Рис. 12.7. Аккумулятор в деревянном сосуде:
1 — стекло подпорное; 2 — палочка; 3 — сепаратор; 4 — сосуд; 5 — полоса; 6 — пластина «+»; 7 — пластина «-»
Повышение температуры электролита также приводит к возрастанию емкости, что объясняется снижением вязкости и усилением диффузии электролита в поры пластин. Но с повышением температуры увеличиваются саморазряд аккумулятора и сульфа-тация пластин.
Опытным путем установлено, что для стационарных аккумуляторов типа С (СК) оптимальным является удельный вес электролита в начале разряда 1,2... 1,21 г/см3 при температуре 25 °С. Температура воздуха в помещении, где установлена аккумуляторная батарея, должна поддерживаться в пределах 15...25°С.
Факторами, ограничивающими разряд, являются конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах. При 3... 10-часовом разряде снижение напряжения допускается до 1,8 В, а при 1... 2-часовом — 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды во всех режимах вызывают повреждения аккумуляторов. Слишком длительные разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент. При разряде контролируют напряжение аккумуляторов и плотность электролита в них. Уменьшение плотности на 0,03... 0,05 г/см3 свидетельствует о том, что емкость исчерпана.
Ненормальная сульфатация пластин. В режиме разряда аккумулятора на его пластинах образуется свинцовый сульфат. При благоприятном режиме работы аккумулятора сульфат имеет тонкое кристаллическое строение и легко растворяется в электролите при заряде аккумулятора, переходя в окись свинца на положительных пластинах и в губчатый свинец — на отрицательных.
Ненормальная сульфатация пластин с образованием крупных, не полностью растворяющихся во время разряда кристаллов сульфата, возникает, как отмечалось ранее, при работе аккумулятора с чрезмерно высокой плотностью электролита и высокой температуре; систематических глубоких разрядах и недостаточных зарядах; зарядах большими токами; длительном разряженном состоянии батареи. В этих условиях сравнительно быстро растет количество кристаллов сульфата, которые закрывают собой поры активной массы пластин, препятствуя доступу электролита. При этом увеличивается внутреннее сопротивление аккумулятора, поэтому емкость аккумулятора снижается. При ненормальной сульфатации на пластинах образуются беловатые пятна, в сосуде выпадает светло-серый шлам, коробятся положительные и выпучиваются отрицательные пластины.
Чтобы устранить начальную стадию сульфатации пластин, батарею аккумуляторов заряжают малыми токами, а процесс заряда удлиняют. В случае глубокой сульфатации аккумуляторы подвергают десульфатационному заряду.
Саморазряд аккумулятора. Саморазряд означает полную потерю химической энергии вследствие паразитных химических и электротехнических реакций в его пластинах. Саморазряд происходит как в работающих, так и в отключенных от сети аккумуляторах. При нормальном саморазряде новая батарея теряет в течение суток не менее 0,3 % своей емкости. Со временем саморазряд возрастает. Повышенная температура и плотность электролита, присутствие в нем примесей (железо, хлор, медь и другие элементы) повышают саморазряд аккумулятора. Поэтому применяемые для составления электролита кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.
Обслуживание аккумуляторных батарей. Надежность работы аккумуляторных батарей зависит от состояния помещений, в которых батареи размещаются, и от правильной их эксплуатации.
При осмотрах аккумуляторных батарей проверяют:
целость сосудов и уровень электролита в них, правильность положения стекол, отсутствие течи, чистоту сосудов, стеллажей, стен и полов;
отсутствие у пластин отстающих элементов (обычно сосуд с отстающими элементами имеет пониженную плотность электролита и более слабое по сравнению с соседними сосудами газовыделение).
Причиной отставания чаще всего являются КЗ между пластинами, которые приводят к образованию шлама, выпадению активной массы и короблению пластин;
уровень электролита (пластины в элементах всегда должны быть в электролите, уровень которого поддерживают на 10... 15 мм выше верхнего края пластин). При понижении уровня электролита доливают дистиллированную воду, если плотность электролита выше 1,2 г/см3, или раствор серной кислоты с плотностью 1,18 г/см3, если плотность электролита ниже 1,2 г/см3;
отсутствие сульфатации (белого налета), коробления и слипания соседних пластин — не реже одного раза в 2... 3 мес. Основными признаками замыкания пластин являются понижение напряжения и плотности электролита в сосуде по сравнению с соседними (при металлическом КЗ пластины нагреваются, а температура электролита повышается);
отсутствие коррозии контактов;
уровень и характер шлама в стеклянных сосудах (расстояние между нижним краем пластины и шламом должно быть не менее 10 мм, а шлам необходимо своевременно удалять во избежание закорачивания пластин);
исправность элементного коммутатора (при его наличии), наличие замыкания между соседними контактами и целость сопротивления, встроенного в ползунок;
исправность зарядных и подзарядных агрегатов;
исправность вентиляции и отопления (в зимнее время);
температуру электролита (по контрольным элементам).
Периодически не реже одного раза в месяц проверяют напряжение и плотность электролита каждого элемента. Систематически при осмотрах контролируют состояние изоляции.
Наличие примесей в электролите может привести к разрушению пластин, а срок службы и емкость батареи находятся в прямой зависимости от качества электролита.
Наиболее вредными примесями являются железо, хлор, аммиак и марганец. Чтобы предупредить попадание примесей в электролит, серную кислоту и дистиллированную воду проверяют в химической лаборатории. Не реже одного раза в год анализируют электролит 1/3 всех элементов работающей аккумуляторной батареи.
Емкость аккумуляторной батареи проверяют один раз в один-два года.
Для этого заряженную батарею разряжают на заранее выделенную нагрузку до напряжения 1,7...1,8Вив зависимости от тока и времени разряда определяют емкость.
При проверках (не реже одного раза в месяц) пользуются следующими приборами:
при измерении сопротивления изоляции — вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 50 кОм;
при измерении напряжения отдельных аккумуляторов — переносным вольтметром со шкалой 0...3 В;
при измерении плотности и температуры электролита — денсиметром (ареометром) с пределами измерения 1,1... 1,4 г/м3 и ценой деления 0,005 г/м3 и термометром с пределами измерений О...5О°С.
Текущий ремонт аккумуляторных батарей выполняют ежегодно, а капитальный — не реже одного раза в 12... 15 лет. В ряде энергосистем (например, в Мосэнерго и др.) один раз в 2 года выполняют средний ремонт, во время которого устраняют выявленные недостатки и нарушения; заменяют пластины и сепараторы, прокладки между изоляторами и сосудами; проверяют состояние паек, выполняют смазку и подтягивание креплений контактов, выполняют чистку внешних поверхностей банок и стеллажей, протирают токоведущие части и изоляторы и др.