "Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности, обеспечиваемой электрооборудованием и электроустановками в их взаимосвязи"
ИСО 3864 (все части)
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его утверждения рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты.

Библиография

	МЭК 60050-482:2004	Международный электротехнический словарь. Часть 482. Первичные и вторичные аккумуляторные элементы и аккумуляторные батареи (IEC 60050-482:2004, International Electrotechnical Vocabulary - Part 482: Primary and secondary cells and batteries)
		Маркировка международным символом переработки ИСО 7000-135 (IEC 61429, Marking of secondary cell and batteries with the international recycling symbol ISO 7000-1135)
	МЭК/ТО 61431	Руководство по использованию систем мониторинга свинцово-кислотных тяговых батарей (IEC/TR 61431, Guide for the use of monitor systems for lead-acid traction batteries)
		Графические символы для использования на оборудовании - алфавитный указатель и краткий обзор (ISO 7000, Graphical symbols for use on equipment - Index and synopsis)
	ЕН 1175-1:1998	Безопасность электрических грузовых автомобилей. Электрические требования. Часть 1. Общие требования для грузовых автомобилей, работающих от аккумулятора (EN 1175-1:1998, Safety of electrical trucks - Electrical requirements - Part 1: General requirements for battery powered trucks)
		Дорожный транспорт, приводимый в действие электрически. Особые требования безопасности. Часть 1. Накопление энергии на борту (EN 1987-1, Electrically propelled road vehicles - Specific requirements for safety - Part 1: On board energy storage)
		Защита глаз (EN 14458, Eye protection)
	Директива 2006/66/ЕС	Батареи и аккумуляторы, содержащие некоторые опасные вещества (ЕС Directive 2006/66/ЕС - Batteries and accumulators containing certain dangerous substances)
	Директива 2006/95/ЕС	Низкое напряжение (ЕС directive 2006/95/ЕС, Low voltage)
	Директива 1993/68/ЕС	Маркировка ЕС (EC directive 1993/68/ЕС, CE marking)

УДК 621.355.2:006.354 ОКС 29.220.20 ОКП 34 8100

Ключевые слова: аккумуляторы, батареи свинцово-кислотные, батареи никель-кадмиевые, батареи никель-металлгидридные, батареи тяговые, аккумуляторные установки, безопасность, монтаж, установка

____________________________________________________________________________________

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2014

Страница 26 из 26

9.5 Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

9.5.1 Виды технического обслуживания

В процессе эксплуатации через определенные промежутки времени для поддержания аккумуляторных батарей в исправном состоянии необходимо проводить следующие виды технического обслуживания:

1. осмотры аккумуляторных батарей;
2. профилактический контроль;
3. профилактическое восстановление (ремонт).

Текущие и капитальные ремонты аккумуляторных батарей следует выполнять по мере необходимости.

9.5. 2. Осмотры аккумуляторных батарей

Текущие осмотры аккумуляторных батарей проводит персонал, обслуживающий батарею. В установках с постоянным дежурным персоналом такой осмотр необходимо делать один раэ в сутки, а в установках без постоянного дежурного персонала текущий осмотр батареи нужно проводить во время осмотра другого оборудования установки по специальному графику (но не реже одного раза и 10 дней).
Во время текущего осмотра необходимо проверить:

1. напряжение, плотность и температуру электролита в контрольных аккумуляторах (напряжение и плотность электролита во всех и температуру в контрольных аккумуляторах - не реже одного раза в месяц);
2. напряжение и ток подзаряда основных и добавочных аккумуляторов;
3. уровень электролита в баках;
4. правильность положения покровых стекол или фильтр-пробок;
5. целость баков, чистоту баков, стеллажей и пола;
6. вентиляцию и отопление (зимой);
7. наличие небольшого выделения пузырьков газа из аккумуляторов;
8. уровень и цвет шлама в прозрачных баках.

