Обслуживание стационарных свинцово кислотных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторные батареи, общие сведения, подбор, техническое обслуживание.

3. Обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

Современные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи являются надёжными устройствами и обладают значительными сроками эксплуатации. Батареи хорошего качества имеют срок службы не менее пяти лет при условии тщательного и своевременного ухода. Поэтому мы рассмотрим правила эксплуатации аккумуляторов и методы регулярного технического обслуживания, которые позволят существенно повысить их ресурс при минимальных затратах времени и финансов.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Аккумуляторную батарею в процессе эксплуатации необходимо периодически осматривать на наличие трещин корпуса, содержать в чистоте и в заряженном состоянии.
Загрязнение поверхности аккумулятора, наличие окислов или грязи на штырях, а также неплотная затяжка зажимов проводов вызывают быстрый разряд аккумуляторной батареи и препятствуют нормальному её заряду. Во избежание этого следует:

• Содержать в чистоте поверхность аккумулятора и следить за степенью затяжки контактных клемм. Электролит, попавший на поверхность батареи, вытирать сухой ветошью или ветошью, смоченной в нашатырном спирте или растворе кальцинированной соды (10%-ный раствор). Окислившиеся контактные штыри аккумуляторной батареи и клеммы проводов очистить, неконтактные поверхности смазать техническим вазелином или солидолом.
• Следить за чистотой дренажных отверстий аккумулятора. В процессе работы электролит выделяет пары, и при забивании дренажных отверстий эти пары выделяются в других всевозможных местах. Как правило, это происходит около контактных штырей аккумуляторной батареи, что приводит к усиленному их окислению. При необходимости очистить их.
• Периодически проверять напряжение на контактных штырях аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Эта процедура позволит вам оценить уровень заряда, который обеспечивает генератор. Если напряжение, в зависимости от оборотов коленчатого вала, находится в пределах 12,5 -14,5 В для легковых машин и 24,5 — 26.5 В для грузовых машин, то это означает что агрегат исправен. Отклонения от указанных параметров говорит об образовании различных окислов на контактах проводки на линии подключения генератора, его износе и необходимости произвести диагностику и устранение неисправностей. После ремонта повторить контрольные мероприятия в разных режимах работы двигателя, в том числе при включенных фарах и иных потребителях электрического питания.
• При длительном простое автомобиля отключать от «массы» аккумуляторную батарею, а при длительном хранении — периодически подзаряжать её. Если аккумуляторная батарея часто и длительное время находятся в разряженном или даже полузаряженном состоянии, возникает эффект сульфатации пластин (покрытие пластин аккумулятора крупнокристаллическим сернокислым свинцом). Это приводит к снижению ёмкости аккумуляторной батареи, к увеличению её внутреннего сопротивления и постепенной полной неработоспособности. Для подзарядки используются специальные устройства, которые понижают напряжение до необходимого уровня и после этого переходят в режим зарядки аккумулятора. Современные зарядные устройства по большей части автоматические и в процессе их применения не требуют контроля со стороны человека.
• Избегать длительного пуска двигателя, особенно, в холодное время года . При запуске холодного двигателя стартер потребляет большой пусковой ток, который может вызвать «коробление» пластин аккумуляторной батареи и выпадание активной массы из них. Что в конечном итоге приведёт к полной неработоспособности аккумулятора.

Исправность аккумуляторной батареи проверяется специальным прибором – нагрузочной вилкой. Аккумулятор считается рабочим в том случае, если его напряжение не падает в течение минимум 5 секунд.

УХОД ЗА НЕОБСЛУЖИВАЕМОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ

Аккумуляторы данного типа получают всё большее распространение и пользуются всё большей популярностью. Уход за необслуживаемым аккумулятором сводится к стандартным действиям, требующимся для всех типов аккумуляторных батарей, описанный выше.

