![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Типы аккумуляторов
В настоящее время на предприятиях связи используются закрытые и герметичные аккумуляторы. Наиболее широкое распространение получили свинцовые аккумуляторы (никель - кадмиевые АБ применяются только в особых случаях при жестких требованиях по температуре). Это связано с высокими технико-экономическими показателями кислотных АБ – большой удельной энергоемкостью и малым значением стоимости на единицу количества электричества. К достоинствам свинцовых аккумуляторов относится также их высокая надежность и относительно низкие эксплуатационные затраты. Срок службы стационарных аккумуляторов может достигать 12...15 лет, стартерных – 4…5 лет. По конструктивным особенностям аккумуляторы делятся на две большие группы – закрытого типа и герметичные. Закрытые негерметичные аккумуляторы (ЗНА) выпускают в настоящее время ряд зарубежных фирм. Основными представителями рынка негерметичных аккумуляторов для электросвязи являются корпорация COSLIGHT в Китае (серия GF), Северо – америнканское предприятие Телеком (Nort American Telecom (серии OPzS, OPzL, Ogi, UPS, OpzS, Ogi), OLDHAM France (серии OPzS, LIC, UTC, NTC и др.) и т.д./1,2/. Все ЗНА можно условно разделить на два типа: конструкция с избыточным объёмом электролита и конструкция с возможностью долива воды. Корпус выполняется из прозрачной пластмассы. Герметичные аккумуляторы изготавливаются из непрозрачной пластмассы. На верхней крышке расположены выходные клеммы и регулирующий клапан. Часто регулирующий клапан скрыт декоративно-защитной панелью и обнаружить его трудно. Регулирующий клапан имеет принципиальное отличие от пробки ЗНА, хотя в некоторых моделях выглядит как заливная пробка. Он осуществляет одностороннее пропускание газов из бака аккумулятора наружу, снимает избыточное давление, но препятствует проникновению газообразных примесей внутрь бака. Герметичные аккумуляторы в зависимости от способа связи электролита делят на два типа: - аккумуляторы с микропористым сепаратором, который пропитывается сернокислотным электролитом. Капиллярная структура сепаратора предотвращает вытекание электролита. По такому принципу строятся аккумуляторы фирм OLDHAM France (АБ типа OPzS, TC, EG, ESPACE и др.), YUASA и CHLORIDE. - аккумуляторы с желеобразным силиконовымэлектролитомнетекучей, вязкой консистенции. Сепаратор в этом случае изготавливается аналогично “классическим” аккумуляторам. По такому принципу строятся аккумуляторы VARTA и HAGEN. Во время эксплуатации закрытых и герметичных аккумуляторов должны обязательно соблюдаться следующие условия: 1. Содержание в режиме “плавающего заряда”, то есть превышение напряжения выпрямителя содержания над ЭДС АБ при любых изменениях этой ЭДС должно быть равно 0,14 В/элемент. Последнее равно напряжению поляризации кислотного аккумулятора. Величина ЭДС ЗНА и герметичных аккумуляторов различна. У герметичных она выше за счет более высокой концентрации электролита. Поэтому напряжение “плавающего” заряда в нормальных условиях равно ЭДС + напряжение поляризации = 2.14+ 0.14 = 2.28 В/элемент. Динамика заряда приведена на рисунке, где обозначено: 1 – кривая напряжения, 2 – кривая тока (величина тока принята условно). Рисунок 13.1 Динамика заряда аккумуляторов 2 Нестабильность напряжения “плавающего заряда” должна быть не более 1%, поскольку рекомбинация газа наиболее эффективна при малом газовыделении. При большом газовыделении избыток не рекомбинированного газа сбрасывается через клапан, что отрицательно сказывается на долговечности АБ. 3 Требуется температурная компенсация напряжения “плавающего заряда”. Понижение напряжения “плавающего заряда”, как и понижение температуры, ведут к саморазряду и уменьшению гарантированного времени разряда до конечного напряжения. На рисунке приведена типичная зависимость напряжения “плавающего заряда” от температуры, поддерживаемая выпрямителем содержания. Рисунок 13.2 Зависимость напряжения “плавающего заряда”от температуры 4 Конечное напряжение разряда закрытых аккумуляторов может быть ниже, чем у открытых, благодаря лучшей диффузии активных веществ. Кроме того, эти аккумуляторы допускают разряд при низких температурах, хотя отдают при этом меньшую ёмкость. Конечное напряжение в зависимости от температуры Рисунок 13.3 График изменения напряжения в зависимости от температуры Несоблюдение перечисленных условий приводит к значительному сокращению срока службы АБ. Так, например, повышение температуры на 100С сокращает срок службы герметичных АБ в два раза, если номинальные параметры рассчитаны на температуру +200С. На закрытые батареи температура оказывает меньшее влияние, но оно тоже существенно.
13.2 Электрические характеристики аккумуляторов 1 Емкость аккумулятора – это количество электричества, которое можно получить от аккумулятора в определенных условиях разряда. Номинальная емкость аккумулятора, приведенная к условному 10-часовому режиму разряда при температуре среды 20оС, зависит от ряда факторов: тока разряда Iр, времени разряда tр и соответствующего ему коэффициента отдачи по емкости hQ, температуры окружающей среды tср :
где hQ находится в пределах от 0,51…1,0 ( см. далее таблицу 1 ). В таблице указаны значения коэффициента отдачи по емкости hQ, также коэффициенты кратности тока hi, определяющие превышение разрядного тока приведенной величины в 10-часовом режиме разряда (hi = Iр / Iр10).
2 Номинальное напряжение аккумулятора – это напряжение на выводах полностью заряженного аккумулятора в течение первого часа разряда током 10 – часового режима разряда при температуре электролита 20°С (UЭЛ..НОМ = 2 В). 3 Напряжение в конце разряда равно UЭЛ.КР = (1,75…1,8) В. При разряде аккумулятора токами, превышающими ток 10 – часового режима разряда, напряжение в процессе разряда будет понижаться быстрее, чем в 10 – часовом режиме и достигнет уровня 1,8 В, когда с аккумулятора еще не снята номинальная емкость. В таких случаях, показателем окончания разряда является величина напряжения на одном элементе. 4 Величина напряжения для заряда должна быть больше ЭДС (E), так как зарядному току приходится преодолевать внутреннее сопротивление аккумулятора (напряжение поляризации, равное IЗ×RВН): UЗАР=E+IЗ×RВН= (2,14+0,14)В. 5 Внутреннее сопротивление аккумулятора RВН складывается из сопротивления аккумуляторных пластин, сепаратора и электролита. Внутреннее сопротивление увеличивается по мере разряда в силу уменьшения плотности электролита, а также в связи с образованием сульфата свинца. Омическое сопротивление одного, полностью заряженного, элемента составляет примерно 0,0036 Ом, а в состоянии полного разряда – 0,007 Ом. 6 Плотность электролита заряженного аккумулятора составляет (1,25…1,3) г/см3 , в состоянии разряда – 1,05 г/см3.
Контрольные вопросы 1 Каковы электрические характеристики аккумуляторов? 2 Перечислите современные типы аккумуляторов. 3 Как работает герметичные аккумуляторы с рекомбинацией газа? 4 Объясните конструкцию герметичных аккумуляторов. 5 Как делятся аккумуляторы в зависимости от состава электролита? 6 Что служит электролитом в кислотных аккумуляторах? 7 От чего не зависит электродвижущая сила простейшего аккумулятора? 8 Что выделяется при разряде кислотного аккумулятора на обоих электродах? 9 От чего зависит ЭДС кислотного аккумулятора?
|