Если в процессе осмотра выявлены дефекты, которые могут быть устранены единолично осматривающим, он должен получить по телефону разрешение начальника электроцеха на проведение этой работы. Если дефект не может быть устранен единолично, способ и срок устранения дефекта определяется начальником цеха.
Инспекторские осмотры проводят два работника: лицо, обслуживающее батарею, и ответственное лицо инженерно-технического персонала. Инспекторские осмотры проводят в сроки, определяемые местными инструкциями (но не реже одного раза в месяц), а также после монтажа, замени электродов или электролита.
Во время инспекторского осмотра необходимо повторить объем текущего осмотра и дополнительно проверить:

1. напряжение и плотность электролита во всех аккумуляторах батареи, температуру электролита в контрольных аккумуляторах;
2. отсутствие дефектов, приводящих к коротким замыканиям;
3. состояние электродов (коробление, чрезмерный рост положительных электродов, наросты на отрицательных, сульфатация);
4. сопротивление изоляции;
5. содержание записей в журнале, правильность его ведения.

При обнаружении во время инспекторского осмотра дефектов необходимо наметить сроки и порядок их устранения.
Результаты осмотров и сроки устранения дефектов заносят в аккумуляторный журнал.

9.5. .3 Профилактический контроль

Профилактический контроль проводят в целях проверки состояния и работоспособности аккумуляторной батареи.
Проверка работоспособности аккумуляторной батареи на ПС предусматривается вместо проверки емкости. Допускается производить ее при включении ближайшего к AБ выключателя с наиболее мощным электромагнитом включения.
При контрольном разряде пробы электролита необходимо отбирать в конце разряда, так как во время разряда ряд вредных примесей переходит в электролит.
Внеплановый анализ электролита из контрольных аккумуляторов следует проводить при обнаружении массовых дефектов в работе батареи:

1. короблении и чрезмерном росте положительных "электродов, если не обнаружены нарушения режима работы батареи;
2. выпадении светло-серого шлама;
3. пониженной емкости без видимых причин.

При внеплановом анализе, кроме железа и хлора, определяются следующие примеси при наличии соответствующих показаний:

1. марганца (электролит приобретает малиновый оттенок);
2. меди (повышенный саморазряд, при отсутствии повышенного содержания железа);
3. окислов азота (разрушение положительных электродов при отсутствии в электролите хлора).

Пробу нужно отбирать резиновой грушей со стеклянной трубкой, доходящей до нижней трети аккумуляторного бака. Пробу заливают в банку с притертой пробкой. Банку следует предварительно помыть горячей водой и ополоснуть дистиллированной водой. На банку наклеить этикетку с названием батареи, номером аккумулятора и датой отбора пробы.
Предельное содержание примесей в электролите работающих аккумуляторов ориентировочно может быть принято в два раза больше, чем в свежеприготовленном электролите из аккумуляторной кислоты 1 сорта.
Сопротивление заряженной аккумуляторной батареи измеряют с помощью устройства контроля изоляции на шинах щита постоянного тока или вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 50 кОм.
Расчет сопротивления изоляции (Rиз ) в килоомах при измерении вольтметром производится по формуле:
,
где Rи з - сопротивление вольтметра, кОм;
U - напряжение аккумуляторной батареи, В;
U+,U_ - напряжение плюса и минуса относительно «земли», В.
По результатам этих же измерений могут быть определены сопротивления изоляции полюсов (Rи з+и Rи з-) в килоомах.