Необслуживаемые аккумуляторные батареи не имеют технологических отверстий с пробками для контроля уровня и доливки электролита до нужного уровня и плотности. В некоторые аккумуляторы этого типа встроены ареометры. В случае критического падения уровня электролита или снижения его плотности, аккумулятор подлежит замене.

УХОД ЗА ОБСЛУЖИВАЕМОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ

Аккумуляторные батареи данного типа имеют технологические отверстия для заливки электролита с плотными резьбовыми пробками. Общее техническое обслуживание автомобильного аккумулятора данного типа производится в том же порядке, что и для всех, но дополнительно необходимо выполнить работы по проверке плотности и уровня электролита.

Проверка уровня электролита производят визуально или с использованием специальной мерной трубки. На обнажённых (в следствие падения уровня электролита) частях пластин происходит процесс сульфатации. Для поднятия уровня электролита, в банки аккумуляторной батареи доливают дистиллированную воду.

Плотность электролита проверяется кислотомером-ареометром и по ней оценивается уровень заряда аккумуляторной батареи.
Перед проверкой плотности, если доливали электролит в аккумуляторную батарею, нужно запустить двигатель и дать ему поработать, чтобы при подзаряде аккумулятора электролит перемешался либо воспользуйтесь зарядным устройством.

В районах с резко континентальным климатом при переходе с зимней эксплуатации на летнюю, и наоборот, аккумуляторную
батарею снять с автомобиля, подключить к зарядному устройству, выполнить заряд силой тока 7 А. В конце процесса зарядки, не отключая зарядное устройство, довести плотность электролита до значений, указанных в табл.1 и табл.2. Процедуру нужно проводить в несколько приёмов, при помощи резиновой груши, методом отсасывания либо доливки электролита или дистиллированной воды. При переходе на летнюю эксплуатацию доливать дистиллированную воду, при переходе на зимнюю эксплуатацию доливать электролит плотностью 1,400 г/см 3 .
Разницу в плотности электролита в различных банках аккумуляторной батареи тоже выравнить доливанием дистилированной воды или электролита.
Промежуток между двумя добавками воды или электролита должен быть не менее 30 мин.

УХОД ЗА РАЗБОРНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ

Техническое обслуживание разборных аккумуляторов не отличается от условий обслуживания неразборных обслуживаемых батарей, только дополнительно требуется следить за состоянием поверхности мастики. Если на поверхности мастики появились трещины, их необходимо устранить оплавлением мастики при помощи электрического паяльника или другого нагревательного прибора. Не следует допускать натяжения проводов при подключении аккумулятора к автомобилю, так как это приводит к образованию трещин в мастике.

ОСОБЕННОСТИ ЗАПУСКА СУХОЗАРЯЖЕННЫХ БАТАРЕЙ.

В случае приобретения вами не залитой сухозаряженной батареи ее необходимо заправить электролитом с плотностью в 1,27 г/см 3 до установленного уровня. Через 20 минут после заливки, но не позднее двух часов, произвести замер плотности электролита при помощи кислотомера-ареометра. Если падение плотности не превысило 0,03 г/см 3 , батарею можно устанавливать на автомобиль для эксплуатации. Если же произошло падение плотности электролита выше нормы, необходимо подключить зарядное устройство и произвести зарядку. Ток заряда не должен превышать 10 % от номинального значения и процедура проводится до появления обильного выделения газов в банках аккумулятора. После этого повторно контролируется плотность и уровень. При необходимости в банки доливается дистиллированная вода. Затем вновь подключается зарядное устройство на полчаса для равномерного распределения электролита по всему объёму банок. Теперь аккумулятор готов к применению и может быть установлен на автомобиль для эксплуатации.

Регулярный уход за аккумуляторной батареей позволит продлить срок её эксплуатации и избежать сульфатизации пластин или их механического разрушения. Правильная эксплуатация аккумулятора существенно увеличивает его ресурс, что даёт возможность снизить издержки на эксплуатацию автомобиля.

