باتری باتری های اسید سرب. درباره ویژگی های عملکرد باتری های انواع مختلف

رشته: بهره برداری از تجهیزات شبکه برق

سخنرانی شماره 9 "تعمیر و نگهداری سیستم های DC عملیاتی"

9.1 عملکرد باتری های اسیدی. 1

9.2 الزامات اتاق باتری. 3

9.3 آماده سازی الکترولیت اسید، اقدامات ایمنی. 3

9.4 کنترل حالت های عملکرد باتری های ذخیره سازی خانگی توسط ولتاژ 4

9.5 نحوه عملکرد سیستم های تهویه. 4

9.6 بازرسی باتری های خانگی در حین کار 5

9.7 باتری های قابل شارژ وارداتی، توضیح مختصر، مزایای آنها در عملکرد. 5

9.8 بردهای DC و نگهداری آنها. 12

9.9 اسناد فنی، ابزار و موجودی برای عملیات AB، تعمیرات. 20

عملکرد باتری های اسیدی

در حین بهره برداری از تاسیسات باتری، باید از کارکرد قابل اعتماد طولانی مدت آنها و سطح ولتاژ مورد نیاز در باس های DC در حالت عادی و اضطراری اطمینان حاصل شود. هنگام پذیرش باتری تازه نصب شده یا تعمیر اساسی، موارد زیر باید بررسی شوند: ظرفیت باتری با جریان تخلیه 10 ساعته، کیفیت الکترولیت در حال ریختن، ولتاژ سلول ها در پایان شارژ و دشارژ و مقاومت عایق باتری نسبت به زمین باتری ها باید پس از رسیدن به 100 درصد ظرفیت اسمی خود در خدمت قرار گیرند. باتری های قابل شارژ (AB) باید در حالت شارژ مجدد ثابت کار کنند. برای باتری های نوع SK، ولتاژ شارژ باید 0.05 ± 2.2 ولت در هر سلول، برای باتری های نوع CH 2.18 ± 0.04 ولت در هر سلول باشد. در باتری های خانگی، نصب شارژ مجدد باید از تثبیت ولتاژ روی شین های باتری با انحرافات بیش از 2٪ ولتاژ نامی اطمینان حاصل کند. (برای AB داخلی). سلول‌های باتری اضافی که دائماً در حال کار نیستند باید در حالت شارژ مجدد ثابت کار کنند. یک بار در سال، یک بار شارژ یک باتری نوع SK با ولتاژ 2.3 - 2.35 V در هر سلول باید انجام شود تا زمانی که مقدار ثابت چگالی الکترولیت در همه سلول ها 1.2-1.21 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 20 باشد. درجه سانتیگراد مدت زمان شارژ یکسان سازی بستگی به وضعیت باتری دارد و باید حداقل 6 ساعت باشد. شارژهای یکسان سازی باتری های نوع CH با ولتاژ 2.25 - 2.4 V انجام می شود تا زمانی که چگالی الکترولیت به 1.235 - 1.245 g / cm3 برسد. در پست‌ها حداقل 1 بار در سال، عملکرد باتری باید با افت ولتاژ در جریان‌های هجومی بررسی شود (با روشن کردن حداکثر بار، افت ولتاژ نباید از 0.65 UN تجاوز کند و در صورت لزوم تخلیه‌های کنترلی انجام می‌شود. مقدار جریان تخلیه باید هر بار یکسان باشد.نتایج اندازه گیری در حین تخلیه های کنترلی باید با نتایج اندازه گیری های تخلیه های قبلی مقایسه شود.مجاز است باتری را با جریانی که مقدار آن از حداکثر مقدار آن بیشتر نباشد شارژ و دشارژ کرد. دمای الکترولیت در پایان شارژ برای باتری های SK نباید از 40 درجه سانتیگراد تجاوز کند. برای باتری های نوع CH، دما در حداکثر جریان شارژ نباید از 35 درجه سانتیگراد تجاوز کند.

سطح الکترولیت باید: بالای لبه بالایی الکترودها 10-15 میلی متر برای باتری های ثابت با صفحات جعبه سطحی از نوع SK؛ 20-40 میلی متر بالاتر از سپر ایمنی برای باتری های ثابت با صفحات لکه دار از نوع CH باشد. .

هنگام استفاده از دستگاه های یکسو کننده برای شارژ و شارژ باتری ها، مدارهای AC و DC باید از طریق یک ترانسفورماتور ایزوله متصل شوند. دستگاه های یکسو کننده باید مجهز به دستگاه های سیگنال خاموش کننده باشند.

ضریب ریپل در باس های DC نباید با توجه به شرایط توان دستگاه های RPA از مقادیر مجاز تجاوز کند. می توان 5% بالاتر از ولتاژ نامی گیرنده های برق نگه داشت. تمام مجموعه ها و خطوط حلقه DC باید با برق پشتیبان ارائه شوند.

مقاومت عایق باتری بسته به ولتاژ نامی باید به صورت زیر باشد:

دستگاه مانیتورینگ عایق روی شین‌های DC کمکی باید زمانی که مقاومت عایق قطب‌ها به سطح 20 کیلو اهم در شبکه 220 ولت، 10 کیلو اهم در شبکه 110 ولت، 6 کیلو اهم در شبکه 60 ولت کاهش می‌یابد، روی سیگنال عمل کند. 5 کیلو اهم در شبکه 48 ولت، 3 کیلو اهم در شبکه 24 ولت. در شرایط عملیاتی، مقاومت عایق شبکه DC باید حداقل دو برابر تنظیم تعیین شده دستگاه نظارت عایق باشد.

هنگامی که دستگاه هشدار در صورت کاهش سطح عایق نسبت به زمین در مدار جریان کنترل فعال می شود، باید بلافاصله اقدامات لازم برای رفع نقص انجام شود. در عین حال، کار بدون حذف ولتاژ در این شبکه، به استثنای جستجوی محل آسیب عایق، مجاز نیست.

برای تاسیسات برقی که در آن از دستگاه های حفاظت رله میکروالکترونیک یا ریزپردازنده استفاده می شود، استفاده از روش تعیین مکان های کاهش مقاومت عایق با قطع متوالی اتصالات روی سپر DC توصیه نمی شود. تجزیه و تحلیل الکترولیت باتری اسیدی باید سالانه بر روی نمونه های گرفته شده از سلول های کنترل انجام شود. تعداد عناصر کنترل باید توسط مدیر فنی تاسیسات برق بسته به وضعیت باتری تعیین شود، اما کمتر از 10٪ نباشد. عناصر کنترل باید سالانه تغییر کنند. در طول تخلیه کنترل، نمونه های الکترولیت باید در انتهای تخلیه گرفته شود. برای پر کردن مجدد، باید از آب مقطر که برای عدم وجود کلر و آهن آزمایش شده است استفاده شود. استفاده از میعانات بخار که مطابق با الزامات استاندارد دولتی برای آب مقطر باشد مجاز است. برای کاهش تبخیر، باتری های ذخیره سازی از نوع C و CK باید با صفحات شیشه ای یا سایر مواد عایق که با الکترولیت واکنش نشان نمی دهند پوشانده شوند. استفاده از روغن برای این منظور ممنوع است.

این مقاله به کاربرد و عملکرد باتری‌های سرب اسیدی می‌پردازد که بیشترین استفاده را برای پشتیبان‌گیری از تجهیزات اعلام حریق (OPS) دارند.

باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده (که از این پس باتری نامیده می شود) که در اوایل دهه 1990 در بازار روسیه ظاهر شدند و برای استفاده به عنوان منبع جریان مستقیم برای تامین برق یا پشتیبان گیری از تجهیزات زنگ هشدار، ارتباطی و نظارت تصویری طراحی شده اند، در میان مردم محبوبیت پیدا کرده اند. کاربران و توسعه دهندگان در مدت زمان کوتاهی پرمصرف ترین باتری ها توسط Power Sonic، CSB، Fiamm، Sonnenschein، Cobe، Yuasa، Panasonic، Vision تولید می شوند.

باتری های این نوع دارای مزایای زیر هستند:

شکل 1 - وابستگی زمان تخلیه باتری به جریان دشارژ

• سفتی، بدون انتشار مضر در جو؛
• نیازی به تعویض الکترولیت و پر کردن آب نیست.
• توانایی عملیات در هر موقعیت؛
• باعث خوردگی تجهیزات OPS نمی شود.
• مقاومت بدون آسیب به تخلیه عمیق؛
• خود تخلیه کم (کمتر از 0.1٪) از ظرفیت اسمی در روز در دمای محیط 20 درجه سانتیگراد.
• حفظ عملکرد با بیش از 1000 سیکل تخلیه 30٪ و بیش از 200 چرخه تخلیه کامل.
• امکان نگهداری در حالت شارژ بدون شارژ مجدد به مدت دو سال در دمای محیطی به علاوه 20 درجه سانتیگراد.
• توانایی بازیابی سریع ظرفیت (تا 70٪ در دو ساعت) هنگام شارژ باتری کاملاً تخلیه شده؛
• سهولت شارژ؛
• هنگام کار با محصولات، هیچ احتیاط لازم نیست (از آنجایی که الکترولیت به شکل ژل است، در صورت آسیب دیدن کیس، اسید نشت نمی کند).