9.5. 4 Текущий ремонт аккумуляторов СК

К текущему ремонту относят работы по устранению различных неисправностей аккумуляторных батарей, выполняемые, как правило, силами эксплуатационного персонала.
Определить наличие сульфатации по внешним признакам часто трудно из-за невозможности или недостаточности обзора электродов, а также потому, что более определенные признаки проявля-ктся при значительной.и глубокой сульфатации.
Явным признаком сульфатации является специфический характер зависимости зарядного напряжения по сравнению с исправным аккумулятором. При заряде сульфатированного аккумулятора напряжение сразу и быстро, в зависимости от степени сульфатации, достигает максимального значения и только по мере растворения сульфата начинает снижаться. У исправного аккумулятора напряжение по мере заряда увеличивается
Систематические недозаряды возможны из-за недостаточности напряжения и тока подзаряда. Своевременное проведение уравнительных зарядов обеспечивает предотвращение сульфатации ипозволяет устранить незначительную сульфатацию.
Устранение сульфатации требует значительных затрат времени и не всегда является успешной, поэтому целесообразней не допускать ее возникновения.
Незапущенную и неглубокую сульфатацию рекомендуется устранять проведением следующего режима.
После нормального заряда батарею разряжают током десятичасового режима до напряжения 1,8 В на аккумулятор и оставляют в покое на 10 - 12 ч. Затем батарею заряжают током 0,1·С10 до газообразования и выключают на 15 мин, после чего подвергают заряду током 0,1Iзар.max до наступления интенсивного газообразования на электродах обеих полярностей и достижения нормальной плотности электролита.
При запущенных явлениях сульфатации рекомендуется проводить указанный режим заряда в разбавленном электролите. Для этого электролит после разряда разбавляют дистиллированной водой до плотности 1,03-1,05 г/см 3 , заряжают иперезаряжают.
Эффективность режима определяется по систематическому росту плотности электролита.
Заряд ведется до получения неизменной плотности электролита (обычно меньшей 1,21 г/см 3) и сильного равномерного газовыделения. После этого доводят плотность электролита до 1,21 г/см 3 .
Если сульфатация оказалась настолько значительной, что указанные режимы могут оказаться безрезультатными, чтобы восстановить работоспособность батареи, то необходима замена электродов.
При появлении признаков короткого замыкания аккумуляторы в стеклянных баках должна быть тщательно осмотрена с просвечиванием переносной лампой. Аккумуляторы в эбонитовых и деревянных баках осматриваются сверху.
В аккумуляторах, работающих при постоянном подзаряде с повышенным напряжением, на отрицательных электродах могут образовываться древовидные наросты губчатого свинца, которые могут вызвать короткое замыкание. При обнаружении наростов наверхних кромках электродов необходимо их соскоблить полоской стекла или другого кислотостойкого материала. Профилактику и удаление наростов в других местах электродов рекомендуется выполнять небольшими перемещениями сепараторов вверх и вниз.
Короткое замыкание через шлам в аккумуляторе в деревянном баке со свинцовой обкладкой можно определить по результатам измерения напряжения между электродами и обкладкой. При наличии замыкания напряжение будет равно нулю.
У исправного аккумулятора, находящегося в покое, напряжение «плюс-обкладка» близко к 1,3 В, а «минус-обкладка» близко к 0,7 В.
При обнаружении замыкания через шлам необходимо шлам откачать. При невозможности немедленной откачки необходимо попытаться разравнять шлам угольником, и устранить соприкосновение с электродами.
Для определения короткого замыкания можно пользоваться компасом в пластмассовом корпусе. Компас перемещается вдоль соединительных полос над ушками электродов сначала одной полярности аккумулятора, затем другой.
Резкое изменение отклонения стрелки компаса с двух сторон электрода указывает на короткое замыкание этого электрода с электродом другой полярности, который определяется аналогичным способом с другой стороны аккумулятора (рис. 9.2).
Если в аккумуляторе окажутся еще короткозамкнутые электроды, стрелка будет отклоняться около каждого из них.

Рис. 9.2. Определение места короткого замыкания компасом
1 – отрицательная пластина; 2 – положительная пластина; 3 – сосуд; 4 - компас
Коробление электродов возникает главным образом при неравномерном распределении тока между электродами.
Неравномерное распределение тока по высоте электродов, например, при расслоении электролита, при чрезмерно больших и длительных зарядных и разрядных токах ведет к неравномерному ходу реакций на различных участках электродов, и, как следствие, появление механических напряжений, а также возможности коробления. Наличие в электролите примесей азотной и уксусной кислоты усиливает окисление более глубоких слоев положительных электродов. Поскольку двуокись свинца занимает больший объем, чем свинец, из которого она образовалась, имеет место рост и искривление электродов.
Глубокие разряды до напряжения ниже допустимого также ведут к искривлению и росту положительных электродов.
Короблению и росту подвержены положительные электроды. Искривление отрицательных электродов имеет место главным образом в результате давления на них со стороны соседних покоробленных положительных.
Выправить покоробленные электроды можно только после удаления их из аккумулятора. Исправлению подлежат электроды, незасульфатированные и полностью заряженные, так как в этом состоянии они мягче и легче поддаются правке.
Вырезанные покоробленные электроды обмывают водой и помещают между гладкими досками твердой породы (бук, дуб, береза). На верхнюю доску необходимо установить груз, увеличиваемый по мере правки электродов. Запрещается правка электродов ударами киянки или молотка, непосредственно или через доску во избежание разрушения активного слоя.
Если покоробленные электроды не опасны для соседних отрицательных электродов, допускается ограничиться мерами, предупреждающими возникновение короткого замыкания, для этого с выпуклой стороны покоробленного электрода необходимо проложить дополнительный сепаратор. Замену таких электродов следует производить при очередном ремонте батареи.
При значительном и прогрессирующем короблении необходимо заменить в аккумуляторе все положительные электроды на новые. Замена только покоробленных электродов на новые не допускается.
К числу видимых признаков неудовлетворительного качества электролита относится его цвет, а именно:

1. цвет от светлого до темно-коричнево го указывает на присутствие органических веществ, которые во время эксплуатации быстро (по крайней мере частично) переходят в уксусно-кислые соединения;
2. фиолетовый цвет электролита указывает на присутствие соединений марганца, при разряде батареи эта фиолетовая окраска исчезает.

Главным источником вредных примесей в электролите во время эксплуатации является доливочная вода. Поэтому для предупреждения попадания в электролит вредных примесей, для доливки необходимо использовать дистиллированную или равноценную ей воду.
Применение электролита с содержанием примесей выше допустимых норм влечет за собой:

1. значительный саморазряд в случае присутствия меди, железа, мышьяка, сурьмы, висмута;
2. увеличение внутреннего сопротивления в случае присутствия марганца;
3. разрушение положительных электродов вследствие присутствия уксусной и азотной кислот или их производных;
4. разрушение положительных и отрицательных электродов при действии соляной кислоты или соединений, содержащих хлор.

При попадании в электролит хлоридов (могут быть внешние признаки - запах хлора и отложения светло-серого шлама) или окислов азота (внешние признаки отсутствуют) аккумуляторы подвергаются 3-4 циклам разряд-заряд, во время которых за счет электролиза эти примеси, как правило, удаляются.
Для удаления железа аккумуляторы разряжают, загрязненный электролит удаляют вместе со шламом и промывают дистиллированной водой. После промывки аккумуляторы заполняют электролитом плотностью 1,04-1,06 г/см 3 и заряжают до получения неизменного значения напряжения и плотности электролита. Затем раствор из аккумулятора необходимо удалить, заменить свежим электролитом плотностью 1,20 г/см 3 и аккумуляторы разрядить до 1,8 В. В конце разряда электролит проверяют на содержание железа. При благоприятном анализе аккумуляторы нормально заряжают. В случае неблагоприятного анализа цикл обработки необходимо повторить.
Для удаления загрязнения марганцем аккумуляторы разряжают. Электролит заменяют свежим и аккумуляторы нормально заряжают. Если загрязнение свежее, достаточно одной замены электролита.
Медь из аккумуляторов с электролитом не удаляют. Для ее удаления аккумуляторы заряжают. При заряде медь переносится на отрицательные электроды, которые после заряда заменяют. Установка новых отрицательных электродов к старым положительным ведет к ускоренному выходу из строя последних. Поэтому такая замена целесообразна при наличии в запасе старых исправных отрицательных электродов.
Пои обнаружении большого количества загрязненных медью аккумуляторов выгоднее заменить все электроды и сепарацию.
Если в аккумуляторах отложения шлама достигли уровня, при которой расстояние до нижней кромки электродов в стеклянных баках сократилось до 10 мм, а в непрозрачных до 20 мм, необходима откачка шлама.
В аккумуляторах с непрозрачными баками проверить уровень шлама можно при помощи угольника из кислостойкого материала. Необходимо вынуть сепаратор из середины аккумулятора, а также приподнять несколько сепараторов рядом и в зазор между электродами опустить угольник до соприкосновения со шламом. Затем угольник повернуть на 90° и поднять вверх до соприкосновения с нижней кромкой электродов. Расстояние от поверхности шлака до нижней кромки электродов будет равно разнице измерений по верхнему концу угольника плюс 10 мм. Если угольник не проворачивается или проворачивается с трудом, то шлам или уже соприкасается с электродами или близок к этому.
При откачке шлама одновременно удаляется и электролит. Чтобы заряженные отрицательные электроды на воздухе не разогревались и не потеряли емкость при откачке требуется предварительно заготовить необходимое количество электролита и залить его в аккумулятор сразу после откачки.
Откачку производят при помощи вакуум-насоса или воздуходувки. В качестве посуды, в которую откачивают шлам, берут бутыль, через пробку в которую пропускают две стеклянные трубки диаметром 12-15 мм. Короткая трубка может быть латунной диаметром 8–10 мм. Для пропуска шлама из аккумулятора иногда приходится вынимать пружины и даже вырезать по одному боковому электроду. Шлам необходимо осторожно размешивать угольником из текстолита или винипласта.
Чрезмерный саморазряд является следствием низкого сопротивления изоляции батареи, высокой плотности электролита, недопустимо высокой температуры аккумуляторного помещения.
Последствия саморазряда от трех первых причин обычно не требуют специальных мер исправления аккумуляторов. Достаточно найти и устранить причину понижения сопротивления изоляции батареи, привести в норму плотность электролита и температуру помещения.
