Свинцово-кислотный аккумулятор, применяемый в системах оперативного постоянного тока – это сложная физико-химическая система, в которой происходит большое количество взаимосвязанных процессов. Для обеспечения эффективной, длительной и безопасной работы аккумуляторов необходимо правильно выбирать оборудование, а также соблюдать требуемые производителем условия эксплуатации.
Самым главным параметром аккумулятора является его емкость, которая показывает сколько энергии может накопить и отдать аккумулятор. С течением времени емкость аккумулятора снижается по причине сульфатации пластин, коррозии и разрушении электродов, оползания и осыпания активной массы положительных электродов. Все это может происходить из-за неправильных температурных условий, неправильно выбранном зарядно-подзарядном устройстве, нарушении вентиляции, потери воды и т.д. По статистике 70% аккумуляторов выходят из строя из-за неправильных условий эксплуатации. Далее в статье будет описано то, как обеспечить правильную эксплуатацию аккумуляторов.
При проектировании СОПТ очень важно проверить зарядно-подзарядные устройства (далее – ЗПУ) на соответствие требованиям производителя аккумуляторов. Основные требования к ЗПУ следующие:
- определенные напряжение и ток заряда аккумуляторной батареи;
- допустимый уровень пульсации выходного напряжения;
- необходимый метод заряда;
- термокомпенсация выходного напряжения.
Несоответствие требованиям может привести как к снижению срока службы и эксплуатационных характеристик аккумуляторов, так и к опасным авариям. С режимами заряда АБ можно познакомиться в статье по ссылке.
Взрыв телекоммуникационного шкафа. Одна из возможных причин неправильная работа зарядно-подзарядных устройств.
Наиболее сильно срок службы аккумулятора, а также его эксплуатационные характеристики зависят от температуры. Согласно закону Аррениуса, скорость химических реакций зависит от температуры. На работу аккумуляторов это влияет следующим образом:
- снижение температуры приводит к снижению емкости АБ, а также максимальному отдаваемому току;
- повышение же температуры приводит к повышению скорости протекания химических реакций и соответственно повышению коррозии и износу пластин.
Зависимости емкости аккумулятора и срока службы от температуры
Повышение температуры очень опасно для аккумуляторов. Из зависимости выше видно, что при повышении даже на несколько градусов срок службы снижается значительно. Эксплуатация при температурах свыше 50 °C не допустима для аккумуляторов, при такой температуре аккумулятор разрушается за год.
Коррозия положительной решетки аккумулятора при высокой температуре эксплуатации
Для минимизации процессов коррозии и сохранения уровня заряженности помимо поддержания температуры необходимо также изменять напряжение подзаряда аккумуляторов. Данная функция реализуется в зарядно-подзарядных устройствах и называется термокомпенсацией. ЗПУ измеряют температуру АБ с помощью датчиков и в зависимости от нее регулируют напряжение подзаряда. Так при повышении температуры АБ напряжение снижают, а при понижении температуры АБ напряжение повышают. Величина коррекции напряжения определятся коэффициентом термокомпенсации, который обычно составляет 3,3 мВ / °C / элемент для АБ, работающих в буферном режиме.
Иногда АБ и ЗПУ устанавливают в одном шкафу. Это приводит к повышению температуры в шкафу на 10-12 °C, что, соответственно, негативно сказывается на ресурсе аккумуляторов. Для решения этой проблемы необходимо в таких шкафах устанавливать принудительную вентиляцию, которая обеспечит повышенную циркуляцию воздуха и снижение температуры. Также рекомендуется установка устройств индикации повышенной температуры внутри шкафа.
Для сохранения срока службы АБ, необходимо:
- правильно выбирать зарядно-подзарядное устройство;
- выполнять термокомпенсацию напряжения подзаряда АБ;
- не допускать эксплуатации АБ при повышенных и пониженных температурах;
- не допускать глубокого разряда АБ;
- проводить выравнивающий заряд для выравнивания напряжения на аккумуляторах;
- контролировать уровень и плотность электролита в обслуживаемых аккумуляторах с жидким электролитом;
- при одновременном нахождении в шкафу АБ и ЗПУ устанавливать принудительную вентиляцию.