Этот сайт использует «cookies». Условия использования «cookies» см. в Правилах пользования сайтом. Также сайт использует Интернет-сервис для сбора технических данных касательно посетителей с целью получения маркетинговой и статистической информации. Условия обработки данных посетителей сайта см. в Политике конфиденциальности. В случае Вашего отказа от продолжения работы с сайтом нажмите "Не согласен(на)". Для подтверждения Вашего согласия на обработку данных на указанных выше условиях нажмите "Согласен(на)".
Выберите Аккумулятор по назначению Выберите аккумулятор по типу

Производство источников бесперебойного питания, переносной аппаратуры, современной мобильной техники, а также уменьшение затрат на обслуживание аккумуляторов, используемых в связи и энергетике, потребовало разработки более удобных в эксплуатации аккумуляторов.

Все реализованные до настоящего времени герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы снабжены клапаном, который должен открываться для выброса избыточного газа, в основном, водорода при заряде и хранении. Полной рекомбинации кислорода и водорода достичь невозможно. Поэтому аккумулятор называется не герметичным, а герметизированным. Важным условием хорошей герметизации является плотное химически- и термостойкое соединение конструктивных элементов. Особое значение имеет технология изготовления пластин, конструкция клапана и герметизация выводов. В герметизированных аккумуляторах используется «связанный» электролит. Рекомбинация газов идет по кислородному циклу.

Для связывания электролита существует два способа:

  • использование гелеобразного электролита (технология GEL),
  • использование стекловолокна, пропитанного жидким электролитом (технология AGM).

Под надежностью аккумулятора понимают его способность сохранять оговоренные изготовителем характеристики при эксплуатации в течение заданного времени в заданных условиях. За критерий отказа аккумулятора принимается несоответствие его параметров установленным нормам. Требования к герметизированным свинцово-кислотным аккумуляторам и методы их испытаний изложены в стандартах IEC 896-2 (DIN EN 60896 Teil 2).

Существует ряд факторов, которые ограничивают достижение высокой степени надежности герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов любой технологии:

  • сильное влияние незначительных примесей на свойства активных масс пластин
  • большое количество технологических процессов при производстве аккумуляторов
  • использование широкого ассортимента материалов и комплектующих для изготовления аккумуляторов, которые могут производиться на разных заводах (в разных странах)

Повышение надежности связано, в первую очередь, с тщательным входным контролем всего поступающего сырья, используемых материалов и комплектующих. Необходим строгий контроль технологии изготовления на всех этапах производства. Чтобы достичь точности технологических операций, производство должно иметь высокую степень автоматизации и единый технологический цикл. Обычная (классическая) конструкция аккумуляторов обеспечивает их высокую надежность за счет избыточности активной массы электродов, электролита и токоведущих элементов, В них избыток реагентов и электролита составляет 75...85% от теоретически необходимых. Герметизированные аккумуляторы имеют меньшую надежность, чем классические свинцово-кислотные аккумуляторы. Аккумуляторы технологии AGM имеют малый запас электролита. В аккумуляторах технологии GEL используется сложный многокомпонентный состав электролита, а также трудно добиться равномерного распределения геля внутри аккумулятора. Появляются новые конструктивные элементы (герметизированный корпус с крышкой, специальный газовый клапан с фильтром, специальное уплотнение токовыводов, специальные добавки в электролит, специальные сепараторы и др.). Поляризация положительного электрода в герметизированных аккумуляторах больше, чем в классических и может достигать 50 мВ. Это приводит к ускорению коррозионных процессов, особенно в буферном режиме эксплуатации.

Конструкция герметизированных аккумуляторов

В современных герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах применяются пастированные электроды. Они могут быть решетчатыми и панцирными. Панцирные электроды применяются в GEL аккумуляторах типа OPzV в качестве положительных пластин, а в остальных типах для положительных электродов применяются решетчатые пластины. Применение различных типов положительных пластин отражается на электрических характеристиках аккумуляторов. В первую очередь это связано с внутренним сопротивлением аккумулятора. Положительные панцирные пластины состоят из штырей, которые помещаются внутри перфорированных трубок, заполненных активированной массой. Использование панцирных пластин позволяет изготавливать герметизированные аккумуляторы (технологии GEL) большой емкости, такой же, как у классических аккумуляторов. В герметизированных аккумуляторах технологии AGM, как малой, так и большой емкости, используются решетчатые пластины, что удешевляет их стоимость и упрощает конструкцию. На рисунке 1 приведена конструкция аккумуляторов технологии AGM. На рисунке видно, насколько плотна упаковка пакетов положительных и отрицательных пластин.