شکل 2 - وابستگی ظرفیت باتری به دمای محیط

یکی از ویژگی های اصلی ظرفیت باتری C (محصول جریان تخلیه A و زمان تخلیه h) است. ظرفیت اسمی (مقدار روی باتری نشان داده شده است) برابر با ظرفیتی است که باتری در طول تخلیه 20 ساعته به ولتاژ 1.75 ولت در هر سلول می دهد. برای یک باتری 12 ولتی حاوی شش سلول، این ولتاژ 10.5 ولت است. به عنوان مثال، باتری با ظرفیت اسمی 7 Ah به مدت 20 ساعت در جریان تخلیه 0.35 A کار می کند. هنگام محاسبه عمر باتری در جریان تخلیه به غیر از 20 ساعت، ظرفیت واقعی آن با ظرفیت اسمی متفاوت خواهد بود. بنابراین، با جریان تخلیه بیش از 20 ساعت، ظرفیت واقعی باتری کمتر از مقدار اسمی خواهد بود. تصویر 1).

ظرفیت باتری به دمای محیط نیز بستگی دارد ( شکل 2).
همه تولید کنندگان باتری های دو درجه تولید می کنند: 6 و 12 ولت با ظرفیت اسمی 1.2 ... 65.0 Ah.

عملکرد باتری ها

هنگام کار با باتری ها، لازم است الزامات تخلیه، شارژ و ذخیره سازی آنها رعایت شود.

1. تخلیه باتری

هنگامی که باتری تخلیه می شود، دمای محیط باید در محدوده منفی 20 (برای برخی از انواع باتری ها از منفی 30 درجه سانتیگراد) تا مثبت 50 درجه سانتیگراد حفظ شود. چنین محدوده دمایی گسترده ای اجازه می دهد تا باتری ها در اتاق های گرم نشده بدون گرمایش اضافی نصب شوند.
توصیه نمی شود باتری را در معرض تخلیه "عمیق" قرار دهید، زیرا ممکن است به آن آسیب برساند. که در میز 1مقادیر ولتاژ تخلیه مجاز برای مقادیر مختلف جریان تخلیه داده شده است.

میز 1

باتری باید بلافاصله پس از تخلیه شارژ مجدد شود. این به ویژه برای باتری هایی که در معرض تخلیه "عمیق" قرار گرفته اند صادق است. اگر باتری برای مدت طولانی در حالت دشارژ باشد، امکان بازگرداندن ظرفیت کامل آن وجود ندارد.

برخی از تولیدکنندگان منابع تغذیه با باتری داخلی، ولتاژ قطع باتری را هنگام تخلیه تا 9.5 ... 10.0 ولت تنظیم می کنند تا زمان آماده به کار را افزایش دهند. در واقع افزایش مدت زمان کار آن در این مورد ناچیز است. به عنوان مثال، ظرفیت باقیمانده باتری هنگامی که با جریان 0.05 درجه سانتیگراد تا 11 ولت تخلیه می شود، 10 درصد اسمی است و هنگامی که با جریان بالا تخلیه می شود، این مقدار کاهش می یابد.

2. اتصال چندین باتری

برای به دست آوردن رتبه های ولتاژ بالاتر از 12 ولت (به عنوان مثال، 24 ولت)، که برای پشتیبان گیری از پانل های کنترل و آشکارسازهای مناطق باز استفاده می شود، می توان چندین باتری را به صورت سری وصل کرد. در این مورد، قوانین زیر باید رعایت شود:

• استفاده از همان نوع باتری های تولید شده توسط همان سازنده ضروری است.
• اتصال باتری هایی با اختلاف تاریخ بیش از 1 ماه توصیه نمی شود.
• لازم است اختلاف دما بین باتری ها در 3 درجه سانتیگراد حفظ شود.
• توصیه می شود فاصله لازم (10 میلی متر) بین باتری ها حفظ شود.

3. ذخیره سازی

شکل 3- وابستگی تغییر ظرفیت باتری به زمان نگهداری در دماهای مختلف

مجاز به نگهداری باتری ها در دمای محیط از منفی 20 تا + 40 درجه سانتیگراد است.

باتری هایی که توسط سازندگان در حالت شارژ کامل عرضه می شوند، جریان خود تخلیه نسبتاً کمی دارند، با این حال، با ذخیره سازی طولانی مدت یا استفاده از حالت شارژ چرخه ای، ظرفیت آنها ممکن است کاهش یابد ( شکل 3). هنگام نگهداری باتری ها، توصیه می شود حداقل هر 6 ماه یک بار آنها را شارژ کنید.

4. شارژ باتری

شکل 4 - وابستگی عمر باتری به دمای محیط

باتری را می توان در دمای محیط از 0 تا + 40 درجه سانتی گراد شارژ کرد.
هنگام شارژ باتری، آن را در ظرف دربسته قرار ندهید، زیرا ممکن است گازها آزاد شود (هنگام شارژ با جریان بالا).

انتخاب شارژر

شکل 5 - وابستگی تغییر ظرفیت نسبی باتری به طول عمر در حالت شارژ بافر

نیاز به انتخاب شارژر مناسب با این واقعیت دیکته می شود که شارژ بیش از حد نه تنها مقدار الکترولیت را کاهش می دهد، بلکه منجر به از کار افتادن سریع سلول های باتری می شود. در عین حال، کاهش جریان شارژ منجر به افزایش مدت زمان شارژ می شود. این همیشه مطلوب نیست، به خصوص در هنگام پشتیبان گیری از تجهیزات اعلام حریق در تأسیساتی که اغلب قطع برق رخ می دهد.
عمر باتری به شدت به روش های شارژ و دمای محیط بستگی دارد ( نقشه های 4، 5، 6).

حالت شارژ بافر

شکل 6 - وابستگی تعداد چرخه های دشارژ باتری به عمق دشارژ * %، عمق دشارژ را برای هر سیکل از ظرفیت اسمی، 100% نشان می دهد.

در حالت شارژ بافر، باتری همیشه به یک منبع DC متصل است. در ابتدای شارژ، منبع به عنوان یک محدود کننده جریان کار می کند، در پایان (زمانی که ولتاژ باتری به مقدار لازم می رسد) به عنوان یک محدود کننده ولتاژ شروع به کار می کند. از این لحظه، جریان شارژ شروع به کاهش می کند و به مقداری می رسد که خود تخلیه باتری را جبران می کند.

حالت شارژ چرخه ای

در حالت شارژ چرخه ای، باتری شارژ می شود، سپس از شارژر جدا می شود. چرخه شارژ بعدی فقط پس از تخلیه باتری یا پس از یک زمان مشخص برای جبران تخلیه خود انجام می شود. مشخصات شارژ باتری در نشان داده شده است جدول 2.

جدول 2

توجه - در صورتی که شارژ در دمای محیط 10 ... 30 درجه سانتیگراد انجام شود، ضریب دما نباید در نظر گرفته شود.

بر شکل 6تعداد چرخه های دشارژی را نشان می دهد که باتری بسته به عمق دشارژ می تواند تحت آن قرار گیرد.

شارژ سریع باتری

شارژ سریع باتری مجاز است (فقط برای حالت شارژ چرخه ای). این حالت با وجود مدارهای جبران دما و دستگاه های محافظ دما داخلی مشخص می شود، زیرا هنگامی که یک جریان شارژ زیاد جریان می یابد، باتری ممکن است گرم شود. برای ویژگی های تقویت باتری، مراجعه کنید جدول 3.

جدول 3

نکته - برای جلوگیری از شارژ شدن باتری باید از تایمر استفاده کرد.

برای باتری های با ظرفیت بیش از 10 Ah، جریان اولیه نباید از 1C تجاوز کند.
عمر مفید باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده می تواند 4 ... 6 سال باشد (با توجه به الزامات شارژ، ذخیره سازی و عملکرد باتری ها). در عین حال، در طول دوره مشخص شده عملکرد آنها، نیازی به نگهداری اضافی نیست.

* تمام نقشه ها و مشخصات فنی استفاده شده در این مقاله از مستندات باتری های Fiamm گرفته شده است و همچنین کاملاً با مشخصات فنی پارامترهای باتری ساخته شده توسط Cobe و Yuasa مطابقت دارد.

