Промышленная аккумуляторная батарея 14 А510/55 А SONNENSCHEIN для метрополитена, обслуживание и характеристики

Данная статья описывает устройство, принципы работы и использования аккумуляторной батареи Sonnenschein®14-A510/55A в сборе, правила технического обслуживания (1.4.7. Требования к стационарному зарядному устройству, в депо) в процессе эксплуатации, транспортирования и хранения.

Предназначено для машинистов электропоездов метрополитена моделей 81-760/761, 81-722/723, 81-717.2К/714.2К, 81-765/766/767 и их модификаций, производства ОАО «Метровагонмаш», а также для работников депо, производящих техническое обслуживание и ремонт электрооборудования.

Аккумуляторная батарея состоит из двух параллельных линеек по семь последовательно соединенных блоков 14-А510/55А. Благодаря такому соединению аккумуляторная батарея имеет номинальное напряжение 70 Вольт и номинальную емкость 110 А*ч.

Назначение

Технические характеристики АБ

Номинальная емкость аккумуляторной батареи при температуре окружающей среды 20оС и конечном напряжении разряда 1,75В/элемент С20, Ач	110
Номинальное напряжение элемента аккумуляторной батареи, В	2
Число элементов в блоке, шт.	5
Номинальное напряжение блока аккумуляторов, В	10
Число блоков аккумуляторов в АБ, шт.	14
Номинальное напряжение АБ, В	70
Напряжение заряженной АБ без нагрузки, В	73-77
Напряжение АБ под нагрузкой (блока аккумуляторов) при снятии емкости 80%, В	64,8 (9,25)
Напряжение заряда АБ (блока аккумуляторов) при температуре окружающей среды 20оС, В на вагонах моделей 81-760/761, 81- 722/723, 81-717.2К/714.2К	82,25 (11,75)
Напряжение заряда АБ (блока аккумуляторов) при температуре окружающей среды 20оС, В на вагонах модели 81-765/766/767	83,3 (11,9)
Конечное напряжение АБ (блока аккумуляторов) при разряде под нагрузкой, В	56 (8,0)
Ток разряда при температуре окружающей среды 20оС до конечного напряжения разряда 56В, А:
- часовой	71
- 3-х часовой	28,6
- 5-ти часовой	18,6
- 10-ти часовой	10,2
Максимальный ток заряда (ограничение) аккумуляторной батареи, А для Приложение 1/Приложение 2	25/40
Диапазон рабочих температур при эксплуатации, С	- 40 /+ 50
Диапазон изменения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи (от плюс 50 до минус 40 оС), В на вагонах моделей 81-760/761, 81- 722/723, 81-717.2К/714.2К	78,0-87,0
Диапазон изменения напряжения подзаряда аккумуляторной батареи (от плюс 50 до минус 40оС), В на вагонах модели 81-765/766/767	78,3-85,75
Группа механического исполнения по ГОСТ 17516.1-90	М25
Размеры блока аккумуляторов (ДхШхВ), мм	261х135х230
Вес одного блока аккумуляторов, кг	15,5
Вес аккумуляторной батареи (без ящика), кг	217
Срок службы до списания при соблюдении требований руководства по эксплуатации, лет/ циклов (в зависимости от того, какое событие наступит раньше)	6-7/600

Низкие температуры окружающей среды не влияют на срок службы АБ, однако при температуре -40 оС отдаваемая емкость уменьшается до 24% по сравнению с отдаваемой емкостью при температуре окружающей среды +20 оС.

При использовании АБ по назначению следует избегать эксплуатации при температурах окружающей среды свыше +50С.

Состав

В состав аккумуляторной батареи входят: аккумуляторный ящик, состоящий из 14 аккумуляторов 14-А510/55А, борны , 12 соединителей, температурный датчик, пластмассовые крышки полюса для закрытия клеммов соединителя, клеммы соединителя, запараллельные соединители, комплект автоматов и табличка на аккумуляторном ящике, на которой нанесены наименование предприятия-изготовителя, обозначения типа батареи, заводской номер, номинальное напряжение, емкость, масса, степень защиты.

Работа АБ на электропоезде метрополитена

Аккумуляторная батарея на электропоезде метрополитена обеспечивает питание цепей управления и оборудования электропоезда с номинальным напряжением питания 70В в трех режимах в качестве:

• автономного источника, который используется при подготовке электропоезда к работе. АБ служит источником энергии для проверки всех низковольтных цепей и устройств перед выдачей электропоезда на линию.
• резервного источника, который используется при работе источника питания бортовой сети электропоезда. Производится постоянный подзаряд АБ от канала подзаряда источника питания бортовой сети с компенсацией напряжения подзаряда в зависимости от температуры окружающей среды. В этом режиме АБ находится без ограничений по времени при условии соблюдения напряжения подзаряда.
• аварийного источника, который используется при внезапном отказе источника питания бортовой сети электропоезда и служит основным источником питания, обеспечивающим работу системы управления, систем безопасности и служебного освещения электропоезда.