Чрезмерный саморазряд из-за коротких замыканий или загрязнения электролита вредными примесями, если он допущен в течение длительного времени, приводит к сульфатации электродов и к потере емкости. Электролит должен быть заменен, а дефектные аккумуляторы десульфатированы и подвергнуты контрольному разряду.
Переполюсовка аккумуляторов возможна при глубоких разрядах батареи, когда отдельные аккумуляторы, имеющие попиленную емкость, полностью разрядятся, а затем зарядятся в обратном направлении током нагрузки от исправных аккумуляторов.
Переполюсованный аккумулятор имеет обратное по знаку напряжение 2 В. Такой аккумулятор снижает разрядное напряжение батареи на 4 В.
Для исправления переполюсованный аккумулятор разряжают, а затем заряжают небольшим током в правильном направлении до постоянства плотности электролита. Потом разряжают током десятичасового режима и повторно заряжают и так повторяют пока напряжение не достигнет неизменного в течение двух часов значения 2,5 -2,7 В, а плотность электролита значения - 1,20-1,21 г/см 3 .
Повреждения стеклянных баков начинается обычно с трещин. Поэтому при регулярных осмотрах батареи дефект можно обнаружить в начальной стадии. Наибольшее количество трещин появляется в первые годы эксплуатации батареи из-за неправильной установки изоляторов под баки (разной толщины или отсутствия прокладок между дном бака и изоляторами), а также из-за деформации стеллажей, сделанных из сырой древесины. Трещины могут также появляться из-за местного нагрева стенки бака, вызванного коротким замыканием.
Повреждения деревянных баков, выложенных свинцом, наиболее часто возникают из-за повреждений свинцовой обкладки. Причинами являются: плохая пропайка швов, дефекты свинца, установка подпорных стекол без желобков, при замыкании положительных электродов с обкладкой непосредственно или через шлам.
При замыкании положительных электродов на обкладку на ней формируется двуокись свинца. В результате обкладка теряет свою прочность, и в ней могут появиться сквозные отверстия.
При необходимости вырезки дефектного аккумулятора из работающей батареи ее сначала шунтируют перемычкой с сопротивлением 0,25-1,0 Ом, рассчитанным на прохождение нормального тока нагрузки. Разрезают вдоль соединительную полосу с одной стороны аккумулятора. В разрез вставляют полоску изоляционного материала.
Если устранение неисправности требует длительного времени (например, устранение переполюсовазнного аккумулятора), шунтирующее сопротивление заменяет медной перейычкой, рассчитанной на ток аварийного разряда.
Поскольку применение шунтирующих сопротивлений недостаточно хорошо зарекомендовало себя в эксплуатации, предпочтительно применение аккумулятора, включаемого параллельно дефектному, для вывода последнего в ремонт.
Замену поврежденного бака на работающей батарее выполняют при шунтировании аккумулятора сопротивлением с вырезкой только электродов.
Заряженные отрицательные электроды в результате взаимодействия оставшегося в порах электролита и кислорода воздуха окисляются с выделением большого количества тепла, сильно разогреваясь. Поэтому при повреждении бака с вытеканием электролита в первую очередь необходимо вырезать отрицательные электроды и поместить в бак с дистиллированной водой, а после замены бака установить после положительных электродов.
Вырезку из аккумулятора одного положительного электрода для правки на работающей батарее допускается производить в многоэлектродных аккумуляторах. При малом числе электродов во избежание переполюсовывания аккумулятора при переходе батареи в режим разряда необходимо шунтировать его перемычкой с диодом, рассчитанным на разрядный ток.
Если в батарее обнаружен аккумулятор с пониженной емкостью при отсутствии короткого замыкания и сульфатации, то следует с помощью кадмиевого электрода определить электроды какой полярности имеют недостаточную емкость.
Проверку емкости электродов следует производить на аккумуляторе разряженном до 1,8 В в конце контрольного разряда. В таком аккумуляторе потенциал положительных электродов по отношению к кадмиевому электроду должен быть примерно равным 1,96 В, а отрицательных - 0,16 В. Признаком недостаточности емкости положительных электродов служит понижение их потенциала ниже 1,96 В, а отрицательных электродов - повышение их потенциала более 0,2 В.
Измерения производят на аккумуляторе, включенном на нагрузку вольтметром с большим внутренним сопротивлением (более 1000 Ом).
Кадмиевый электрод (монет быть стержень диаметром 5-5 мм и длиной 8-10 см) за 0,5 ч до начала измерении необходимо опустить в электролит плотностью 1,18 г/см 3 . При перерывах в измерениях следует не допускать высыхание кадмиевого электрода. Новый кадмиевый электрод должен быть выдержан в электролите в течение двух-трех суток. После измерений электрод необходимо тщательно промыть водой. на кадмиевый электрод должка быть надета перфорированная трубка из изоляционного материала.