به خواندن ادامه دهید

به چه ظرفیتی AB نیاز دارید؟ هنگام محاسبه یک سیستم منبع تغذیه مستقل، انتخاب ظرفیت باتری مناسب بسیار مهم است. متخصصان شرکت "خانه خورشیدی شما" به شما کمک می کنند تا ظرفیت باتری مورد نیاز سیستم برق خود را به درستی محاسبه کنید. برای محاسبه اولیه، می توانید با موارد ساده زیر هدایت شوید ...

S.N. کوستیکوف

تجزیه و تحلیل علت خرابی باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده

حدود چهل سال پیش، آنها موفق به ایجاد یک باتری سرب اسیدی مهر و موم شدند. تمام باتری‌های اسید سرب مهر و موم شده که تا به امروز فروخته شده‌اند، دارای یک دریچه هستند که باید برای آزاد کردن گاز اضافی، عمدتاً هیدروژن، در هنگام شارژ و ذخیره‌سازی باز شود. بازترکیب کامل اکسیژن و هیدروژن قابل دستیابی نیست. بنابراین باتری را سیلد نمی گویند بلکه سیلد می گویند. یک شرط مهم برای آب بندی خوب، اتصال محکم شیمیایی و مقاوم در برابر حرارت عناصر ساختاری است. تکنولوژی صفحه، طراحی سوپاپ و آب بندی سرب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. باتری های مهر و موم شده از یک الکترولیت "محصول" استفاده می کنند. نوترکیب گازها از چرخه اکسیژن پیروی می کند.

دو روش برای اتصال الکترولیت وجود دارد:

استفاده از الکترولیت ژل مانند (فناوری GEL)؛

استفاده از الیاف شیشه آغشته به الکترولیت مایع (فناوری AGM).

هر روشی مزایا و معایب خاص خود را دارد.

قابلیت اطمینان باتری به عنوان توانایی آن در حفظ ویژگی های مشخص شده توسط سازنده در حین کار برای مدت زمان مشخص در شرایط مشخص شناخته می شود. ملاک خرابی باتری عدم انطباق پارامترهای آن با استانداردهای تعیین شده است. الزامات باتری های سرب-اسید مهر و موم شده و روش های آزمایش آنها در GOST R IEC 60896-2-99 (IEC 896-2, DIN EN 60896 Teil 2) تنظیم شده است. تعدادی از عوامل وجود دارد که دستیابی به درجه بالایی از قابلیت اطمینان را برای باتری های اسید سرب مهر و موم شده با هر فناوری محدود می کند:

تأثیر شدید ناخالصی های جزئی بر خواص توده های فعال صفحات.

تعداد زیادی فرآیندهای تکنولوژیکی در تولید باتری؛

استفاده از طیف وسیعی از مواد و اجزای سازنده برای ساخت باتری ها که می توانند در کارخانه های مختلف تولید شوند (در کشورهای مختلف که کنترل صحیح ورودی و یکسان سازی محصولات همیشه تضمین نمی شود).

افزایش قابلیت اطمینان، اول از همه، با کنترل دقیق ورودی همه مواد خام، مواد و اجزای مورد استفاده در ورودی همراه است. کنترل دقیق تکنولوژی ساخت در تمام مراحل تولید مورد نیاز است. برای دستیابی به دقت عملیات فناورانه، تولید باید دارای درجه بالایی از اتوماسیون و یک چرخه فناوری واحد (چرخه کامل تولید) باشد.

طراحی معمولی (کلاسیک با الکترولیت مایع) باتری ها قابلیت اطمینان بالای آنها را به دلیل افزونگی جرم فعال الکترودها، الکترولیت و عناصر حامل جریان تضمین می کند. در آنها، بیش از حد معرف و الکترولیت 75-85٪ از نظر نظری ضروری است. باتری های مهر و موم شده نسبت به باتری های کلاسیک سرب اسیدی قابل اعتمادتر هستند. باتری های فناوری AGM دارای مقدار کمی الکترولیت هستند. باتری های تکنولوژی GEL از ترکیب الکترولیت چند جزئی پیچیده استفاده می کنند و همچنین دستیابی به توزیع یکنواخت ژل در داخل باتری دشوار است. عناصر ساختاری جدید ظاهر می شوند (محفظه مهر و موم شده هرمتیک با یک درب، یک شیر گاز ویژه با یک فیلتر، یک مهر و موم ویژه برای سرنخ های جریان، افزودنی های الکترولیت ویژه، جداکننده های ویژه و غیره). قطبش الکترود مثبت در باتری های مهر و موم شده بیشتر از باتری های کلاسیک است و می تواند به 50 میلی ولت برسد. این امر منجر به تسریع فرآیندهای خوردگی به ویژه در حالت بافر می شود.

طراحی باتری مهر و موم شده

باتری های اسید سرب مهر و موم شده از الکترودهای خمیری استفاده می کنند. می توان آن ها را با داربست و زره پوش کرد. الکترودهای پوسته ای در باتری های ژل از نوع OPzV به عنوان صفحات مثبت و در انواع دیگر از صفحات شبکه ای برای الکترودهای مثبت استفاده می شود. استفاده از انواع مختلف صفحات مثبت بر ویژگی های الکتریکی باتری ها تاثیر می گذارد. این به دلیل مقاومت داخلی باتری است. صفحات زره مثبت شامل پین هایی هستند که در داخل لوله های سوراخ دار پر از جرم فعال قرار می گیرند (شکل 1 را ببینید). استفاده از صفحات پوسته ای امکان تولید باتری های آب بندی شده (فناوری GEL) با ظرفیت بالا را مانند باتری های کلاسیک فراهم می کند. هر دو باتری AGM آب بندی شده با ظرفیت کوچک و بزرگ (نگاه کنید به شکل 2) از صفحات شبکه استفاده می کنند که هزینه آنها را کاهش می دهد و طراحی آنها را ساده می کند.

در تولید باتری هم از سرب خالص و هم از آلیاژهای آن استفاده می شود. آنتیموان که تأثیر مبهم بر عملکرد باتری ها دارد، برای تولید صفحات باتری مهر و موم شده استفاده نمی شود.

باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده از آلیاژهای سرب با کلسیم یا با قلع و آلیاژ سرب، کلسیم، قلع استفاده می کنند، ممکن است افزودنی های آلومینیوم وجود داشته باشد. در اینجا الکترولیز آب با ولتاژهای بالاتر شروع می شود. کریستال های تشکیل شده در صفحات کوچک و یکنواخت بوده و رشد آنها محدود است. ریزش جرم فعال و مقاومت داخلی باتری در هنگام استفاده از توری های کلسیمی تا حدودی بیشتر از نمونه های سرب-آنتیموان است. تخریب صفحات عمدتاً زمانی اتفاق می افتد که باتری شارژ می شود. برای کاهش ریزش، مواد الیافی به توده فعال وارد می‌شوند، به عنوان مثال، فلوروپلاستیک و الیاف شیشه فشرده شده در برابر صفحات (فناوری AGM) یا جداکننده‌های متخلخل (کیسه‌ها، پاکت‌هایی که جرم فعال را نگه می‌دارند) از miplast، PVC، فایبرگلاس (GEL) تکنولوژی) استفاده می شود؛ می توان از جداکننده های دوگانه استفاده کرد. جداکننده های دوگانه مقاومت داخلی را افزایش می دهند، اما قابلیت اطمینان باتری ها را افزایش می دهند. همه تولیدکنندگان باتری مهر و موم شده از جداکننده های دوتایی استفاده نمی کنند. در برخی از مدل‌های باتری، جداکننده‌های چندلایه یافت می‌شوند، نقص در یکی از لایه‌ها توسط لایه دیگر محافظت می‌شود و رشد دندریتی در هنگام حرکت از لایه‌ای به لایه دیگر دشوار است.

قابلیت اطمینان باتری های مهر و موم شده نیز به جنس بدنه، کیفیت و طراحی لوله های جریان و طراحی شیر گاز بستگی دارد. برخی از تولید کنندگان برای به حداقل رساندن هزینه ها، یک مورد با ضخامت دیوار 2.5-3 میلی متر می سازند که همیشه قابلیت اطمینان بالایی را ارائه نمی دهد. برای اطمینان بیشتر، ضخامت دیوار باید 6 میلی متر یا بیشتر باشد. برخی تخلخل الکترودها را افزایش می دهند که همیشه تأثیر مثبتی بر قابلیت اطمینان باتری ها ندارد. به دنبال افزایش سود، بسیاری از شرکت‌ها عمداً پارامترهای باتری‌ها را بیش از حد برآورد می‌کنند و عمر مفید واقعی را تحریف می‌کنند، هیبرید می‌سازند، الکترولیت ژل در باتری‌های فناوری AGM ریخته می‌شود و غیره.