1-крышка, 2-корпус, 3-положительная пластина, 4-сепаратор, 5-борны, 6-предохранительные клапаны, 7-отрицательная пластина

В производстве аккумуляторов используется как чистый свинец, так и сплавы. Сурьма, которая неоднозначно воздействует на эксплуатационные характеристики аккумуляторов, для производства пластин герметизированных аккумуляторов не используется. Для уменьшения выделения водорода в герметизированных аккумуляторах свинцово-сурьмяные сплавы для изготовления пластин заменяются другими, обеспечивающими более высокое перенапряжение для выделения водорода. Используются сплавы свинца с кальцием и сплавы свинца с оловом, или сплавы свинца, кальция и олова. Сплав свинца и кальция позволяет изготавливать более прочные пластины. Здесь электролиз воды начинается при более высоких напряжениях. Кристаллы, образующиеся в пластинах, мелкие и однородные, их рост ограничен. Осыпание активной массы и внутреннее сопротивление аккумулятора при использовании кальциевых решеток несколько больше, чем в случае свинцово-сурьмяных. Разрушение пластин преимущественно происходит при заряде аккумулятора. Для уменьшения осыпания в активную массу вводят волокнистые материалы, например, фторопласт, и используют стекловолокно, прижатое к пластинам (технология AGM) или пористые сепараторы (сумки, конверты, удерживающие активную массу) из мипласта, PVC, стекловолокна (технология GEL); могут использоваться двойные сепараторы. Двойные сепараторы увеличивают внутреннее сопротивление, но повышают надежность аккумуляторов. Аккумуляторы технологии AGM могут обеспечивать более высокие значения плотности тока, чем гелевые. Не все производители герметизированных аккумуляторов используют двойные сепараторы. В современных моделях аккумуляторов используются многослойные сепараторы, дефекты в одном из слоев защищены другим и рост дендритов затруднен при переходе от слоя к слою. Надежность герметизированных аккумуляторов также зависит от материала корпуса, качества и конструкции межэлементных соединителей (перемычек), конструкции газового клапана. Некоторые европейские производители для минимизации затрат делают корпуса с толщиной стенки 2,5—3 мм, что не всегда обеспечивает высокую надежность. Для более высокой надежности толщина стенки должна быть 6 мм и более. Некоторые увеличивают пористость электродов, что не всегда положительно сказывается на надежности аккумуляторов, как указывают в рекламных проспектах фирмы-производители. В погоне за увеличением прибыли многие фирмы заведомо завышают параметры аккумуляторов и искажают реальный срок службы аккумуляторов.

Виды отказов герметизированных аккумуляторов

Известно, что ухудшение электрических характеристик герметизированных аккумуляторов и выход из строя (отказ) при эксплуатации обусловлены коррозией основы (решетки) и оползанием активной массы положительного электрода, которые иногда называют деградацией положительного электрода. Деградация положительного электрода в классических аккумуляторах имеет плавную зависимость от срока службы. В герметизированных аккумуляторах деградация положительных пластин более резкая и до конца неизученная. Коррозия решеток положительных пластин — наиболее частый дефект герметизированных аккумуляторов, эксплуатируемых в буферном режиме. На скорость коррозии решеток влияет много факторов: состав сплава, конструкция самой решетки, качество технологии отливки решетки на заводе, температура, при которой работает аккумулятор. В качественно отлитых решетках из сплава Pb-Ca-Sn скорость коррозии мала. А в плохо отлитых решетках скорость коррозии высокая, отдельные участки решетки подвергаются глубокой коррозии, что вызывает локальный рост решетки и ее деформацию. Локальные наросты приводят к короткому замыканию при контакте с отрицательным электродом. Коррозия положительных решеток может приводить к потере контакта с нанесенной на нее активной массой, а также с соседними положительными электродами, которые соединяются друг с другом с помощью мостов или бареток. В герметизированных аккумуляторах пространство под пластинами для скопления шлама либо очень мало, либо вовсе отсутствует — пластины имеют плотную упаковку, поэтому, вызванное коррозией оползание активной массы может привести к короткому замыканию пластин. Короткое замыкание пластин — самый опасный дефект в герметизированных аккумуляторах. Замыкание пластин в одном герметизированном аккумуляторе выведет из строя все остальные, если это вовремя не заметит обслуживающий персонал. В зависимости от конструкции и емкости герметизированного аккумулятора, режима работы на данный момент, время, за которое может произойти выход из строя соседних аккумуляторов, может быть от 10 часов до 0,5 часа.

