Практическая работа № Техническое обслуживание аккумуляторных батарей - Эксплуатация аккумуляторных батарей

Предельное содержание примесей в электролите работающих аккумуляторов ориентировочно может быть в два раза выше в свежеприготовленном электролите из аккумуляторной кислоты первого сорта.
Сопротивление изоляции заряженной АБ измеряют с помощью вольтметра с внутренним сопротивлением не менее 50 кОм или мегомметром. При этом измерения проводят по специальной программе. АБ во время измерений нужно отключать от нагрузки и выпрямительных (подзарядных) устройств.
Расчет сопротивления изоляции RИЗв кОм во время измерения вольтметром производится по формуле
RИЗ = , где
где RВ — сопротивление вольтметра, кОм;
U — напряжение АБ, В;
U+,U- — напряжение плюса и минуса АБ относительно «земли», В.
По результатам этих же измерений можно определить сопротивления изоляции полюсов RИЗ+ и RИЗ-_ в кОм по формулам:
,
.

9.4 Текущий ремонт аккумуляторов типа СК.

К текущему ремонту относятся работы по устранению разных неполадок аккумуляторных батарей, которые выполняются, как правило, силами эксплуатационного персонала.
Нормальное состояние АЭ во время эксплуатации характеризуется:

1. плотностью электролита с температурной поправкой в границах нормы;

2. стабильным напряжением подзаряда с точностью ± 1 % с допустимым уровнем пульсаций;

3. темно-коричневым цветом положительных электродов;

4. металлическим серым цветом отрицательных электродов;

5. появлением газовыделения во время перехода к режиму ускоренного заряда (из режима подзаряда).

Характерные неполадки аккумуляторов типа СК приведен в таблице №13.

Таблица №13.

Продолжение таблицы №13.

Продолжение таблицы №13.

Определить наличие сульфатации по внешним признаками часто тяжело из-за невозможности или недостаточности осмотра электродов, а также потому, что более определенные признаки обнаруживаются уже во время значительной и глубокой сульфатации.
Явным признаком сульфитации является специфический характер зависимости зарядного напряжения сравнительно с исправным аккумулятором. Во время заряда сульфатного аккумулятора напряжение сразу и быстро, в зависимости от степени сульфатации, достигает максимального значения и только по мере растворения сульфата начинает снижаться. В исправном аккумуляторе напряжение по мере заряда увеличивается.
Систематические недозаряды возможны из-за недостаточности напряжения и тока подзаряда. Своевременное проведение уравнительных зарядов обеспечивает предотвращение сульфатации и дает возможность устранить незначительную сульфатацию.
Устранение сульфатации требует значительных затрат времени и не всегда может быть успешным, поэтому целесообразно не допускать его возникновения.
Незапущенную и неглубокую сульфатацию рекомендуется устранять проведением такого режима. После нормального заряда аккумуляторные батареи разряжают током 10-часового режима разряда до напряжения 1,8 В/эл. и оставляют на 10-12 ч. Потом аккумуляторные батареи заряжают током 0,1 С10 до газообразования и отключают на 15 мин, после чего заряжают током 0,1 IЗАР,МАКС, до возникновения интенсивного газообразования на электродах обоих полярностей и достижения нормальной плотности электролита.
При глубокой сульфатации указанный режим заряда рекомендуется проводить в разбавленном электролите. Для этого электролит после разряда разбавляют дистиллированной водой до плотности 1,03-1,05 г/см³, заряжают и перезаряжают, как описано выше.
Эффективность режима заряда определяется по систематическому возрастанию плотности электролита.
Заряд проводят до получения неизменной плотности электролита (обычно ниже 1,21 г/см³) и сильного равномерного газовыделения. После этого доводят плотность электролита до 1,21 г/см³.
Если сульфатация оказалась настолько значительной, что указанные режимы заряда могут оказаться безрезультатными для восстановления работоспособности аккумуляторных батарей, то электроды необходимо заменить.
При появлении признаков КЗ аккумуляторы в стеклянных баках нужно тщательно осмотреть с просвечиванием переносной лампой. Аккумуляторы в эбонитовых и деревянных баках осматривают сверху.
В аккумуляторах, которые работают при постоянном подзаряде с повышенным напряжением, на отрицательных электродах могут образоваться древовидные наросты губчатого свинца, которые могут вызвать КЗ. При выявлении наростов на верхних краях электродов необходимо их удалить полоской стекла или другого кислотостойкого материала. Профилактику и удаление наростов в других местах электродов рекомендуется выполнять небольшими перемещениями сепараторов вверх и вниз.
КЗ через шлам в аккумуляторе в обшитом свинцом деревянном баке можно определить по результатам измерения напряжения между электродами и обкладкой. При наличии КЗ напряжение равняется нулю (рис. №2).