Источник

Эксплуатация и обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов

1.1 Метод заряда свинцово-кислотных аккумуляторов

(Данные предоставлены производителем свинцово-кислотных АКБ EverExceed)

Параметр	Буферный режим	Циклический режим
Напряжение буф. заряда	2.25В/эл @25 o C	2.25 2.30В/эл @25 o C
Коэф. темпер. компенсации	-3мВ/ o C /эл @ 25 o C
Выравнивающий заряд	2.35В/эл@25 o C	2.35 2.40В/эл@25 o C
Максимальные токи заряда	0.25C 10 A для 6В и 12В; 0.2C 10 А для 2В
Токи выравнивающего и буферного подзаряда	0.005C 10 0.01C 10 А
Выравнивающий заряд	a. Буферный заряд каждые 3 месяца	b. При разряде более 20% емкости

1. Заряжать аккумулятор следует сразу же после разряда. Нельзя оставлять аккумулятор в разряженном состоянии.

2. Следует зарядить батарею перед вводом в эксплуатацию после хранения.

1.2 Влияние температуры окружающей среды на срок службы батарей

Согласно закону химической активности Аррениуса скорость коррозии удваивается при повышении температуры на 10°C.

Следовательно, срок службы будет уменьшаться вдвое при повышении Т на 10 o C .

Высокая температура сокращает срок службы аккумулятора. Например, расчетный срок службы батареи составляет 10 лет при 25 o C ; если же аккумулятор работает при 35 o C в течение длительного времени, срок службы составит 5 лет. Ниже приведена формула:

L 25 = L T х 2 (T-25)/10

Т – температура окружающей среды

L T – расчетный срок службы при температуре Т (град)

L 25 – расчетный срок службы при температуре 25 о С (град)

Повышение температуры окружающей среды ускоряет коррозию пластин батарей и потерю воды, что значительно сокращает срок службы аккумулятора. Поэтому важно контролировать температуру окружающей среды. Значительное повышение температуры может вызвать серьёзное повреждение батареи, вплоть до полного выхода из строя.

При повышении температуры в помещении, необходимо предпринять меры по снижению температуры путём проветривания и т. д. Расстояние между батареями должно быть не менее 10 мм, в то же время необходимо регулировать напряжение буферного и выравнивающего заряда в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации.

1.3 Установка АКБ

• Аккумулятор AGM может работать практически в любом положении, кроме перевернутого;
• Гелевый аккумулятор можно эксплуатировать в вертикальном положении;
• Расстояние между батареями должно быть не меньше 10 мм;
• Батарейный шкаф или помещение должны быть вентилируемыми, водород в виде газа от перезаряда должен выходить наружу;
• Чем ближе зарядное устройство к АКБ, тем лучше;
• Все болты крепления и гайки должны быть затянуты.

1.4 Хранение аккумуляторов

Рекомендуемая температура хранения 15

30 o C ;

Защищайте элементы/аккумуляторы от неблагоприятных погодных условий, влаги и попадания внутрь воды;

Защищайте элементы/аккумуляторы от прямого или непрямого солнечного излучения;

Место хранения, соответственно, должны быть чистым, сухим, не должно подвергаться морозам и быть под надлежащим наблюдением;

Элементы/аккумуляторы должны быть защищены от короткого замыкания металлическими предметами или токопроводящими загрязнениями;

Элементы/аккумуляторы должны быть защищены от опрокидывания и от падающих предметов.

1. VRLA Батареи

• Максимальное продолжительность хранения 12 месяцев при 20 o C для AGM, 24 месяца для GEL АКБ; рекомендуется выравнивающий подзаряд в течение 24 часов каждые 6 месяцев.
• Высокие температуры приводят к быстрому саморазряду и сокращению времени хранения между операциями заряда (до 3 месяцев при 30 o C )

2. Заливные батареи (Flooded)

• Срок хранения с сухозаряженном состоянии – 3 месяца
• В залитом состоянии рекомендуется заряжать выравнивающим зарядом в течение 24 часов каждые 2 месяца

1.5 Тест на ёмкость аккумуляторов

Испытания проводятся в соответствии с указаниями в МЭК 60896-21: «Батареи свинцово-кислотные стационарные. Часть 21. Типы с регулирующим клапаном. Методы испытаний»

Перед проведением испытаний должен быть проведён выравнивающий заряд АКБ, как описано выше.

