Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Аккумуляторные батареи

Техническое обслуживание аккумуляторных батарей - Аккумуляторные батареи

Оглавление
Аккумуляторные батареи
Электрические характеристики аккумуляторных батарей
Принцип действия аккумулятора
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Пластины аккумуляторов
Сепараторы для свинцово-кислотных аккумуляторов
Сосуды для свинцово-кислотных аккумуляторов
Сборка для свинцово-кислотных аккумуляторов
Железо–никелевые аккумуляторы
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Серебряно-цинковые аккумуляторы
Электролит для свинцовых аккумуляторов
Свойства щелочных электролитов
Приготовление электролита
Источники повреждений аккумуляторных батарей
Заряд аккумуляторных батарей
Зарядные устройства
Ремонт аккумуляторных батарей
Оборудование мастерской по ремонту аккумуляторных батарей
Ремонт
Сборка аккумуляторных батарей
Охрана труда и техника безопасности
Особенности эксплуатации аккумуляторных батарей на электростанциях и подстанциях
Основные сведения по монтажу
Порядок эксплуатации аккумуляторных батарей
Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

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       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 (з+и 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/см3, заряжают иперезаряжают.
Эффективность режима определяется по систематическому росту плотности электролита.
Заряд ведется до получения неизменной плотности электролита (обычно меньшей 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 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.
Определение места короткого замыкания компасом
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/см3 и заряжают до получения неизменного значения напряжения и плотности электролита.  Затем раствор из аккумулятора необходимо удалить, заменить свежим электролитом плотностью 1,20 г/см3 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/см3.
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/см3.  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/см3,  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/см3.

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.


 
« Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности   Аппараты распределительных устройств низкого напряжения »
электрические сети