برنج. شکل 1. ساخت الکترودهای آکومولاتور سرب اسیدی تکنولوژی GEL با صفحات پوسته ای (نوع OPzV)

برنج. 2. ساخت باتری سرب اسیدی مهر و موم شده AGM

حالت های خرابی باتری های مهر و موم شده

مشخص است که بدتر شدن مشخصات الکتریکی باتری های مهر و موم شده و خرابی (شکست) در حین کار به دلیل خوردگی پایه (شبکه) و خزش جرم فعال الکترود مثبت است که گاهی به آن تخریب الکترود مثبت می گویند. . تخریب الکترود مثبت در باتری‌های مرطوب کلاسیک وابستگی ملایمی به طول عمر دارد و می‌توان آن را در طول دوره کار ردیابی کرد. در باتری های مهر و موم شده، تخریب صفحات مثبت واضح تر است و به طور کامل درک نمی شود، قاب باتری ها مات هستند، که کنترل بصری سطح الکترولیت و وضعیت صفحات را دشوار می کند. چگالی الکترولیت را نمی توان اندازه گیری کرد.

خوردگی شبکه های صفحات مثبت- رایج ترین نقص در باتری های مهر و موم شده که در حالت بافر کار می کنند. عوامل زیادی بر میزان خوردگی گریتینگ ها تأثیر می گذارند: ترکیب آلیاژ، طراحی خود گریتینگ، کیفیت فناوری ریخته گری گریتینگ در کارخانه، دمایی که باتری در آن کار می کند. در گریتینگ های آلیاژی Pb-Ca-Sn که به خوبی ریخته گری شده اند، نرخ خوردگی کم است. و در گریتینگ های بد ریخته گری، میزان خوردگی بالا است، بخش های جداگانه گریتینگ در معرض خوردگی عمیق قرار می گیرند که باعث رشد موضعی گریتینگ و تغییر شکل آن می شود. رشد موضعی در تماس با الکترود منفی منجر به اتصال کوتاه می شود. خوردگی شبکه‌های مثبت می‌تواند منجر به از دست دادن تماس با جرم فعال رسوب‌شده روی آن و همچنین با الکترودهای مثبت مجاور شود که با استفاده از پل‌ها یا میله‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند. در باتری های مهر و موم شده، فضای بسیار کمی در زیر صفحات برای تجمع لجن وجود دارد - صفحات محکم بسته بندی شده اند، بنابراین خزش جرم فعال ناشی از خوردگی می تواند منجر به اتصال کوتاه صفحات شود. اتصال کوتاه صفحات خطرناک ترین عیب باتری های آب بندی شده است. بستن صفحات در یک باتری مهر و موم شده، در صورتی که توسط پرسنل متوجه این موضوع نشود، بقیه را غیرفعال می کند. مدت زمان خرابی باتری ها از چند ساعت تا نیم ساعت محاسبه می شود.

هنگامی که باتری ها در حالت بافر استفاده می شوند، به دلیل جریان های شارژ کم، ممکن است نقصی رخ دهد - غیرفعال شدن الکترود منفی. در باتری های مهر و موم شده از هر فناوری، الکترودهای منفی از صفحات شبکه ساخته می شوند. مکانیسم فرآیندهای رخ داده بر روی الکترودها پیچیده است و در نهایت مشخص نشده است. اعتقاد بر این است که در حین کار باتری، فرآیندهای فاز مایع (انحلال-رسوب) عمدتاً در الکترود منفی رخ می دهد و محدودیت تخلیه آن با تشکیل یک لایه غیرفعال همراه است. نشانه غیرفعال شدن الکترود منفی معمولاً کاهش ولتاژ مدار باز (OCV) روی باتری شارژ شده کمتر از 2.10 ولت در سلول است. انجام بارهای یکسان سازی اضافی (به عنوان مثال، در باتری های نوع OPzV) می تواند ولتاژ را بازیابی کند، اما باتری ها پس از آن باید دائماً نظارت شوند، زیرا ممکن است دوباره این اتفاق بیفتد. برای کاهش غیرفعال شدن الکترود منفی، برخی از تولیدکنندگان افزودنی های خاصی را به آن وارد می کنند که به عنوان منبسط کننده جرم فعال الکترود منفی عمل می کند و از جمع شدن آن جلوگیری می کند.

اگر باتری های مهر و موم شده چرخه شوند (با قطع برق مکرر یا دوچرخه سواری)، آنگاه نقص های مرتبط با تخریب جرم فعال الکترود مثبت(شل شدن و سولفاته شدن آن) که منجر به کاهش ظرفیت در حین تخلیه کنترل می شود. استفاده از شارژهای عملی برای از بین بردن سولفات، همانطور که توسط برخی سازندگان در دستورالعمل های عملیاتی آنها پیشنهاد شده است، هیچ کاری نمی کند و حتی منجر به کاهش سریعتر ظرفیت می شود. شل شدن منجر به از دست دادن تماس بین ذرات دی اکسید سرب می شود، آنها عایق الکتریکی می شوند. جریان های تخلیه زیاد فرآیند شل شدن را تسریع می کنند. وجود و درجه سولفاته شدن جرم فعال قابل کنترل است، زیرا با تغییر در چگالی الکترولیت همراه است، که در باتری های AGM می توان با اندازه گیری NRC باتری پس از پایان شارژ، تقریباً تخمین زد. NRC یک باتری مهر و موم شده شارژ شده بسته به چگالی الکترولیت 2.10-2.15 V در سلول است؛ در باتری های فناوری AGM، چگالی الکترولیت 1.29-1.34 کیلوگرم در لیتر است؛ در باتری های ژل، چگالی کمتر است و مقادیری دارد. 1.24 - 1.26 کیلوگرم در لیتر (با توجه به چگالی بالای الکترولیت، باتری های فناوری AGM می توانند در دمای پایین تری نسبت به باتری های ژلی کار کنند). در هنگام تخلیه، با رقیق شدن الکترولیت، NRC باتری مهر و موم شده کاهش می یابد و پس از تخلیه برابر با 2.01-2.02 V/cell می شود. اگر NRC یک باتری مهر و موم شده تخلیه شده کمتر از 2.01 V / سلول باشد، باتری دارای درجه بالایی از سولفاته شدن جرم فعال است که ممکن است قبلاً غیرقابل برگشت باشد.

هنگامی که باتری های مهر و موم شده در حین کار کم شارژ می شوند (به عنوان مثال، به دلیل تنظیم نادرست ولتاژ یک شارژ مجدد ثابت، نقص در واحد کنترل الکترونیکی، عدم جبران حرارت)، سولفاته شدن روی الکترود منفی رخ می دهد، انتقال تدریجی سرب ریزدانه سولفات به یک لایه جامد متراکم از سولفات با کریستال های بزرگ تبدیل می شود. سولفات سرب به دست آمده، که در آب محلول اندکی است، ظرفیت باتری را محدود می کند و باعث آزاد شدن هیدروژن در هنگام شارژ می شود.

اگر یک اکسید قهوه ای غلیظ روی الکترود مثبت باتری مشاهده شود، این نشانه خوردگی شبکه است. علل احتمالی خوردگی:

انباشته ها قبل از عملیات برای مدت طولانی بدون شارژ مجدد در یک انبار قرار داشتند.

در حین کار، جریان متناوب (~ من)، مشکلات شارژر (یکسو کننده، EPU).

در باتری‌های مهر و موم شده، فرآیندهای خوردگی خاص نیز می‌تواند روی پل‌ها (اغلب روی پل‌های منفی) و روی بور رخ دهد. از آنجایی که محصولات خوردگی حجم بیشتری نسبت به سرب دارند، ترکیب آب بندی ترمینال را می توان تحت فشار قرار داد، مهر و موم لاستیکی بور، پوشش و حتی قاب باتری آسیب دیده است. در صورت عدم رعایت دقیق فرآیند فن آوری در طول ساخت (به عنوان مثال، فاصله زمانی زیاد بین عملیات تکنولوژیکی) اغلب در باتری ها نقص هایی از این نوع مشاهده می شود.

موقعیت کار باتری های مهر و موم شده

بسیاری از تولید کنندگان باتری های مهر و موم شده در دستورالعمل های عملکرد خود نشان می دهند که باتری ها را می توان در هر موقعیتی استفاده کرد.

در حین کار باتری های مهر و موم شده، به دلیل از دست دادن اجتناب ناپذیر آب هنگام باز شدن شیر گاز، مقداری خشک شدن الکترولیت رخ می دهد، در حالی که مقاومت داخلی افزایش می یابد و ولتاژ کاهش می یابد، مانند زمانی که الکترود منفی غیرفعال می شود.