Рис №2. КЗ через шлам.

В исправном аккумуляторе, который находится в покое, напряжение «плюс-обкладка» составляет около 1,3 В, а напряжение «минус-обкладка» — приблизительно 0,7 В.
При выявлении КЗ через шлам необходимо шлам откачать (отобрать). Если немедленно откачать шлам невозможно, то необходимо попробовать разровнять его угольником и устранить столкновенье с электродами.
Для определения КЗ можно пользоваться компасом в пластмассовом корпусе. Компас перемещается вдоль соединительных полос над ушками электродов сначала одной полярности аккумулятора, а потом другой, при наличии тока заряда или тока разряда (Рис №3).
При поиске КЗ с помощью компаса достаточно ток заряда (подзаряда) или разряда АЭ который составляет приблизительно 1,5-3,0 А.

Рис №3. Определение КЗ с помощью компаса.

Резкое изменение отклонения стрелки компаса с обоих сторон электрода указывает на КЗ этого электрода с электродом другой полярности, которая определяется аналогичным способом с другой стороны аккумулятора.
Если в аккумуляторе окажутся еще короткозамкнутые электроды, стрелка будет поворачиваться возле любого из них.
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 продолжительных зарядных и разрядных токах приводит к неравномерному ходу реакций на разных участках электродов, и как следствие — к появлению механических напряжений, а также возможности коробления. Наличие в электролите примесей азотной и уксусной кислоты усиливает окисление более глубоких пластов положительных электродов. Поскольку двуокись свинца занимает больший объем, чем свинец, из которого он образовался, то происходит увеличение и искривление электродов.
Глубокие разряды по напряжению, ниже допустимого, также приводят к искривлению и увеличению положительных электродов.
Короблению и увеличению поддаются положительные электроды. Искривление отрицательных электродов происходит главным образом в результате давления на них со стороны соседних покоробленных положительных электродов (Рис №4).
Исправлять покоробленные электроды можно только после удаления их из аккумулятора. Исправлению подлежат электроды незасульфатированные и полностью заряженные, так как в этом состоянии они более мягкие и легче поддаются исправлению.
Вырезанные покоробленные электроды промывают водой и размещают между гладкими досками твердой породы (бук, дуб, береза). На верхнюю доску необходимо установить груз, который по мере исправления электродов нужно увеличивать. Запрещается выправлять электроды ударами киевлянки или молотка непосредственно или через доску, во избежание разрушения активного пласта.

Рис №4. Коробление пластин АЭ.

Если покоробленные электроды безопасны для соседних отрицательных электродов, допускается ограничиться мероприятиями, которые предупреждают возникновение КЗ. Для этого из выпуклой стороны покоробленного электрода необходимо проложить дополнительный сепаратор. Заменять такие электроды следует во время очередного ремонта АБ.
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 к темно-коричневого свидетельствует о присутствии органических веществ, которые во время эксплуатации быстро переходят в уксусно-кислые соединения;

фиолетовый цвет электролита указывает на присутствие соединений марганца, при разряде

1. АБ фиолетовый цвет исчезает.

