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 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 из которых следующие:
- определенные напряжение и ток заряда аккумуляторной батареи;
- допустимый уровень пульсации выходного напряжения;
- необходимый метод заряда;
- термокомпенсация выходного напряжения.
Несоответствие этим требованиям может привести как к снижению срока службы и эксплуатационных характеристик АКБ, так и к опасным авариям. С режимами заряда АБ можно познакомиться в статье по ссылке.
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.
Повышение температуры очень опасно для аккумуляторов. Из зависимости, представленной на рисунке выше видно, что при повышении даже на несколько градусов срок службы снижается значительно. Эксплуатация при температурах свыше 50 °C недопустима — АКБ потеряет все свои эксплуатационные характеристики менее, чем за год.
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 — 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 внутри самого шкафа на 10-12 °C, что, соответственно, негативно сказывается на ресурсе АКБ. Для решения этой проблемы необходимо 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.