در باتری های مهر و موم شده با فناوری AGM، علاوه بر خشک شدن الکترولیت، لایه بندی الکترولیت نیز می تواند رخ دهد: اسید سولفوریک که به شکل مایع است، به دلیل وزن مخصوص بالاتر در مقایسه با آب، به پایین جریان می یابد و در نتیجه یک گرادیان غلظت در قسمت های بالایی و پایینی ایجاد می شود. باتری، که ویژگی های دشارژ را کاهش داده و دمای باتری را افزایش می دهد. این اثر در باتری های با ظرفیت کوچک و متوسط ​​نادر است و استفاده از جداکننده فیبر شیشه ای متخلخل ریز با نسبت تراکم بالا در کل بسته صفحات مثبت و منفی آن را کاهش می دهد. باتری های بلند و با ظرفیت بالا AGM بهتر است در حالت خوابیده به سمت خود کار کنند، اما فقط از سمتی استفاده کنید که صفحات عمود بر زمین هستند (باید با سازنده بررسی شود). تولید کنندگان چینی و ژاپنی باتری های آب بندی شده با ظرفیت بالا با ارتفاع کم و شکل منشوری تولید می کنند که به آنها اجازه می دهد تا مانند باتری های OPzV به صورت عمودی کار کنند.

در باتری های مهر و موم شده از فناوری GEL، به ویژه در OPzV، هنگام استفاده از "دراز کشیدن" به پهلو، ممکن است نقص های مرتبط با نشت الکترولیت ژل رخ دهد. در حین کار دریچه گاز به دلیل سیلیکاژل و سایر اجزای الکترولیت ژل، فیلترهای متخلخل آبگریز (صفحات گرد) مسدود می شوند که باید گاز را عبور دهند، اما الکترولیت را عبور نمی دهند. پس از توقف عبور گاز توسط شیر، فشار داخلی ممکن است تا 50 کیلو پاسکال یا بیشتر افزایش یابد. گاز یک نقطه ساختاری ضعیف پیدا می کند: می تواند مهر و موم یک سوپاپ یا سوراخ باشد، جایی در بدنه، به خصوص در نزدیکی سفت کننده ها (برای برخی از سازندگان)، محلی که در آن پوشش به قاب باتری وصل شده است، که منجر به پارگی اضطراری می شود که با انتشار الکترولیت به بیرون همراه است. الکترولیت جریان الکتریکی را هدایت می کند - ممکن است یک اتصال کوتاه رخ دهد. مواردی وجود داشت که نشت الکترولیت که به موقع توسط پرسنل شناسایی نشد، منجر به احتراق کلاهک های عایق شد. الکترولیت می تواند از طریق کف و غیره بخورد. (عکس 1 را ببینید).

عکس 1. عواقب نشت الکترولیت از یک مورد انفجار OPzV

باتری های ژل بهتر است به صورت عمودی قرار گیرند تا ذرات معلق مواد تشکیل دهنده الکترولیت ژل نتوانند وارد فیلتر دریچه گاز شوند. برخی از تولیدکنندگان باتری‌های ژل 2 ولت، قاب باتری را طولانی‌تر می‌کنند، تله‌های آئروسل مختلف را توسعه می‌دهند، یک طرح پیچیده دریچه‌های هزارتویی ایجاد می‌کنند تا باتری‌های ژل را در کنار خود کار کنند.

استفاده از باتری های ژل OPzV در حالت عمودی ایمن تر است!

اتصال باتری به صورت موازی

باتری ها را می توان به صورت موازی وصل کرد تا ظرفیت و قابلیت اطمینان سیستم منبع تغذیه افزایش یابد. سازندگان اروپایی نصب بیش از چهار گروه را به صورت موازی توصیه نمی کنند. تولید کنندگان آسیایی استفاده از اتصال موازی بیش از دو گروه را توصیه می کنند. این به دلیل یکنواختی سلول های باتری است که به تکنولوژی ساخت و کیفیت تولید مربوط می شود. همگنی عناصر تولید کنندگان اروپایی بهتر است. توصیه می شود باتری های موجود در گروه های باتری از یک نوع و همان سال ساخت باشند. جایگزینی یک عنصر در یک گروه با عنصری از نوع دیگر یا نصب گروه های باتری از انواع مختلف به صورت موازی مجاز نیست.

عمر باتری مهر و موم شده

طبق طبقه بندی انجمن اروپایی تولید کنندگان باتری (Eurobat)، باتری ها به چهار گروه اصلی تقسیم می شوند (ممکن است زیر گروه ها وجود داشته باشد):

10 سال یا بیشتر ( قرار ویژه) - مخابرات و ارتباطات، نیروگاه های هسته ای و متعارف، صنایع پتروشیمی و گاز و غیره.

10 سال ( عملکرد بهبود یافته) - اساساً این گروه از باتری ها با گروه قبلی (هدف خاص) مطابقت دارد ، اما الزامات مشخصات فنی و قابلیت اطمینان چندان زیاد نیست.

5-8 سال ( کاربرد جهانی) - مشخصات فنی این گروه مانند گروه "ویژگی های بهبود یافته" است، اما الزامات برای قابلیت اطمینان و آزمایش کمتر است.

3-5 سال ( کاربرد گسترده) - این گروه از باتری ها در تاسیسات نزدیک به مصرف کننده داخلی استفاده می شود، در UPS محبوب است، در شرایط غیر ثابت بسیار محبوب است.

پایان عمر سرویس لحظه ای در نظر گرفته می شود که ظرفیت خروجی 80 درصد ظرفیت اسمی باشد.

عمر باتری های مهر و موم شده به عوامل زیادی بستگی دارد، اما حالت شارژ و دمای کارکرد باتری ها بیشترین تاثیر را دارد. برای آمادگی ثابت برای کار در تاسیسات منبع تغذیه (EPS)، باتری ها باید تحت ولتاژ شارژ مجدد ثابت باشند (حالت بافر). ولتاژ شارژ ثابت - ولتاژی که به طور مداوم در پایانه های باتری حفظ می شود، که در آن جریان جریان فرآیند تخلیه خود باتری را جبران می کند. لطفا توجه داشته باشید که جریان شارژ شناور به ولتاژ شناور و دمای باتری بستگی دارد. هر دو پارامتر جریان شارژ ثابت باتری را تغییر می‌دهند و در نتیجه بر مصرف آب تأثیر می‌گذارند؛ آب را نمی‌توان به باتری‌های مهر و موم شده اضافه کرد. حفظ ولتاژ شناور بهینه و دمای مطلوب اتاق برای به حداکثر رساندن عمر باتری های مهر و موم شده ضروری است.

با افزایش دمای باتری به ازای هر 10 درجه سانتیگراد، تمام فرآیندهای شیمیایی، از جمله خوردگی شبکه، تسریع می‌شوند. لازم به یادآوری است که هنگام شارژ باتری های مهر و موم شده، دمای آنها ممکن است 10-15 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط باشد. این به دلیل گرم شدن باتری ها به دلیل فرآیند نوترکیب اکسیژن و طراحی مهر و موم شده است. تفاوت دما به ویژه در حالت های شارژ شتاب و زمانی که باتری در داخل قفسه EPU قرار دارد، قابل توجه است. کارکرد باتری ها در دمای بالای 20 درجه سانتیگراد منجر به کاهش طول عمر می شود. در جدول زیر. وابستگی عمر مفید به دما نشان داده شده است. لازم است یک تنظیم ولتاژ بوست ثابت از دما ارائه شود. جبران تاثیر دمای بالا با تنظیم ولتاژ بار ثابت شناور می تواند این اثر را کاهش داده و مقادیر ارائه شده در جدول را بهبود بخشد. اعداد، اما نه بیشتر از 20٪.

قرار دادن باتری های مهر و موم شده به گونه ای ضروری است که از تهویه اتاق و خنک شدن باتری ها اطمینان حاصل شود. از این نظر بهتر است که آکومولاتورها طوری قرار گیرند که شیرها به صورت جلویی قرار گیرند. در حال حاضر، تولید کنندگان باتری هایی با پایانه های جلو، به اصطلاح ترمینال های جلو (ترمینال-خروجی ها در جلو قرار دارند) ارائه می دهند، اما دریچه های این باتری ها مانند باتری های معمولی در بالا قرار دارند. تجربه کارکرد باطری های ترمینال جلو در کشورهای مختلف نشان دهنده قابلیت اطمینان کمتر آنها در مقایسه با باتری های معمولی است. باتری های ترمینال جلویی AGM بیشتر در معرض پدیده گرمایش خود به خودی حرارتی هستند - فرار حرارتی. استفاده از این باتری ها باید پس از محاسبه و بررسی میدان های حرارتی در محفظه ها، رک ها و کابینت های EPU انجام شود.