При эксплуатации аккумуляторов в буферном режиме из-за малых токов подзаряда может наблюдаться дефект — пассивация отрицательного электрода. В герметизированных аккумуляторах любой технологии отрицательные электроды изготавливаются из решетчатых пластин. Механизмы процессов, протекающих на электродах, сложны и окончательно не установлены. Считают, что при работе аккумулятора на отрицательном электроде преимущественно идут жидкофазные процессы (растворение-осаждение), и ограничение его разряда связано с образованием пассивирующего слоя. Признаком пассивации отрицательного электрода обычно бывает снижение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) на заряженном аккумуляторе ниже 2,10 В/эл. Проведение дополнительных уравнительных зарядов (например, в аккумуляторах типа OPzV) может восстановить напряжение, но аккумуляторы после этого должны быть постоянно на контроле, так как это может опять повториться. Для снижения пассивации отрицательного электрода некоторые производители вводят в него специальные добавки, которые работают как расширители активной массы отрицательного электрода и препятствуют ее усадке. Если герметизированные аккумуляторы работают в режиме циклирования (при частых отключениях электроэнергии или в циклическом режиме), то чаще возникают дефекты, связанные с деградацией активной массы положительного электрода (ее разрыхление и сульфатация), которые приводят к снижению емкости при контрольном разряде. Проведение тренировочных зарядов для разрушения сульфата, как советуют в своих Инструкциях по эксплуатации некоторые производители, ничего не дает, а даже приводит к еще более быстрому снижению емкости. Разрыхление приводит к потере контакта между частицами Рb02, они становятся электрически изолированными. Большие разрядные токи ускоряют процесс разрыхления. Наличие и степень сульфатации активной массы можно проконтролировать, поскольку она сопровождается изменением плотности электролита, которое может быть грубо оценено по измерению НРЦ аккумулятора после окончания заряда. НРЦ заряженного герметизированного аккумулятора равно 2,10—2,15 В/эл. в зависимости от плотности электролита. В аккумуляторах технологии AGM плотность электролита равна 1,29—1,34 кг/л, в гелевых аккумуляторах плотность ниже и имеет значения 1,24—1,26 кг/л (из-за высокой плотности электролита аккумуляторы технологии AGM могут работать при более низких температурах, чем гелевые). При разряде, по мере разбавления электролита, НРЦ герметизированного аккумулятора уменьшается и после разряда становится равным 2,01—2,02 В/эл. Если НРЦ разряженного герметизированного аккумулятора меньше 2,01 В/эл., то аккумулятор имеет высокую степень сульфатации активной массы, которая может быть уже необратимой.

При долгом хранении герметизированных аккумуляторов перед эксплуатацией, систематических недозарядах при эксплуатации (например из-за неисправности ЭПУ), отсутствия термокомпенсации напряжения постоянного подзаряда, некомпетентности персонала и др. на его электродах, особенно, на отрицательном, происходит сульфатация, постепенный переход мелкокристаллического сульфата свинца в плотный твердый слой сульфата с крупными кристаллами. Образующийся при этом плохо растворимый в воде сульфат свинца ограничивает емкость аккумулятора и способствует выделению водорода при заряде (аккумуляторы при заряде часто «пыхтят»), заряд аккумуляторов сильно затрудняется. Если на положительном электроде аккумулятора наблюдается толстый окисел коричневого цвета, то это признак коррозии решетки.

Возможные причины коррозии:

  • аккумуляторы перед эксплуатацией долго лежали на складе без подзаряда;
  • при эксплуатации подавался переменный ток (~ I).