Главной причиной возникновения вредных примесей в электролите во время эксплуатации является вода для доливки. Поэтому для предупреждения попадания в электролит вредных примесей доливать его необходимо дистиллированной или равноценной ей водой.
Применение электролита с содержимым примесей выше допустимых норм (соответственно ГОСТов, «Правил устройства электроустановок») причиняет:

1. значительный саморазряд при наличии меди, железа, мышьяка, сурьмы, висмута;

2. увеличение внутреннего сопротивления при наличии марганца;

3. разрушение положительных электродов вследствие наличия остовой и азотной кислот или их производных;

4. разрушение положительных и отрицательных электродов во время действия соляной кислоты или соединений, которые содержат хлор.

При наличии в электролите хлоридов (внешние признаки — запах хлора и отложения светло-серого шлама) или окислов азота (внешние признаки отсутствуют) аккумуляторы поддаются 3-4 циклам разряда-заряда, во время которых благодаря электролизу эти примеси, как правило, удаляются.
Для удаления железа аккумуляторы разряжают, загрязненный электролит удаляют вместе со шламом и промывают дистиллированной водой. После промывания аккумуляторы заполняют электролитом плотностью 1,04-1,06 г/см³ и заряжают до получению неизменного значения напряжения и плотности электролита. Потом раствор из аккумулятора необходимо удалить, заменить свежим электролитом плотностью 1,20 г/см³ и разрядить аккумуляторы до 1,8 В. В конце разряда электролит проверяют на содержимое железа. При положительном результате анализа аккумуляторы заряжают. В случае неблагоприятного результата анализа цикл обработки необходимо повторить.
Для удаления загрязнения марганцем аккумуляторы разряжают, электролит заменяют свежим и снова заряжают. Если загрязнение свежее, достаточно заменить электролит один раз.
Медь из аккумуляторов с электролитом не удаляется. Для ее удаления аккумуляторы заряжают. Во время заряда медь переносится на отрицательные электроды, которые после заряда меняют. Установка новых отрицательных электродов к старым положительным приводит к ускоренному выходу из строя последних. Поэтому менять такие электроды целесообразно при наличии в запасе старых исправных отрицательных электродов.
При выявлении большого количества загрязненных медью аккумуляторов выгоднее заменить все электроды и сепаратор или полностью АЭ.
Если в аккумуляторах отложения шлама достигло уровня, при котором расстояние до нижней кромки электродов в стеклянных баках сократилась до 10 мм, а в непрозрачных -до 20 мм, необходимо откачать шлам.
Во время откачивания шлама одновременно удаляется и электролит, который может обусловить выход заряженных отрицательных электродов в воздух, их нагревание и следующую потерю емкости. Поэтому во время откачивания нужно предварительно подготовить необходимое количество электролита и залить его в аккумулятор сразу после откачивания шлама.
В аккумуляторах с непрозрачными баками проверить уровень шлама можно с помощью угольника из кислотостойкого материала. Необходимо вынуть сепаратор из середины аккумулятора, немного поднять несколько сепараторов рядом, в зазор между электродами опустить угольник к столкновенью с шламом и измерять расстояние от поверхности шлама до нижней кромке электродов.
Чрезмерный саморазряд – это следствием низкого сопротивления изоляции аккумуляторных батарей, высокой плотности электролита, недопустимо высокой температуры помещения АБ, КЗ, загрязнение электролита вредными примесями.
Следствия саморазряда из трех первых причин обычно не требуют специальных мероприятий по исправлению аккумуляторов. Довольно найти и устранить причину снижения сопротивления изоляции АБ, привести к норме плотность электролита и температуру помещения.
Чрезмерный саморазряд через КЗ или загрязнение электролита вредными примесями, если он происходит на протяжении продолжительного времени, приводит к сульфатации электродов и потери емкости. После определения и устранения причины электролит нужно заменить, а дефектные аккумуляторы десульфатировать и подвергнуть контрольному разряду.
