Батарея аккумулятор для поезда

Аккумуляторы для пассажирских вагонов. Типы аккумуляторов

Аккумуляторные батареи – необходимый элемент питания, предусмотренный конструкцией поезда. АКБ позволяет обеспечивать полноценную работу транспортного средства во время стоянок, при аварийных ситуациях, а также при малых скоростях движения поезда. В пассажирских вагонах используются следующие типы аккумуляторов:

Количество аккумуляторов в поезде зависит от его технических характеристик, типа АКБ, а также от наличия дополнительных систем (например, системы кондиционирования). Российские поезда используют от 26 до 56 кислотных или от 38 до 86 щелочных батарей, которые соединяются последовательно и образуют надежный источник питания. Каждая батарея имеет целевое назначение и маркируется в соответствии с областью применения: Ц – для цельнометаллических вагонов, Т – тяговая, В – вагонная.

Наиболее распространены щелочные батареи, так как они производятся из доступных материалов. Современные поезда используют щелочные никель-железные или никель-кадмиевые батареи. АКБ располагаются под вагоном в специальных ящиках с дефлекторами, которые позволяют удалять взрывоопасные продукты химических реакций.

И кислотные и щелочные источники питания имеют схожее строение – различается лишь внутреннее наполнение. Стандартная АКБ представляет собой коробку из металла с пластинами положительного и отрицательно заряда, которая заполнена жидкостью (электролитом). Соединяются аккумуляторы по два или по три (в зависимости от типа АКБ) – плюс к плюсу, минус к минусу с помощью медной шины.

Работоспособность цепи аккумуляторов определяется с помощью вольтметра и амперметра. Если батареи исправны, то напряжение не меняется при нагрузке. При правильном монтаже и уходе, кислотные и щелочные батареи могут работать в течение долгого времени.

Кислотные АКБ

В кислотных батареях резервного питания в качестве электролита используется серная кислота. При взаимодействии кислоты с пластинами из металла, возникает электрохимическая реакция.
Стандартные АКБ для поездов состоят из 26 или 56 элементов, которые поддерживают определенное напряжение. Располагаются аккумуляторы в двух подвагонных ящиках, защищенных от внешних воздействий (металлический поддон с пластмассовым покрытием). Специальные амортизаторы на поддоне препятствуют поломке перемычек и выходу АКБ из строя.

В отличие от щелочных батарей, кислотные могут самостоятельно заряжаться при длительных стоянках.

Щелочные АКБ

Щелочные батареи применяют в качестве электролита более доступные вещества – едкий калий или едкий натрий. Главная особенность таких аккумуляторов в том, что соединения, образующиеся при электрохимической реакции, не вступают в реакцию друг с другом. Таким образом, расход электролита отсутствует, а плотность его остается постоянной.

Щелочные АКБ имеют более длительный срок службы и практически не требуют обслуживания. Для поддержания необходимого напряжения, батареи для поезда состоят из 38-86 элементов, каждый из которых имеет напряжение 1,2 В. Установка батарей производится по три элемента в деревянные ящики. Ящик закрепляется на поддоне с амортизирующими вставками.

Щелочные батареи снижают свои эксплуатационные характеристики в условиях низких температур (быстрее разряжаются).

Неисправности батарей резервного питания

При любых неисправностях, возникающих в процессе эксплуатации АКБ, снижается срок использования батареи. Самыми распространенными являются следующие поломки:

• • Сульфатация. Образование налета на пластинах при регулярном отсутствии полного заряда и постоянной глубокой разрядки.
  • Перезаряд. Уменьшает емкость источника питания в результате отслаивания активной массы от пластин. Может привести к взрыву аккумулятора за счет выделения большого количества газа.
  • Загрязнение электролита. Проблема актуальна для кислотных аккумуляторных батарей. При использовании некачественной серной кислоты или дистиллированной воды приводит к выходу батареи из строя. Металлические частицы могут вызвать короткое замыкание в батарее.
  • Окисление пластин. При недостаточном количестве электролита в щелочных АКБ, пластины окисляются, и батарея выходит из строя.