В герметизированных аккумуляторах могут проявляться и специфические коррозионные процессы на мостах (чаще на отрицательных) и на борне. Поскольку продукты коррозии имеют больший объем, чем свинец, может выдавливаться компаунд, герметизирующий вывод, может быть повреждено резиновое уплотнение борна, крышка и даже корпус аккумулятора. Дефекты такого рода часто наблюдаются в аккумуляторах, если нет строгого соблюдения технологического процесса (например, использование моющего средства для мытья посуды для очистки комплектующих перед сборкой). На АТС-32 в Хабаровске в 2000 году были установлены аккумуляторы 6OpzV420 производства VARTA со сроком хранения на складе более 1 года. При первом же заряде через уплотнения борнов начал просачиваться электролит, что однозначно указало на сульфатацию электродов и закупоривание аварийных клапанов. Рабочее положение герметизированных аккумуляторов

Многие производители герметизированных аккумуляторов в своих инструкциях по эксплуатации указывают на возможную эксплуатацию аккумуляторов в любом положении. В процессе эксплуатации герметизированных аккумуляторов из-за неизбежных потерь воды при открывании газового клапана (при частом заряде-разряде) со временем происходит некоторое высыхание электролита, при этом наблюдается увеличение внутреннего сопротивления и снижение напряжения как при пассивации отрицательного электрода.

В герметизированных аккумуляторах технологии AGM может происходить расслоение электролита: серная кислота стекает вниз из-за более высокого удельного веса по сравнению с водой, в результате чего возникает концентрационный градиент в верхней и нижней части аккумулятора, что ухудшает разрядные характеристики и увеличивает температуру аккумулятора. Этот эффект в аккумуляторах малой и средней емкости наблюдается редко, а использование мелкопористого стекловолоконного сепаратора с высокой степенью сжатия всего пакета положительных и отрицательных пластин практически исключает его. Высокие герметизированные AGM — аккумуляторы большой емкости лучше эксплуатировать «лежа» на боку, но использовать лишь ту сторону, при которой пластины будут находиться перпендикулярно земле (необходимо узнать у производителя). Китайские и японские производители изготавливают герметизированные аккумуляторы большой емкости низкой высоты призматической формы, что позволяет их эксплуатировать вертикально, так же как аккумуляторы типа OPzV.

В герметизированных аккумуляторах технологии GEL, особенно в OPzV, при эксплуатации «лежа» на боку могут возникать дефекты, связанные с протечкой гелевого электролита. В процессе работы газового клапана, из-за силикагеля и других компонентов гелевого электролита забиваются гидрофобные пористые фильтры (круглые пластины), которые должны пропускать газ, но не пропускать электролит. После того, как клапан перестает пропускать газ, внутреннее давление может возрасти до 50 кПа и более. Газ находит слабое конструктивное место: это может быть герметизирующее резиновое уплотнение клапана или борна, место в корпусе, особенно возле ребер жесткости (у некоторых производителей), место крепления крышки к корпусу аккумулятора, что приводит к аварийному разрыву, сопровождаемому выбросом электролита наружу; электролит проводит электрический ток — может возникнуть короткое замыкание. Были случаи, когда протечка электролита, вовремя не обнаруженная персоналом, приводила к возгоранию резиновых изоляционных колпачков. Электролит может «проесть» пол и т.д. Гелевые аккумуляторы лучше всего располагать вертикально, чтобы аэрозоли веществ, составляющих гелевый электролит не могли попасть в фильтр предохранительного клапана. Некоторые производители гелевых аккумуляторов удлиняют корпус аккумулятора, разрабатывают различные улавливатели аэрозолей, делают сложную лабиринтную конструкцию клапана, чтобы эксплуатировать гелевые аккумуляторы «лежа» на боку, но это не всегда помогает. Надежней эксплуатировать гелевые аккумуляторы в вертикальном положении!

Срок службы герметизированных аккумуляторов

По классификации Европейской ассоциации производителей аккумуляторов (Евробат) аккумуляторы подразделяются на четыре группы:

  • 10 лет и более (специальное назначение) — телекоммуникации и связь, атомные и обычные электростанции, нефтехимическая и газовая промышленность и др.,
  • до 10 лет — (улучшенные характеристики) в основном, эта группа батарей соответствует предыдущей группе (специальное назначение), но требования по техническим характеристикам и надежности не столь высоки,
  • 5—8 лет — (универсальное применение) технические характеристики этой группы такие же, как и для группы «улучшенные характеристики», но требования к надежности и испытаниям ниже,
  • 3—5 лет — (широкое применение) эта группа батарей находит применение в установках, приближенных к бытовому потребителю, популярна в UPS, чрезвычайно популярна в нестационарных условиях.