باتری های مهر و موم شده مقدار کمی هیدروژن در هنگام شارژ آزاد می کنند. ما به یک دمیدن کوچک (طبیعی) باتری نیاز داریم. در طول کارکرد طولانی مدت باتری با باتری های با ظرفیت بالا، باید به دلیل امکان انباشته شدن هیدروژن و رعایت رژیم دما، نیاز به تهویه محل را به خاطر بسپارید. قبلاً تصور می شد که باتری های آب بندی شده با ظرفیت بالا مانند باتری های با ظرفیت کوچک و متوسط ​​نیاز به تهویه ندارند. اما با در نظر گرفتن تجربه نصب و سرویس باتری های سیلد وارداتی، نصب تجهیزات تهویه و تهویه مطبوع اتاق های باتری را توصیه می کنیم.

باتری های مهر و موم شده گرمای بیشتری در طول شارژ تولید می کنند و بیشتر از باتری های کلاسیک گرم می شوند (به عنوان مثال نوع OPzS):

Qm = 0,77 ∙ ن ∙ من ∙ ساعت, (1)

جایی که Qm– گرمایش ژول، W ∙ h;

0.77 - شبه قطبی، V در 2.25 V/el.

ن- تعداد عناصر 2 ولت؛

من– جریان شارژ، A؛

ساعت– مدت زمان شارژ، ساعت

باتری های کلاسیک (OPzS): Qm= 0.04 W/100 Ah el/h. گرمایش ژول رخ می دهد - تبخیر گاز (گرما با گاز آزاد می شود).

باتری های مهر و موم شده: Qm= 0.10 W/100 Ah el/h. گرمایش ژول + نوترکیبی گاز رخ می دهد.

ظرفیت، ٪

برنج. 3. تأثیر عمق تخلیه. داده های باتری های AGM. باتری های با تکنولوژی GEL - در برابر تخلیه عمیق مقاوم تر

برای باتری های مهر و موم شده با فناوری AGM (شکل 3 را ببینید)، تخلیه-شارژ مکرر مضر است، باتری های دارای الکترولیت ژل بهترین چرخه را دارند. اما باتری‌های GEL هنگام شارژ، هیدروژن بیشتری نسبت به باتری‌های AGM منتشر می‌کنند. در باتری‌های ژل در دمای پایین، الکترولیت زودتر از باتری‌های AGM منجمد می‌شود و ممکن است پارگی کیس رخ دهد، زیرا الکترولیت کل حجم قوطی را اشغال می‌کند.

باتری های مهر و موم شده هر دو فناوری نسبت به شارژ بیش از حد بسیار حساس هستند. روی انجیر شکل 4 نشان می دهد که با افزایش ولتاژ شناور چقدر سریع عمر شناور کاهش می یابد. شارژ کم باتری نیز مضر است.

برنج. 4. وابستگی عمر سرویس به ولتاژ شارژ ثابت

برای اطمینان از عمر طولانی یک باتری مهر و موم شده در حالت بافر، لازم است که انحراف حالت پایدار ولتاژ خروجی DC EPU از آن تجاوز نکند. 1 درصد جزء متغیر ولتاژ خروجی شارژ شناور برای باتری های آب بندی شده مضر است. حداکثر مقدار بحرانی ~ من(AC) \u003d 2 - 5 A (rms) در هر 100 Ah. ترکیدن (پیک) و سایر انواع ولتاژ ضربانی (هنگامی که باتری قطع است، اما با بار متصل) قابل قبول در نظر گرفته می شود اگر گسترش امواج ولتاژ EDA، از جمله محدودیت های تنظیم، از 2.5٪ ولتاژ توصیه شده برای پیوسته تجاوز نکند. شارژ باتری امواج AC بزرگ می تواند منجر به گرمایش حرارتی (گریز حرارتی) باتری ها شود. باتری‌های AGM نسبت به باتری‌های ژلی مستعد فرار حرارتی هستند. هنگام استفاده از باتری های مهر و موم شده در اینورترها، فرکانس های زیر 50 هرتز (46-35 هرتز) حیاتی در نظر گرفته می شوند. این معمولاً به دلیل معیوب بودن اینورتر است. به عنوان مثال، فرکانس 20 هرتز می تواند منجر به شارژ مجدد باتری و خرابی آن در عرض چند روز شود. باتری های AGM به ویژه به چنین نقص هایی حساس هستند. در فرکانس های زیر 20 هرتز، واکنش الکتروشیمیایی در باتری ها ممکن است به طور کلی متوقف شود.

برای عمر طولانی باتری های مهر و موم شده، ضخامت صفحه مثبت (4-5 میلی متر)، ترکیب آلیاژ و طراحی شبکه مهم هستند. برخی از سازندگان ادعا می کنند که عمر باتری طولانی دارند، در حالی که از صفحات استاندارد (2.5-3 میلی متر نازک) استفاده می کنند. عمر واقعی چنین باتری هایی ناشناخته باقی مانده است و فقط در حین کار قابل تعیین است. هنگام انتخاب باتری، توصیه می کنیم به وزن که مربوط به ضخامت صفحات است، توجه کنید.

در باتری های GEL نوع OPzV با صفحات پوسته ای، عمر مفید تا حد زیادی به نرخ خوردگی میله الکترود بستگی دارد. ضخامت صفحات بزرگ و برابر با 8-10 میلی متر است که منجر به عمر طولانی و نرخ خوردگی میله کم می شود.

ردیابی آمار علل خرابی باتری های مهر و موم شده در روسیه بسیار دشوار است. تامین کنندگان باتری این موضوع را به دقت پنهان می کنند تا اعتبار و بازار فروش را از دست ندهند. بسیاری از خرابی ها به دلیل نقض شرایط عملیاتی و همچنین تجهیزات منسوخ رخ می دهد. در میان آنها باید به تأثیر منفی یکسو کننده های نوع VUK بر عمر مفید باتری ها اشاره کرد. منابع فنی استفاده از این یکسو کننده ها از تمام محدودیت های قابل تصور فراتر رفته است. یکسو کننده های نوع VUK نه ولتاژ خروجی ثابت و نه فیلتر شده دارند. می توانید به یکسو کننده های از نوع VUT قدیمی توجه کنید: توالی فاز نادرست شبکه صنعتی تامین منجر به خرابی یکسو کننده ها می شود. این خرابی قابل بازیابی است و خود را با افزایش غیرقابل قبول ولتاژ خروجی و به دنبال آن خاموش شدن اضطراری یکسو کننده نشان می دهد. اگر توالی فاز نادرست با خرابی همزمان شود، ولتاژ بیش از حد منبع تغذیه باعث آسیب به باتری (شارژ بیش از حد قوی) می شود که دیگر قابل بازیابی نیست. VUT ها دستگاهی برای تغییر خودکار از حالت تثبیت جریان به حالت تثبیت ولتاژ ندارند. باتری های مهر و موم شده با دستگاه های قدیمی (VUT، VUK) دوام زیادی ندارند و استفاده از آنها با این یکسو کننده ها غیرقابل قبول است.

هنگام انتخاب باتری برای شرایط کار ثابت، اول از همه، باید با شرایط کار هدایت شود. اگر اتاق باتری مجهز به منبع تغذیه و تهویه خروجی برای قرار دادن باتری های کلاسیک سرویس شده وجود دارد، باید از آن برای هدف مورد نظر خود و فقط برای باتری های کلاسیک با الکترولیت مایع استفاده شود (به عنوان مثال، نوع OPzS (در روسیه - نوع SSAP، TB- M)، OGi (نوع SN، TB)، Groe (نوع SK، BP) باتری های مهر و موم شده بهتر است در حضور یک یکسو کننده مدرن خوب استفاده شوند (به عنوان مثال، UEPS-3 ساخت OAO YuPZ Promsvyaz). در نگاه اول باعث ایجاد دردسر کمتری برای صاحبان آنها می شود.کاربرد به این معنی نیست که تعمیر و نگهداری کاملاً منتفی است.در هر صورت باید وضعیت باتری ها (ولتاژ، ظرفیت، وضعیت کیس و پایانه ها، دمای باتری و تمام الزامات مربوط به شارژ باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده اجرا شده است.