Выравнивающий заряд необходимо выполнять не более, чем за 7 дней и не менее, чем за 3 дня до начала испытаний!

Этапы проведения испытания номинальной ёмкости:

1. Убедитесь, что все соединения чистые, защищены и не подвержены коррозии.

2. Во время нормальной работы батареи измерьте и запишите следующие параметры:

– Напряжение каждой батареи.

– Температуру поверхности как минимум одной из каждых десяти батарей.

– Напряжение цепи аккумуляторной системы.

3. Разомкните соединение между аккумуляторной системой, которую вы хотите проверить, зарядным устройством и всеми потребителями.

4. Подготовьте регулируемую нагрузку для подключения к аккумуляторной системе.

Ток разряда должен быть установлен на уровне 0,1C 10 Ампер и оставаться постоянным.

6. Подготовьте вольтметр, чтобы вы могли проверить общее напряжение батареи.

7. Подключите нагрузку, шунт и вольтметр. При этом засеките время.

8. Поддерживайте постоянный ток нагрузки 0,1С₁₀ Ампер и измеряйте напряжение аккумуляторной системы с регулярными интервалами времени.

9. Проверьте на предмет чрезмерного нагрева все соединения между нагрузкой и АКБ.

10. Рассчитайте относительную емкость системы батарей по следующей формуле: Емкость (% при 20 о C) = (T a /T s ) x 100

T a = фактическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения (1,80 В / элемент).

T s = теоретическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения. (тест номинальной ёмкости при T s = 10ч)

11. Переподключите аккумуляторную систему, как она изначально была подключена, и сразу же зарядите.

1. Перед тестом ёмкости необходимо выполнить выравнивающий заряд;

2. Испытание на ёмкость должно проводиться разрядом постоянного тока 0,1C₁₀ Ампер;

3. Конечное напряжение разряда равняется 1.80В на элемент;

4. C = I x T (ёмкость разряда = ток разряда x время разряда)

1.6.1 Инструменты и оборудование:

a. Цифровой вольтметр.

b. Изолированный гаечный ключ.

c. Приборы с проводящей и мгновенной нагрузкой и внутренним сопротивлением.

1.6.2 Ежемесячное обслуживание

a. Содержите помещение с аккумуляторами в чистоте.

b. Замеряйте и записывайте температуру окружающей среды в помещении с батареями.

c. Проверяйте чистоту каждой батареи, а также отсутствие повреждений и следов перегрева на терминалах, корпусе и крышке.

d. Замеряйте и записывайте общее напряжение цепи и ток буферного заряда системы аккумуляторных батарей.

1.6.3 Ежеквартальное обслуживание

a. Повторите ежемесячный осмотр.

b. Замерьте и запишите напряжение буферного заряда каждой подключенной батареи. Если напряжение более двух элементов менее 2,18 В/эл. после температурной компенсации, необходимо провести выравнивающий заряд.

1.6.4 Ежегодное обслуживание

a. Повторите ежеквартальное обслуживание и осмотр.

b. Проверяйте каждый год, не ослабли ли разъемы и затягивайте их.

c. Ежегодно проводите испытание на разряд с фиксированной точной нагрузкой, разряжая на 30-40% от номинальной ёмкости.

2. Причины выхода из строя батарей

2.1 Потеря воды высушивает электролит

П ричины потери воды:

Слишком низкое напряжение заряда приводит к недозаряду и вызывает сульфатацию отрицательных пластин, что приводит к снижению ёмкости батареи, сокращает срок ее службы;

Слишком высокое напряжение заряда способствует увеличению выделения газа при снижении эффективности рекомбинации, что приводит к увеличению внутреннего давления и частому открытию уплотнительного клапана. Это влечёт за собой потерю воды, ускорение коррозии положительных пластин и сокращению срока службы батареи.