Окончанием срока службы считается наступление момента времени, в который отдаваемая емкость составляет 80% от номинальной.

В настоящее время благодаря высокому уровню обеих технологий (GEL и AGM) герметизированные аккумуляторы имеют близкие сроки службы. Срок службы герметизированных аккумуляторов зависит от многих факторов, но наибольшее влияние оказывают режим заряда и температура эксплуатации аккумуляторов. Для постоянной готовности к работе в электропитающих установках (ЭПУ) аккумуляторы должны находиться под напряжением постоянного подзаряда (буферный режим). Напряжение постоянного подзаряда — величина напряжения, непрерывно поддерживаемая на выводах аккумулятора, при которой протекание тока компенсирует процесс саморазряда аккумулятора. Необходимо учитывать, что ток постоянного подзаряда аккумулятора зависит от напряжения постоянного подзаряда и температуры аккумулятора. Оба параметра изменяют силу тока постоянного подзаряда аккумулятора и, тем самым, влияют на расход воды. Особенно важно поддержание оптимального напряжения постоянного подзаряда для герметизированных аккумуляторов, в которых нет избыточного электролита и невозможно добавлять его в процессе эксплуатации.

При увеличении температуры аккумулятора на 100С все химические процессы, включая и коррозию решеток, ускоряются в два раза. Следует помнить, что при заряде герметизированных аккумуляторов их температура может быть выше температуры окружающей среды на 10—15°С. Это связано как с разогревом аккумуляторов из-за процесса рекомбинации кислорода, так и с отводом тепла от батареи. Разница температур особенно заметна при ускоренных режимах заряда и в случае расположения батареи внутри стойки ЭПУ.


Синий график - с термокомпенсацией

Эксплуатация аккумуляторов при температуре выше 200С ведет к уменьшению срока службы. На рисунке 2 приведен график зависимости срока службы от температуры аккумуляторов, работающими в режиме постоянного подзаряда с термокомпенсацией напряжение подзаряда и без компенсации. Ясно видно, что применение ЭПУ с термокомпенсацией позволяет продлить срок службы аккумуляторной батареи, но не более, чем на 20-30%. Необходимо размещать герметизированные батареи так, чтобы обеспечивалась вентиляция помещения и охлаждение аккумуляторов. Нужен небольшой (естественный) обдув батареи. Герметизированные аккумуляторы выделяют больше тепла при заряде, чем классические аккумуляторы (например, типа OPzS):

Qт = 0,77 • N • Iзар • h,
где Qт — Джоулевый нагрев, Вт • ч;
0,77 — псевдополяризация, В при 2,25 В/эл.;
N — число 2 В элементов;
Iзар — зарядный ток;
h — время продолжительности заряда, ч.

Аккумуляторы классические (OPzS): Qт = 0,04 Вт/100 Ач эл./ч. Происходит Джоулевый нагрев — испарение газа (с газом выходит тепло). Герметизированные аккумуляторы: Qт = 0,10 Вт/100 Ач эл./ч. Происходит Джоулевый нагрев + рекомбинация газа. Для всех типов герметизированных аккумуляторов вреден глубокий разряд. Менее чувствительны к глубокому разряду аккумуляторы с гелевым электролитом.

Для герметизированных AGM — аккумуляторов вредны частые разрядызаряды, аккумуляторы с электролитом в виде геля имеют лучшие характеристики по цикличности, но у GEL — аккумуляторов больше выделяется водорода при заряде, чем у AGM — аккумуляторов. У гелевых аккумуляторов раньше, чем у AGM — аккумуляторов при низких температурах замерзает электролит, и могут возникать разрывы корпуса, т. к. электролит занимает весь объем банки. Герметизированные аккумуляторы очень чувствительны к перезаряду. На рис. 3 показано, как быстро снижается срок службы при работе в буферном режиме при увеличении напряжения постоянного подзаряда. Недозаряд аккумуляторов также вреден.