• Течь аккумулятора. Определяется по потекам на корпусе ящика.
• Обрыв цепи. Происходит по причине неисправности предохранителей, окисленного контакта или обрыва аккумуляторного соединения.

Чтобы не допускать поломок, необходимо постоянно следить за уровнем электролита и вовремя обнаруживать неисправности.

Источник

Аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея (АКБ) предназначена для питания основных потребителей вагона на стоянках, в аварийных режимах

Аккумуляторная батарея (АКБ) предназначена для питания основных потребителей вагона на стоянках, в аварийных режимах, при малых скоростях движения поезда. Для пассажирских вагонов применяются кислотные и щелочные батареи, состоящие из определенного количества аккумуляторов, соединенных между собой последовательно. Аккумулятором называется химический источник тока, который накапливать и сохранять электрическую энергию, полученную от вагонного генератора или другого зарядного агрегата, а затем отдавать ее. Кислотные аккумуляторы бывают свинцовые, а щелочные – никель-железные и никель-кадмиевые. В вагонах последних годов постройки применяют АКБмарки KL-250 А*ч, напряжением 110 В, никель-кадмиевая щелочная. Максимальный зарядный ток 70 А*ч ±3. Максимальное зарядное напряжение АКБ (в зависимости от температуры наружного воздуха) 136-142В ±2 (чем холоднее на улице, тем меньше напряжение). Для защиты АКБ от разряда существует две ступени защиты.Ступень П срабатывает при разряде АКБ до 98 В, отключается кипятильник и кондиционер. Ступень I отключает остальные потребители, кроме цепей управления, сигна­лизации, освещения (аварийного), отопления, хвостовых фонарей. Возврат защиты производится при помощи пакетника управления путем переключения из положения «1» в положение «0» и обратно в положение «1». Кнопкой «Авария» пользоваться только в экстренных случаях. В обычных случаях отключение следует производить пакетником управления, из положения 1 в положение «0».

Аккумулятор представляет собой металлический конкурс, в котором помещены в электролит отрицательные и положительные пластины. Аккумуляторы монтируют попарно в деревянных ящиках и соединяют между собой последовательно медной шиной со свинцовым покрытием. С торцевой стороны ящика слева – плюсовой зажим, справа – минусовой. Зажимы служат для соединения межаккумуляторных перемычек. Деревянный ящик установлен на металлическом поддоне, защищенном от коррозии. Аккумуляторы при монтаже должны быть закреплены во избежание перемещений относительно друг друга, так как при перемещении нарушается изоляция, и ломаются перемычки.

1-шпильки

6-ответрсие для электролита

7-откидная пробка с клапаном для выхода газов

9-десять положительных пластин

10-одинадцать отрицательных пластин

Внешний вид ящика АКБ

При проверке работы электрооборудования перед отправлением в рейс проводник вагона проверяет по вольтметру на распределительном щите (переключатель вольтметра установлен в положение «батарея») величину электродвижущей силы, а по сигнализации замыкания на корпус вагона – состояние изоляции электрооборудования вагона. Затем включает потребители (вентиляция, освещение вагона) и через 10 минут измеряет напряжение аккумуляторной батареи под нагрузкой. Если АКБ заряжена полностью и исправна, ее напряжение при включении нагрузки измениться не значительно. Если она сильно разряжена и имеет неисправные аккумуляторы, то при включении нагрузки резко снизиться. В пути следования проводник вагона следит за режимами заряда и разряда АКБ по показаниям вольтметра.

При правильном уходе и эксплуатации АКБ надежно работают в течение нескольких лет. Однако в них могут появиться неисправности, которые преждевременно выводят их из строя.

Короткое замыкание между положительными и отрицательными элементами. Наличие короткозамкнутых аккумуляторов приводит к перегрузке генератора, преждевременному выходу из строя всей батареи, значительному перерасходу электроэнергии, интенсивному образованию гремучего газа.