9.5. 5 Текущий ремонт аккумуляторов СН

При смене электролита аккумулятор разряжают 10-часовым режимом до напряжение 1,8 В и выливают электролит, затем заливают его дистиллированной водой до верхней отметки и оставляют на 3-4 ч. Числе чего выливают воду, заливают электролит плотностью 1,210±0,005 r/см 3 , приведенной к температуре 20°С, и заряжают аккумулятор до достижения постоянного напряжения и плотности электролита в течение двух часов. После заряда корректируют плотность электролита до 1,230±1, 005 г/см 3 .

9.5. 6 Капитальный ремонт аккумуляторных батарей

К капитальным ремонтам аккумуляторных батарей типа СК относятся следующие работы:

1. замена электродов;
2. замена баков или выкладка их кислотостойким материалом;
3. ремонт ушков электродов;
4. ремонт или замена стеллажей.

Замену электродов следует производить, как правило, не ранее чем через 15-30 лет эксплуатации.
Капитальный ремонт аккумуляторов СН не производят, аккумуляторы заменяют. Замену необходимо производить не ранее, чем через 10 лет эксплуатации.
Для проведения капитального ремонта целесообразно приглашать специализированные ремонтные предприятия. Ремонт выполняют согласно действующим технологическим инструкциям ремонтных предприятий.
В зависимости от условий работы батареи в капитальный ремонт выводят всю батарею целиком или часть ее.
Количество аккумуляторов, выводимых в ремонт по частям, определяют из условия обеспечения минимально допустимого напряжения на шинах постоянного тока для конкретных потребителей данной батареи.
Для замыкания цепи батареи при ремонте ее по группам должны быть изготовлены перемычки из изолированного гибкого медного провода. Сечение провода выбирают так, чтобы его сопротивление (R) в омах не превышало сопротивления группы отключенных аккумуляторов, определяемое по формуле:
,
где n - количество отключенных аккумуляторов;
№А - номер аккумулятора.
Концы перемычек должны быть зажаты струбцинами.
При частичной замене электродов необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. не допускается в одном и том же аккумуляторе устанавливать одновременно старые и новые, а также разной степени износа электроды одной полярности;
2. при замене в аккумуляторе на новые только положительных электродов допускается оставлять старые отрицательные, если они проверены кадмиевым электродом.