Для обеспечения длительного срока службы герметизированного аккумулятора в буферном режиме необходимо, чтобы установившееся отклонение выходного напряжения постоянного тока ЭПУ не превышало ±1%. Переменная составляющая выходного напряжения постоянного подзаряда вредна для герметизированных аккумуляторов. Всплески (пики) и другие виды пульсирующего напряжения (при отключенной батарее, но с присоединенной нагрузкой) считаются допустимыми, если разброс пульсаций напряжения ЭПУ, включая пределы регулирования не превышает ± 2,5 % рекомендованного напряжения постоянного подзаряда батареи. Большие пульсации переменного тока могут привести к термическому разогреву (терморазгону) аккумуляторов. При использовании герметизированных аккумуляторов в инверторах критичной считается частота менее 50 Гц (46—35 Гц). Обычно это происходит из-за неисправности инвертора. Например, частота 20 Гц может привести к большому перезаряду аккумулятора и выходу его из строя в течение нескольких дней. Особенно чувствительны к таким неисправностям AGM — аккумуляторы. При частотах ниже 20 Гц может остановиться электрохимическая реакция в аккумуляторах. Для длительного срока службы герметизированных аккумуляторов важны: увеличенная толщина положительной пластины (4—5 мм), состав сплава и конструкция решетки. Некоторые производители заявляют большой срок службы аккумуляторов, при этом используют стандартные (тонкие 2,5—3 мм) пластины; реальный срок службы таких аккумуляторов остается неизвестным и может быть определен только в процессе эксплуатации. В гелевых аккумуляторах с панцирными пластинами срок службы зависит от коррозии стержня электрода. Толщина пластин равна 8—10 мм, что обуславливает большой срок их службы. Иногда при жестких режимах эксплуатации (при низких температурах) для герметизированных аккумуляторов бывают полезны короткие сильные разряды, после которых напряжение на элементах можно повышать до 2,6 В/эл., при этом необходимо контролировать температуру корпусов аккумуляторов. Если температура увеличится до 45°С, нужно перевести батарею в режим постоянного подзаряда (буферный режим) или прекратить заряд.

Статистика причин отказов герметизированных аккумуляторов в Центральной Европе (за последние 5 лет):

  • Выход из строя из-за производственных дефектов — 25%.
  • Выход из строя из-за условий эксплуатации — 70%.
  • Выход из строя из-за форс-мажорных обстоятельств и др. — 5%.

Производственные дефекты связаны с качеством производства аккумуляторов. При частых сменах владельцев заводов, их переносе с одного места на другое, смене поставщиков комплектующих, смене руководства, частых увольнениях квалифицированного персонала и др. увеличивается количество производственных дефектов, которые скрыты и могут быть выявлены только в процессе эксплуатации. Нарушение условий эксплуатации — наиболее часто встречающаяся причина отказа. Обучение персонала, повышение его квалификации становится все более актуальной задачей. Статистику причин отказов герметизированных аккумуляторов в России очень трудно проследить. Фирмы — поставщики аккумуляторов, особенно давно работающие на рынке, тщательно скрывают статистику отказов, чтобы не потерять авторитет и рынок сбыта, который быстро может занять новый молодой конкурент с такой же, не менее качественной, продукцией. Большая часть отказов происходит из-за нарушений условий эксплуатации, а также устаревшей техники. Среди них следует отметить негативное влияние выпрямителей типа ВУК, ВУТ на срок службы аккумуляторных батарей. Технический ресурс использования этих выпрямителей превысил все мыслимые пределы. Выпрямители типа ВУК не имеют ни стабильного, ни фильтрованного напряжения на выходе. Можно обратить внимание на выпрямители устаревшего типа ВУТ: неправильное чередование фаз питающей промышленной сети приводит к отказу выпрямителей. Этот отказ является восстанавливаемым (как и в любой российской технике) и проявляется в недопустимом завышении выходного напряжения с последующим аварийным отключением выпрямителя. В случае совпадения неправильного чередования фаз с отказом, завышенное напряжение питания вызывает повреждение батареи (сильный перезаряд), которую восстановить уже нельзя. В ВУТах отсутствует устройство автоматического переключения из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения. Герметизированные аккумуляторы с устройствами старого типа (ВУТ, ВУК) работают недолго, и использование их в дальнейшем с данными выпрямителями недопустимо. Особенно яркий пример сочетания практически всех факторов, снижающих срок службы герметизированных аккумуляторов, наблюдался на АТС поселка Березовка Хабаровского узла электросвязи. В июле 1997 года были введены в эксплуатацию 2 батареи напряжением 60 вольт. Каждая батарея была составлена из аккумуляторов 6RG140, включенных параллельно для достижения емкости 280 Ач. В качестве ЭПУ использовались ТЗБВУ-60/40 венгерского производства. Срок ввода ЭПУ в эксплуатацию – начало 70-х годов 20 века. К моменту ревизии ЭПУ срок службы составил более 25 лет. В ЭПУ отсутствовал режим ограничения тока заряда и термокомпенсации напряжения подзаряда, отсутствовала защита батареи по превышению и понижению напряжения. Сигнализация по превышению напряжения на батарее не соответствовала типу батареи. Уровень пульсаций выходного тока из-за высыхания электролитических конденсаторов в фильтрах превышал допустимый более, чем в 2 раза. Точность поддержания напряжения - +/-2% находилась на грани допустимого для герметизированных аккумуляторов. При эксплуатации аккумуляторов были характерны частые и глубокие разряды. В течение 9 месяцев перед аварией на аккумуляторы подавалось напряжение 2,38 В/эл, что превышает номинальное более, чем на 5%. В результате постоянного перезаряда аккумуляторы потеряли большую часть воды. Глубокие разряды привели к сульфатации пластин. Аккумуляторы утратили большую часть номинальной емкости. Несоблюдение гигиенических требований привело к перекрытию аварийных клапанов, а постоянный перезаряд привел к повышению температуры и разогреву корпусов. При очередном глубоком, более 80%, разряде и последующем, ничем не ограниченном заряде, произошло резкое раздувание корпусов аккумуляторов. Батарея окончательно вышла из строя, прослужив около 30% от заявленного срока службы.