2. Утечка воды из корпуса или через крышку

3. Коррозия решётки положительной пластины поглощает воду

Pb + 2H 2 O —> PbO 2 + 4H + + 4e

4. Поглощение воды вследствие саморазряда

Pb + H 2 SO 4 —> PbSO 4 + H 2

2.2 Коррозия решётки пластины

Коррозия решётки пластины является важной причиной выхода из строя VRLA батареи.

Независимо от того, находится ли она в разомкнутом состоянии или работает в режиме буферного или циклического заряда, возникает явление гофрированной коррозии.

Это особенно проявляется при перезаряде. Плотность электролита увеличивается из-за потери воды. Вследствие этого коррозия пластины ускоряется. При неправильной эксплуатации АКБ работает в режиме повышенного заряда в течение длительного периода времени. Это может привести к коррозии решетки пластины батареи. Пластина деформируется, что приводит к серьёзным разрушениям решётки пластины. Как следствие, ёмкость батареи быстро снижается, батарея выходит из строя.

Pb + 2H 2 O —> PbO 2 + 4H + + 4e

2.3 Сульфатация отрицательной пластины

При недозаряде АКБ в течение длительного времени, будет образовываться все больше и больше сульфата свинца PbSO 4 . Это приводит к образованию крупных частиц PbSO 4 и снижению химической активности с последующим затруднительным или вовсе невозможным восстановлением.

Причина сульфатации катода:

1. Слишком низкое зарядное напряжение, отсутствие функции температурной компенсации. Это приводит к недозаряду аккумулятора в течение длительного времени.

2. Несвоевременный заряд аккумулятора после разряда.

3. Циклический режим с частичным зарядом (PSOC).

4. Частый глубокий разряд (до 1.7-1.8В при 80%-100% DOD)

5. Хранение батареи при повышенной температуре ускоряет рекристаллизацию сульфата свинца и саморазряд. Это способствует сульфатации пластины.

2.4 Выход из строя по причине перегрева

Выход из строя по причине перегрева происходит обычно в AGM батареях. Реакция газовой рекомбинации – экзотермическая реакция. Количество газа, выделяемого из батареи, мало, рассеивание тепла незначительное. Если VRLA аккумулятор работает в высокотемпературной среде или напряжение заряда слишком высокое, образуется большое количество газа и усиливается рекомбинация. Температура в самой батарее стремительно повышается, в результате чего внутреннее сопротивление батареи падает, ток зарядки увеличивается.

Так происходит «терморазгон», пока температура не выходит из-под контроля. Корпус аккумулятора серьезно деформируется и трескается.

Для предотвращения выхода из строя батарей по причине перегрева должны быть приняты соответствующие меры:

1. Не допускать перезаряд и недозаряд;

2. Зарядное устройство должно иметь функцию темп. компенсации;

3. Батарея должна быть размещена в хорошо проветриваемом месте с контролем температуры АКБ.

2.5 Размягчение активных материалов положительной пластины

Продолжительный разряд большими токами;

Малый ток заряда;

2.6 Коррозия терминалов

1. Поломанный терминал.

2. На поверхности батареи могут быть остатки серной кислоты, которые вступают в реакцию со свинцом на полюсах, образуя белые кристаллы.

3. Батарея работает в условиях высокой температуры в течение длительного времени, уплотнительный клапан часто открывается и происходит сброс газа с небольшим количеством серной кислоты, которая осаждается на терминале, вызывая его коррозию.

Как определить причину коррозии терминала?

Сначала очистите терминал, а затем нанесите немного вазелинового масла.

Далее, при эксплуатации от 2 до 3 месяцев, если на поверхности терминала образуется серная кислота или белые кристаллы, то это следствие утечки кислоты через терминал; если нет – батарея в порядке.

Источник