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 @25oC | 2.25~2.30В/эл @25oC |
| Коэф. темпер. компенсации | -3мВ/oC/эл @ 25oC | |
| Выравнивающий заряд | 2.35В/эл@25oC | 2.35~2.40В/эл@25oC |
| Максимальные токи заряда | 0.25C10 A для 6В и 12В; 0.2C10 А для 2В | |
| Токи выравнивающего и буферного подзаряда | 0.005C10 ~ 0.01C10А | |
| Выравнивающий заряд | a. Буферный заряд каждые 3 месяца | b. При разряде более 20% емкости |
Примечание:
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 10oC.
Высокая температура сокращает срок службы аккумулятора. Например, расчетный срок службы батареи составляет 10 лет при 25oC; если же аккумулятор работает при 35oC в течение длительного времени, срок службы составит 5 лет. Ниже приведена формула:
L25 = LT х 2(T-25)/10
Примечание:
Т – температура окружающей среды
LT – расчетный срок службы при температуре Т (град)
L25 – расчетный срок службы при температуре 25оС (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
Условия хранения:
- Рекомендуемая температура хранения 15~30oC;
- 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 20oC 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 30oC)
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»
Примечание:
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 0,1C10 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 20оC) = (Ta/Ts) x 100
Ta = фактическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения (1,80 В / элемент).
Ts = теоретическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения. (тест номинальной ёмкости при Ts= 10ч)
11. Переподключите аккумуляторную систему, как она изначально была подключена, и сразу же зарядите.
Примечание:
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)
4.6 Обслуживание
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
Причины потери воды:
1. Перезаряд
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 + 2H2O --> PbO2 + 4H+ + 4e
4. Поглощение воды вследствие саморазряда
Pb + H2SO4 --> PbSO4 + H2
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 + 2H2O --> PbO2 + 4H+ + 4e
2.3 Сульфатация отрицательной пластины
При недозаряде АКБ в течение длительного времени, будет образовываться все больше и больше сульфата свинца PbSO4. Это приводит к образованию крупных частиц PbSO4 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;
Глубокий разряд;
Малый ток заряда;
2.6 Коррозия терминалов
Причины:
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.
Смотрите далее:
Классификация свинцово-кислотных аккумуляторов
Примеры установленных систем бесперебойного питания в разных регионах мира
Sign up to our newsletter
Receive our latest updates about our products & promotions