На срок службы батареи повлияли следующие неблагоприятные факторы:

  • недостаточная стабилизация выходного напряжения ЭПУ,
  • большой уровень пульсаций, отсутствие режима ограничения тока,
  • отсутствие термокомпенсации выходного напряжения,
  • отсутствие в ЭПУ узлов контроля за состоянием батареи,
  • частые и глубокие разряды аккумуляторной батареи,
  • несоблюдение требований по установке необходимого напряжения,
  • недостаточный гигиенический уход за батареей,
  • невыполнение обслуживающим персоналом требований по точному поддержанию напряжения подзаряда.

При выборе аккумулятора для стационарных условий работы следует руководствоваться, в первую очередь, условиями эксплуатации. Если есть помещение, оборудованное для размещения обслуживаемых аккумуляторов, то его следует использовать только по назначению. Герметизированные аккумуляторы лучше применять при наличии хорошего современного выпрямителя (например, производства Eltek Valere Group и др.). Герметизированные аккумуляторы доставляют меньше хлопот своим хозяевам. Это не значит, что обслуживание вообще исключается. В любом случае необходимо контролировать состояние аккумуляторных батарей (напряжение, емкость, состояние корпуса и выводов, температуру аккумуляторов). Для успешной эксплуатации герметизированных аккумуляторов важно, чтобы в выпрямителях (ЭПУ), используемых для заряда аккумуляторов были реализованы все требования, которые предъявляются к заряду герметизированных аккумуляторов. Для того, чтобы поднять надежность ЭПУ с герметизированными аккумуляторами, необходимо чаще получать как можно более полную информацию о состоянии и режимах работы аккумуляторной батареи. Это возможно за счет использования системы контроля и мониторинга электропитания. Для этих целей можно использовать стандартные блоки контроля и управления, входящими в состав ЭПУ. Как правило, блок управления может автоматически выполнять тесты проверки аккумуляторов, автоматически настраивать параметры и выдавать предупреждения о предкритическом состоянии батареи. При использовании стандартного программного обеспечения и модема можно построить удаленную систему контроля и мониторинга ЭПУ. По результатам тестов можно прогнозировать сроки замены и планировать техническое обслуживание. Несмотря на то, что свинцовый аккумулятор известен более ста лет, продолжаются работы по его совершенствованию. Совершенствование свинцовых аккумуляторов идет по пути изыскания новых сплавов для решеток, облегченных и прочных материалов корпусов и улучшения качества сепараторов. Для герметизированных аккумуляторов характерен большой разброс параметров, связанных с технологией изготовления, свойствами и качеством исходного сырья. Несмотря на сложность систем электропитания (ЭПУ), современные технологии выпрямления переменного тока и инвертирования постоянного тока, аккумулятор является самой главной и самой ответственной частью этих систем электропитания.

Наверх