به منظور افزایش قابلیت اطمینان EPU ها با باتری های مهر و موم شده، لازم است اطلاعات بیشتری در مورد وضعیت و حالت های عملکرد سیستم منبع تغذیه به دست آورید. این امر با استفاده از سیستم های هشدار و نظارت بر برق امکان پذیر است. برای این منظور می توانید از دستگاهی برای نظارت بر تخلیه-شارژ (UKRZ) باتری ها استفاده کنید. UKRZ می تواند به طور خودکار تست های تست باتری را انجام دهد، به طور خودکار پارامترها را کنترل کند. بر اساس نتایج آزمایش، می توانید زمان تعویض و تعمیر و نگهداری را پیش بینی کنید. EPU های مدرن از نوع UEPS-3 را می توان به دستگاه های نظارت بر باتری عنصر به عنصر UPKB مجهز کرد که به شما امکان می دهد ولتاژ و دمای هر عنصر 2 ولت یا مونو بلوک را از راه دور کنترل کنید و از طریق اترنت، GSM، PSTN، RS-485 انتقال دهید. نوع ماژول هنگام سفارش مشخص می شود). امکان استفاده از مانیتور ولتاژ بافر باتری (BCV) با سیگنال دهی از راه دور برای اطلاع رسانی به پرسنل وظیفه وجود دارد. اپراتورهای تلفن همراه توصیه می کنند که یک سیستم مانیتورینگ مبتنی بر شبکه رادیویی و میکروکنترلرهای جهانی مدرن مجهز به مودم های رادیویی که به طور مرتب اطلاعات را به مرکز و تلفن های همراه پرسنل فنی ارسال می کنند، بسازید. علاوه بر این، سیستم های نظارتی به عنوان پایه ای برای ادغام با ASKUE و سیستم کنترل آب و هوا، که به طور فعال در شرکت های ارتباطات، انرژی، حمل و نقل و صنعتی اجرا می شوند، عمل خواهند کرد.

با وجود این واقعیت که باتری سرب بیش از صد سال است که شناخته شده است، کار برای بهبود آن ادامه دارد. بهبود باتری های سرب اسید در مسیر یافتن آلیاژهای جدید برای گریتینگ ها، مواد سبک وزن و بادوام و بهبود کیفیت جداکننده ها است.

باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده با طیف گسترده ای از پارامترهای مرتبط با تکنولوژی ساخت، کیفیت مواد خام و سطح فنی تجهیزات مورد استفاده برای ساخت باتری مشخص می شوند.

"... با وجود پیچیدگی سیستم های منبع تغذیه (EPS)، فن آوری های مدرن برای اصلاح جریان متناوب و معکوس کردن جریان مستقیم، باتری مهم ترین و حیاتی ترین بخش این سیستم های منبع تغذیه است ..."، - از یک مقاله توسط M.N. پتروف

وظیفه اصلی که باید در آینده نزدیک حل شود، ایجاد تولید باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده در روسیه است!

هنگام ایجاد تولید، لازم است تجربه انباشته شده در سایر کشورها و خود روسیه را در نظر بگیرید.

6.5.1. دستگاه و اصل عملکرد یک سلول باتری اسیدی.

تفکیک الکترولیتی تجزیه مولکول های اسید سولفوریک تحت تأثیر مولکول های آب است. H 2 SO 4 2N + + SO 4 - - ، در نتیجه یونها در آب تشکیل می شوند ، صرف نظر از اینکه صفحاتی در محلول وجود دارد یا خیر. به طور کلی، محلول از نظر الکتریکی خنثی است. اگر این محلول یک الکترولیت باشد، در ساختاری متشکل از مجموعه ای از صفحات مثبت و منفی که توسط بخش هایی از هم جدا شده اند ریخته شود و در یک ظرف آبنیت بسته شده با درب با سرب های صفحه مثبت و منفی قرار داده شود، یک سلول باتری مثبت به دست می آوریم.

تشکیل یون در الکترولیت

در نتیجه برهمکنش الکترولیت با اتم های سرب صفحه منفی، مقدار معینی از اتم های سرب یونیزه می شود. در این حالت یون های سرب مثبت با بار مضاعف به داخل الکترولیت عبور می کنند و در سطح صفحه منفی از هر اتم سرب دو الکترون باقی می ماند، بنابراین صفحه منفی نسبت به الکترولیت بار منفی دارد. در نتیجه برهمکنش ماده فعال صفحه با الکترولیت، بارهای الکتریکی در هر دو صفحه تشکیل می شود.

شکل 6.5. دستگاه باتری اسیدی

روی یون های سرب مثبت - چهار بار، روی منفی - الکترون ها.

این حالت عنصر می تواند از نظر تئوری به طور دلخواه طولانی باشد تا زمانی که مدار به روی مصرف کننده برق بسته شود. به محض بستن مدار، الکترون های صفحه منفی در طول مدار خارجی به سمت صفحه مثبت حرکت می کنند. هر اتم سرب روی صفحه منفی دو الکترون اهدا می کند. آنها به صفحه مثبت می روند و با (Pb++++) ترکیب می شوند و یک یون سرب (Pb++) با بار مضاعف تشکیل می دهند که با باقیمانده مثبت SO 4 ¯ ¯ ترکیب می شود و یک مولکول سولفات سرب (PbSO 4) را تشکیل می دهد. از آنجایی که حلالیت سولفات کم است، محلول فوق اشباع می شود و سولفات به شکل کریستال روی صفحه (+) رسوب می کند، در حالی که مولکول های آب PbO 2 + 4H + SO 4 ¯ ¯ + 2e- → PbSO 4 + 2H 2 O هستند. در نزدیکی صفحه مثبت تشکیل شده است

در صفحه منفی Pb ++ + SO 4 ¯ ¯ -2е- → PbSO 4

هر عنصر ظرفیتی در ق. این مقدار برقی است که المنت به تخلیه نهایی 1.8 ولت می دهد. ظرفیت بستگی به مقدار مواد فعال دارد. با عبور مقدار برق برابر با یک فارادی، 103.6 گرم سرب مصرف می شود تا در صفحه منفی، سولفات سرب تشکیل شود. 1فارادی-26.8 ق. وزن اتمی و مولکولی سرب 207.21 است و دو الکترون در واکنش در صفحات منفی شرکت می کنند، سپس معادل گرم سرب برابر است با

و با بازگشت 1 ق. 26.8 برابر سرب کمتر، یعنی 3.6 گرم.

به همین ترتیب می توان دریافت که با بازگشت 1 ق. 4.46 گرم دی اکسید سرب از صفحه مثبت برای تشکیل سولفات سرب مصرف می شود و از 3.66 گرم 0.672 گرم آب در الکترولیت تشکیل می شود.

ولتاژ اسمی 1 سلول 2.1 ولت است؛ ولتاژ کار در ابتدای تخلیه به سرعت به 2 ولت می رسد، سپس به تدریج به 1.8 ولت نهایی کاهش می یابد. اگر تخلیه را ادامه دهید، به 0 می رسد.

6.5.2.قوانین کلی برای استفاده از باتری های اسیدی

1. سطح الکترولیت را 12÷15m حفظ کنید

2. زیر 1.75 ولت تخلیه نکنید.

3. شارژ تا ظرفیت کامل

4. به طور منظم باتری را شارژ کنید.

5. اجازه ندهید باتری در حالت نیمه خالی بماند.

6. به طور مرتب سطح باتری را از آلودگی و اکسید تمیز کنید.

7. از آلودگی الکترولیتی خودداری کنید.

8. اجازه شارژ بیش از حد را ندهید و با جریانی بالاتر از نامی شارژ نکنید.

10. اجازه ندهید دمای باتری در هنگام شارژ از +45 درجه سانتیگراد بالاتر برود. لازم است شارژ را قطع کنید و اجازه دهید باتری تا +30 درجه سانتیگراد خنک شود.

11. چگالی عملیاتی الکترولیت به صورت کاهش یافته به +15 درجه سانتیگراد تعیین می شود و نباید بیش از 50± متفاوت باشد.

12. پس از ریختن الکترولیت در باتری، اجازه دهید 4-6 ساعت بماند.

13. جریان شارژ از جداول بسته به ظرفیت باتری تعیین می شود.

14. هنگام شارژ باتری در محیط های دریایی، تهویه از قبل روشن می شود.