Переполюсовка аккумуляторов возможна во время глубоких разрядов аккумуляторных батарей, если отдельные аккумуляторы, которые имеют сниженную емкость, полностью разряжают, а потом заряжают в обратном направлении током нагрузки от исправных аккумуляторов.
Переполюсованный аккумулятор имеет обратное по знаку напряжение 2 В. Такой аккумулятор снижает разрядное напряжение АБ на 4 В.
Для исправления переполюсованного аккумулятора его разряжают, а потом заряжают небольшим током в правильном направлении до постоянной плотности электролита. Потом разряжают током 10-часовым режима и повторно заряжают. Так повторяют, пока напряжение не достигнет неизменного значения 2,5-2,7 В на протяжении 2 ч, а плотность электролита — 1,20-1,21 г/см³.
Повреждение баков начинается обычно из трещин. Поэтому при регулярных осмотрах аккумуляторных батарей эти повреждения можно найти в начальной стадии. Наибольшее количество трещин появляется в первые года эксплуатации АБ из-за неправильной установки изоляторов под баки (разной толщины или из-за отсутствия прокладок между дном бака и изоляторами), а также из-за деформации стеллажей, сделанных из сырой древесины. Трещины могут также появляться из-за местных нагревов стенок бака, вызванным КЗ.
Поскольку применение шунтирующих сопротивлений недостаточно, хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, лучше применять аккумулятор, который включается параллельно дефектному для вывода последнего в ремонт.
Меняют поврежденный или неисправный бак аккумулятора в аккумуляторных батареях, которая находится в работе, исправным аккумулятором, который включается параллельно дефектному.
Заряженные отрицательные электроды в результате взаимодействия электролита, который остался в порах, 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 их в бак с дистиллированной водой, а после замены бака установить после положительных электродов.
Вырезать из аккумулятора один положительный электрод для его ремонта в аккумуляторных батареях, которая работает, допускается в многоэлектродных аккумуляторах. При маленьком числе электродов, во избежание переполюсовки аккумулятора во время перехода АБ к режиму разряда необходимо шунтировать аккумулятор перемычкой с диодом, рассчитанным на разрядный ток.
Если в АБ выявлен аккумулятор со сниженной емкостью при отсутствии КЗ и сульфатации, то с помощью кадмиевого электрода следует определить, какой полярности электроды имеют недостаточную емкость.
Проверять емкость электродов следует на аккумуляторе, разряженном до 1,8 В, в конце контрольного разряда. В таком аккумуляторе потенциал положительных электродов относительно кадмиевого электрода должен равняться приблизительно 1,96 В, а отрицательных — 0,16 В. Признаком недостаточной емкости положительных электродов является снижение их потенциала ниже 1,96 В, а отрицательных электродов — увеличение их потенциала более 0,20 В.
Измеряют емкость на аккумуляторе, включенном на нагрузку, вольтметром с большим внутренним сопротивлением (более 1000 Ом).
Кадмиевый электрод (стрежень может быть диаметром 5-6 мм и длиной 80—100 мм) за 0,5 ч до начала измерений необходимо опустить в электролит плотностью 1,18 г/см³. Во время перерыва в измерениях следует не допускать высыхания кадмиевого электрода. Новый кадмиевый электрод нужно выдержать в электролите на протяжении двух — трех суток. После измерений электрод необходимо тщательно промыть водой. На кадмиевый электрод необходимо надевать перфорированную трубку из изоляционного материала.

9.5. Текущий ремонт аккумуляторов типа СН.

Характерные неполадки аккумуляторов типа СН и методы их устранения приведены в таблице 14.

Таблица №14.

При замене электролита аккумулятор разряжают 10-часовым режимом до напряжения 1,80 В и выливают электролит, потом заливают его дистиллированной водой до верхней метки и оставляют на 3-4 ч. После этого выливают воду, заливают электролит плотностью 1,210 ± 0,005 г/см³, приведенной к температуре 20 °С, и заряжают аккумулятор до достижения постоянного напряжения и плотности электролита на протяжении 2 ч. После заряда корректируют плотность электролита до 1,240 ± 0,005 г/см³.