Повышенный саморазряд определяется по быстрому уменьшению напряжения.

Течь аккумуляторов определяют по подтекам вокруг аккумулятора.

Обрыв цепи аккумуляторной батареи могут возникнуть вследствие перегорания ее предохранителей, неполного или окисленного контакта, обрыва межаккумуляторного соединения. Обрыв цепи аккумуляторной батареи могут возникнуть вследствие перегорания ее предохранителей, неполного или окисленного контакта, обрыва межаккумуляторного соединения. При обрыве цепи АКБ на стоянке амперметр и вольтметр показывают 0; в ночное время гаснет освещение. По ходу поезда: с увеличением скорости движения лампы в вагоне загораются ярче и ярче, могут даже перегореть, амперметр при этом будет показывать 0, а вольтметр — зашкаливать. При обрыве цепи АКБ проводник обязан обесточить вагон, вызвать ПЭМ.

При неправильной эксплуатации АКБ возможен преждевременный выход ее из строя. При повышенном зарядном токе происходит закипание электролита, повышенное газообразование, и как следствие — взрыв АКБ.

Дата добавления: 2015-05-26 ; просмотров: 9915 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Аккумуляторы подвижного состава

Конечно мы не можем обойти тему о автономных источниках питания для поездов ведь электрификация данного вида транспорта очень важна, раскроем немного этот вопрос.

Предназначение АКБ(тепловозы, дизель поезда)

Аккумуляторные батареи, предназначенные для подвижного состава, выполняют различные функции. Например, на дизель-поездах, тепловозах и газотурбовозах они используют в основном для пуска дизелей и газовых турбин. При электрическом пуске дизеля тяговый генератор с пусковой обмоткой последовательного возбуждения подключают к батарее.

Так как омическое сопротивление пусковой обмотки тягового генератора мало и включение производится без дополнительных сопротивлений, то в момент включения ток достигает 2200-2700А, а к концу пуска 1 000÷1100А (ток прокрутки вала). Весь процесс пуска дизеля длится 8-10 сек, но максимальная величина тока резко спадает уже через 0,1—0,2 сек. При этом расход емкости на один пуск очень мал и в нормальных условиях не превышает 2А/ч. Однако батарея должна иметь определенный запас емкости, так как для пусковых оборотов необходимо высокое, напряжение. Поэтому на тепловозах обычно устанавливают батареи ёмкостью 350÷550А/ч.

Предназначение АКБ(электровозы, электропоезда)

Совсем иное назначение аккумуляторной батареи на электровозах, электропоездах и поездах метрополитена. На подвижном составе метрополитена аккумуляторы используют как автономный источник постоянного тока для запитки цепей низкого напряжения при неработающем генераторе. Емкость таких батарей составляет 100÷120А/ч.

На не электрифицированных участках тяговые двигатели и все другие электрические аппараты поезда получают питание от аккумуляторной батареи, поэтому используют аккумуляторы большой емкости.

Для вагонов с кондиционированием воздуха мощность генератора 25—28Квт расходуется на освещение вагона, а также на работу холодильной установки или электроподогревателя, принудительной вентиляции, электрокипятильника и охладителя питьевой воды. В вагонах с кондиционированием воздуха, а также в вагонах-ресторанах, почтовых и других вагонах с большим потреблением энергии применяют предпочтительно кислотные аккумуляторные батареи большой емкости напряжением 50 или 110в.

Во время эксплуатации вагона его аккумуляторы находятся в сложных климатических условиях и в состоянии тряски и вибрации. Заряд и емкость батареи зависят от скорости движения состава, продолжительности времени стоянок и работы потребителей тока. На стоянке и при замедленном его движении электродвигатели СУ, осветительные и другие приборы потребляют электроэнергию от аккумулятора.

Технические условия, маркировка

Изготавливаются аккумуляторы по техническим условиям ИРФБ.563414.024 ТУ.