3. تعمیر و نگهداری باتری های سرب اسید

باتری های سرب-اسید مدرن دستگاه های قابل اعتمادی هستند و عمر مفید بالایی دارند. باتری‌های باکیفیت حداقل پنج سال عمر می‌کنند، به شرطی که مراقبت‌های دقیق و به موقع از آن‌ها انجام شود. بنابراین، ما قوانین مربوط به کارکرد باتری ها و روش هایی را برای نگهداری منظم در نظر خواهیم گرفت که با صرف کمترین زمان و هزینه، عمر آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

قوانین کلی برای عملکرد باتری ها

در حین کار، باتری باید به طور دوره ای از نظر ترک در کیس بازرسی شود، تمیز و در حالت شارژ نگه داشته شود.
آلودگی سطح باتری، وجود اکسید یا کثیفی روی پین ها و همچنین سفت شدن شل گیره های سیم باعث تخلیه سریع باتری و جلوگیری از شارژ عادی آن می شود. برای جلوگیری از این امر، باید:

• سطح باتری را تمیز نگه دارید و بر میزان سفت شدن پایانه های تماس نظارت کنید. الکترولیت را که روی سطح باتری افتاده است با یک پارچه خشک یا پارچه آغشته به آمونیاک یا محلول خاکستر سودا (محلول 10٪) پاک کنید. پین های تماس اکسید شده باتری و پایانه های سیم را تمیز کنید، سطوح غیر تماسی را با وازلین فنی یا گریس چرب کنید.
• سوراخ های تخلیه باتری را تمیز نگه دارید. در حین کار، الکترولیت بخارات را آزاد می کند و هنگامی که سوراخ های تخلیه مسدود می شود، این بخارات در مکان های مختلف دیگر آزاد می شوند. به عنوان یک قاعده، این در نزدیکی پین های تماس باتری رخ می دهد، که منجر به افزایش اکسیداسیون آنها می شود. در صورت لزوم آنها را تمیز کنید.
• ولتاژ پایانه های باتری را با موتور روشن به طور دوره ای بررسی کنید. این روش به شما این امکان را می دهد که میزان شارژی که دینام ارائه می دهد را تخمین بزنید. اگر ولتاژ بسته به سرعت میل لنگ در محدوده 12.5 -14.5 ولت برای اتومبیل ها و 24.5 - 26.5 ولت برای کامیون ها باشد، این بدان معنی است که واحد کار می کند. انحراف از پارامترهای مشخص شده نشان دهنده تشکیل اکسیدهای مختلف بر روی کنتاکت های سیم کشی در خط اتصال ژنراتور، فرسودگی آن و نیاز به عیب یابی و عیب یابی است. پس از تعمیر، اقدامات کنترلی را در حالت های مختلف کارکرد موتور، از جمله با چراغ های جلو و سایر مصرف کنندگان برق، تکرار کنید.
• هنگامی که خودرو برای مدت طولانی در بیکار است، باتری را از زمین جدا کنید و زمانی که برای مدت طولانی نگهداری می شود، به طور دوره ای آن را شارژ کنید. اگر باتری اغلب و برای مدت طولانی در حالت دشارژ یا حتی نیمه شارژ باشد، اثر سولفاته شدن صفحات رخ می دهد (پوشش صفحات باتری با سولفات سرب کریستالی درشت). این منجر به کاهش ظرفیت باتری، افزایش مقاومت داخلی آن و عدم کارکرد کامل تدریجی می شود. برای شارژ مجدد از دستگاه های خاصی استفاده می شود که ولتاژ را تا حد مورد نیاز پایین می آورند و سپس به حالت شارژ باتری می روند. شارژرهای مدرن اکثرا اتوماتیک هستند و در حین استفاده نیازی به نظارت انسان ندارند.
• از شروع طولانی موتور خودداری کنید بخصوص، در فصل سرد هنگام راه اندازی یک موتور سرد، استارت جریان راه اندازی زیادی مصرف می کند که می تواند باعث تاب برداشتن صفحات باتری و ریزش جرم فعال از آنها شود. که در نهایت منجر به از کار افتادن کامل باتری می شود.

قابلیت سرویس باتری توسط یک دستگاه مخصوص - یک دوشاخه بار بررسی می شود. باتری اگر حداقل 5 ثانیه ولتاژ آن کاهش نیابد، کار می کند.

مراقبت از یک باتری بدون تعمیر و نگهداری

این نوع باتری ها روز به روز محبوب تر می شوند. مراقبت از باتری بدون نیاز به تعمیر و نگهداری به اقدامات استاندارد مورد نیاز برای همه انواع باتری ها، که در بالا توضیح داده شد، خلاصه می شود.

باتری‌های بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، سوراخ‌های تکنولوژیکی با دوشاخه برای کنترل سطح و پر کردن الکترولیت تا سطح و چگالی مطلوب ندارند. در برخی از این نوع باتری ها هیدرومتر تعبیه شده است. در صورت افت شدید سطح الکترولیت یا کاهش چگالی آن، باتری باید تعویض شود.

مراقبت از باتری سرویس شده

باتری های این نوع دارای دهانه های تکنولوژیکی برای ریختن الکترولیت با شاخه های پیچی محکم هستند. تعمیر و نگهداری عمومی باتری خودرو از این نوع به همان ترتیبی که برای همه انجام می شود، انجام می شود، اما برای بررسی چگالی و سطح الکترولیت باید کارهای بیشتری انجام شود.

سطح الکترولیت به صورت بصری یا با استفاده از یک لوله اندازه گیری ویژه بررسی می شود. در قسمت های در معرض (به دلیل افت سطح الکترولیت) صفحات، فرآیند سولفاته شدن رخ می دهد. برای افزایش سطح الکترولیت، آب مقطر به بانک های باتری اضافه می شود.

چگالی الکترولیت توسط هیدرومتر اسیدی بررسی می شود و سطح شارژ باتری از روی آن تخمین زده می شود.
قبل از بررسی چگالی، اگر الکترولیت به باتری اضافه شده است، باید موتور را روشن کنید و بگذارید کار کند تا در هنگام شارژ باتری الکترولیت مخلوط شود یا از شارژر استفاده کنید.

در مناطق با آب و هوای شدید قاره ای، هنگام تغییر از زمستان به تابستان و بالعکس، باتری
باتری را از ماشین خارج کنید، آن را به شارژر وصل کنید، با جریان 7 آمپر شارژ کنید. در پایان فرآیند شارژ، بدون خاموش کردن شارژر، چگالی الکترولیت را به مقادیر مشخص شده برسانید. در جدول 1 و جدول 2. این روش باید در چند مرحله، با استفاده از لامپ لاستیکی، با مکش یا با افزودن الکترولیت یا آب مقطر انجام شود. هنگام تغییر به عملیات تابستانی، آب مقطر اضافه کنید، در هنگام تغییر به عملیات زمستانی، الکترولیت با چگالی 1.400 گرم بر سانتی متر مکعب اضافه کنید.
تفاوت در چگالی الکترولیت در بانک های مختلف باتری را نیز می توان با افزودن آب مقطر یا الکترولیت برابر کرد.
فاصله بین دو افزودن آب یا الکترولیت باید حداقل 30 دقیقه باشد.

مراقبت از باتری قابل جابجایی

تعمیر و نگهداری باتری های تاشو با شرایط نگهداری از باتری های سرویس شده غیرقابل جدا شدن تفاوتی ندارد، فقط نظارت بر وضعیت سطح ماستیک نیز لازم است. اگر ترک هایی در سطح ماستیک ظاهر شد، باید با ذوب ماستیک با استفاده از آهن لحیم کاری برقی یا سایر وسایل گرمایشی، آنها را از بین برد. هنگام اتصال باتری به ماشین اجازه ندهید سیم ها کشیده شوند، زیرا منجر به ایجاد ترک در ماستیک می شود.

ویژگی های راه اندازی باتری های با شارژ خشک.

اگر یک باتری با شارژ خشک پر نشده خریداری کرده اید، باید آن را با الکترولیت با چگالی 1.27 گرم در سانتی متر مکعب تا سطح مشخص شده پر کنید. 20 دقیقه پس از پر کردن، اما حداکثر دو ساعت، چگالی الکترولیت را با استفاده از هیدرومتر اسید سنج اندازه گیری کنید. اگر افت چگالی از 0.03 گرم بر سانتی متر مکعب تجاوز نکند، می توان باتری را برای کار روی خودرو نصب کرد. اگر افت چگالی الکترولیت بالاتر از حد معمول بود، لازم است شارژر را وصل کنید و شارژ کنید. جریان شارژ نباید از 10٪ مقدار اسمی تجاوز کند و این روش تا زمانی که گازهای فراوان در بانک های باتری ظاهر شود انجام می شود. پس از آن، تراکم و سطح مجدداً کنترل می شود. در صورت لزوم، آب مقطر به شیشه ها اضافه می شود. سپس شارژر دوباره به مدت نیم ساعت وصل می شود تا الکترولیت به طور مساوی در کل حجم قوطی ها توزیع شود. اکنون باتری آماده استفاده است و می توان آن را برای کار روی خودرو نصب کرد.

مراقبت منظم از باتری عمر آن را افزایش می دهد و از سولفاته شدن صفحات یا تخریب مکانیکی آنها جلوگیری می کند. عملکرد صحیح باتری منبع آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد که باعث می شود هزینه کارکرد خودرو کاهش یابد.