Для обеспечения более длительной работы АБ в режиме аварийного источника от нее должны быть отключены все нагрузки, не связанные с работой электрической схемы электропоезда и безопасностью движения.

Требования к каналу подзаряда источника питания бортовой сети

Заряд АБ от источника питания бортовой сети осуществляется методом «I-U». В первоначальный момент заряд разряженной батареи должен производиться постоянным током с его ограничением 25А вагонах моделей 81-760/761, 81-717.2К/714.2К, 81- 722/723и 40А на вагонах модели 81-765/766/767. Батарея не имеет ограничений по времени нахождения в режиме подзаряда.

Система должна бесступенчато (плавно) поддерживать напряжение подзаряда в пределах от 77,4 В (при температуре окружающей среды от +50о С до +60 оС) до 87,0В (при температуре от -15 оС до -40 оС на вагонах моделей 81-760/761, 81- 722/723, 81-717.2К/714.2К, а на вагонах модели 81-765/766/767 система управления источника питания бортовой сети должна поддерживать напряжение подзаряда в пределах от 78,3В (при температуре окружающей среды от +50 оС) до 85,75В.

Требования к стационарному зарядному устройству

При разряде АБ до напряжения 60В должен быть произведен подзаряд. Он может осуществляться от стационарного зарядного устройства двумя методами:

• метод «I-U» - ток заряда аккумуляторной батареи должен выставляться на уровне 0,1 – 0,3 С10 (11-33Ампер) для батареи, емкостью 110 Ач. При достижении напряжения на уровне 2,35В на один двух вольтовый элемент (11,75В для одного блока с номинальным напряжением 10В), зарядное устройство должно поддерживать постоянное напряжение подзаряда. Время подзаряда зависит от степени разряда батареи и может составлять для полностью разряженной батареи с напряжением 1,7В до 10-12 часов.
• метод «I=const» допускается с обязательным контролем напряжения на АБ. При достижении напряжения на одном элементе 2,35В (11,75В для одного блока с номинальным напряжением 10В) батарею необходимо отключить от зарядного устройства, чтобы не допустить высушивания геля в аккумуляторах батареи. При этом методе подзаряда значение тока заряда должно устанавливаться на уровне 0,05- 0,1С10. Для батареи 14-А510/55А(70В, 110 Ач) значение зарядного тока должно устанавливаться на уровне 5,5-11А.

При заряде температура АБ увеличивается в среднем на 10 оС. Поэтому заряд следует начинать только в случае, если температура окружающей среды ниже +40 оС. Нижнее значение температуры окружающей среды при начале заряда должно быть не ниже +10 оС.

Корректирующий фактор (понижающий или повышающий напряжение заряда) по температуре окружающей среды составляет 0,005В/ оС на 1 элемент АБ или 0,24В/ оС на АБ.

Аккумуляторные блоки серии А510/55А являются аккумуляторами с чрезвычайно малым газообразованием. В процессе заряда в результате рекомбинации 99% газов (водорода и кислорода) преобразуются обратно в воду и остаются внутри аккумулятора, поэтому для заряда аккумуляторов данного типа не требуется отдельное зарядное помещение.

Устройство блока аккумулятора А510/55А

Герметизированный блок аккумуляторов А510/55А имеет пять свинцово-кислотных аккумуляторов с намазными пластинами номинальным напряжением 2В. Каждый блок аккумуляторов состоит из: корпуса, выполненного из ударопрочного пластика с установленными аккумуляторами, соединенными перемычками и заполненного гелем, пяти клапанов, крышки блока из ударопрочного пластика, двух клемм, которые выполнены в виде усеченного конуса.

Средства измерения, инструмент, принадлежность

Для обеспечения правильного технического обслуживания и текущих ремонтов, необходимы определенные средства измерения и инструмент:

• Вольтметр постоянного тока, класс точности не ниже 0,5, шкала 0-150В
• Амперметр постоянного тока, класс точности не ниже 0,5, шкала 0-100А
• Мегаомметр на 500В
• Термометр метеорологический, шкала 0-50оС, точность 1оС
• Ключи торцевые динамометрические S13, S17
• Безворсовая ветошь
• Смазка
• При затяжке гаек необходимо применять торцевой ключ с изолированной рукояткой

Использование по назначению

Эксплуатационные ограничения

При использовании АБ запрещается:

• заливать внутрь блоков аккумуляторов воду
• вскрывать клапаны, потому что он повредится при открытии
• разряд батареи ниже 60В, это может привести к преждевременному выходу АБ из строя
• использование поврежденных блоков
• эксплуатация АБ при сопротивлении изоляции любого из выводов относительно заземленных частей электропоезда ниже 1Мом
• использование блоков для запуска двигателей внутреннего сгорания

Правила безопасности

Для правильного и безопасного использования АБ нужно следовать следующим правилам безопасности:

• при монтаже АБ использовать только изолированный инструмент и средства индивидуальной защиты такие как: резиновые перчатки, защитные очки, спецодежда
• при монтаже АБ необходимо снять с рук металлические браслеты, часы и другие токопроводящие предметы.
• провода цепей электропоезда должны быть смонтированы с клеммами АБ до установки клемм на борны.
• При монтаже АБ на электропоезде категорически запрещается пользоваться открытым огнем.

Использование АБ на электропоезде

Для контроля АБ достаточно отключить рубильником (разъединителем, переключателем и т.п.) батарею от нагрузки и проверить по показанию вольтметра источника питания бортовой сети напряжение холостого хода АБ. Напряжение АБ полностью заряженной батареи должно быть выше 73В. Если же напряжение холостого хода АБ ниже 73В, то батарею необходимо зарядить от источника питания бортовой сети электропоезда. Но при разряде АБ при работе в режиме 3 (аварийного источника) необходимо контролировать напряжение батареи по вольтметру источника питания бортовой сети. Если в этом режиме напряжение АБ снизится до 56В, то необходимо принять меры по прекращению поездки и доставки электропоезда в депо для заряда батареи от стационарного зарядного устройства.

Техническое обслуживание

Общие указания

При техническом обслуживании существуют такие правила как:

• блоки аккумуляторов АБ не подлежат ремонту и при истечении срока службы или обнаружения неисправностей, несовместимых с дельнейшей эксплуатацией блоков аккумуляторов, они должны быть заменены
• Виды технических обслуживаний АБ должны соответствовать видам технических обслуживаний и ремонтов электропоездов метрополитена модели 81-760/761, 81-722/723, 81- 717.2К/714.2К, 81-765/766/767 и их модификаций
• техническое обслуживание АБ должно проводится в те же сроки, что и ремонт электропоездов метрополитена модели 81-760/761, 81-722/723, 81- 717.2К/714.2К, 81-765/766/767 и их модификаций
• запрещается залив воды внутрь блоков аккумуляторов в течение всего срока службы АБ, вскрывать клапаны повышенного давления блоков аккумуляторов на протяжения всего срока службы, потому что это приведет к его повреждению. Блоки аккумуляторов должны переноситься только в вертикальном положении.

Техническое обслуживание выполняется только при отсутствии высокого напряжения (напряжение холостого хода АБ должно быть выше 70В).

Хранение АБ

Блоки аккумуляторов должны храниться в вертикальном положении на поддонах, в сухом, хорошо проветриваемом и отапливаемом помещении с исключением больших колебаний температур и влажности. При хранении блоков при больших колебаниях температуры может появиться конденсат. Он не повлияет на работу аккумуляторов, но вызовет коррозию борнов или повышение саморазряда. Рекомендуется исключить воздействие прямого солнечного излучения на блоки, чтобы они не перегрелись.

Стоит беречь блоки от грязи и от падения на блоки посторонних предметов или падение самих аккумуляторов, так как это приведет к увеличению саморазряда и может вызвать короткое замыкание. Максимальный срок хранения без подзаряда полностью заряженных блоков составляет 2 года при температуре хранения около 20 оС. Если блоки хранятся в течение длительного времени, то рекомендуется проверять напряжение холостого хода на борнах блоков аккумуляторов: при 20 оС - после первых 12 месяцев, далее – через каждые 3, при 30 оС – после первых 6 месяцев, далее – через 2 месяца.

Транспортирование

Для транспортировки АБ любым видом транспорта в закрытых кузовах или контейнерах без ограничений по расстоянию при температурах окружающей среды от -50 оС до +40 оС должна иметь транспортную упаковку. Блоки аккумуляторов транспортируются на стандартных паллетах по 54 блока на одной паллете, плотно уставленных друг с другом в вертикальном положении и с закрытыми борнами с помощью защитных пластмассовых колпачков.

Утилизация

Блоки аккумуляторов изготовлены из экологически чистых материалов, поэтому подлежат переработке. Утилизация производится уполномоченным поставщиком организациями и не допускается с общепромышленными отходами, так как электролит, которым заполнены блоки, ядовит.

---

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

• Стенд для регулировки топливных насосов высокого давления
• Как обслуживать аккумулятор
• Программное обеспечение Control Energy для комплексов обслуживания АКБ
• Принцип работы устройств тестирования и формовки АКБ
• Где купить стенд для разборки и сборки двигателей?