В условном наименовании тепловозных АБ буквы и цифры обозначают: 32 и 48 — количество аккумуляторов в батарее; Т — область применения (тепловозы); Н — тип электродных пластин (намазные). Цифры после букв — номинальная емкость батарей при 10-часовом режиме разряда в амперчасах; У — климатическое исполнение; 2- категория размещения; ТМ — материал моноблока (термопласт); материал сепаратора — мипласт; Л — секция с общей приварной крышкой; 3 — залитая электролитом и полностью заряженная.

Пример записи обозначения АБ емкостью 450 Ач — 32ТИ-450 ТМЗ.

Состав, эксплуатация АКБ

Батареи состоят из отдельных секций, состоящих из четырех или трех аккумуляторов в эбонитовых моноблоках, или из 16 отдельных секций по 2 аккумулятора в каждой секции для батареи 32ТН-450А и из 24 секций для батарей 48ТН-450А.

Удельная энергия секции по массе составляет 27,2 Втч/кг, по объему — не менее 50,0 Втч/дм3 удельная материалоемкость — 21,33 кг/кВтч.

Батареи эксплуатируются при номинальной плотности электролита 1,245±0,005 г/см3 при уровне 20÷25 мм над предохранительным щитком. Аккумуляторы в одной секции и секции между собой соединяются последовательно.

Моноблоки и крышки секций батарей изготавливаются из специального термопласта, стойкого к воздействию масел, дизельного топлива и раствора серной кислоты.

Секция 2ТН-450ТМ состоит из моноблока, разделенного перегородкой на два аккумулятора, каждый из которых имеет собственную крышку, герметизация секций осуществляется резинобитумной мастикой.

Секция аккумуляторов 2ТН-450А состоит также из двух аккумуляторов. Герметизация секций осуществляется приваркой общей крышки по периметру и перегородке моноблока. Герметизирующая мастика в секциях 2ТН-450ТМ, а также сварной шов в секциях 2ТН-450А обеспечивают герметичность аккумуляторов при температурах от -50 до +60°С и при повышенном или пониженном давлении по сравнению с атмосферным на (16±1,3) кПа, (120±10ммрт. ст.).

Тепловозные аккумуляторы ремонтопригодны: серии ТМ в части замены секций, крышек, перемычек и отдельных блоков электродов; серии А — секций и перемычек.

Характеристики

Электрические характеристики секций при температуре 25±10°С соответствуют значениям, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Электрические характеристики секции тепловозных АБ

Электрические характеристики, указанные в таблице 1, обеспечиваются не позднее 10-5-20 цикла.

АБ работоспособны при прерывистых токах разряда, соответствующие данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

Среднесуточный саморазряд заряженного аккумулятора, хранившегося в течение 15 суток при температуре окружающего воздуха 25±10°С не превышает 1%.

Батареи выдерживают перезаряд током 45А в течение 4 циклов по 100 ч непрерывно в каждом цикле. Они могут поставляться в сухом (без электролита) состоянии и в залитом электролитом и заряженном состоянии.

Батареи работоспособны при синусоидальной вибрации в диапазоне частот 10÷100Гц и после воздействия механических ударов многократного действия (при этом емкость как при 10-часовом режиме разряда, так и при 5-минутном разряде составляет не менее 75% от номинального значения).

Минимальная наработка секции аккумуляторов в режиме непрерывного циклирования составляет 170 циклов при снижении емкости до 75% от номинального значения.

Направления развития

Основными направлениями дальнейшего развития тепловозных АБ являются: замена мипласт-сепараторов на комбинированные, введение связующих добавок в активные массы, применение малосурьмяных коррозионно-стойких сплавов для отливки положительных токоотводов, совершенствование режимов эксплуатации, включая уравнительные заряды.

Реализация перечисленных и других мероприятий позволит увеличить эксплуатационный срок службы в 1,5-2 раза, а число зарядно-разрядных циклов — до 400 и более. При этом за счет снижения скорости саморазряда в 2-3 раза существенно сократится частота доливок воды при эксплуатации АБ на тепловозах.

Источник