Назначение и принцип работы аб

Аккумуляторные батареи, установленные на локомотивах, предназначены для питания энергией генераторов при пуске дизеля, цепей управления, защиты, освещения и автоматической локомотивной сигнализации при отсутствии основного питающего напряжения.

После включения в работу устройств, обеспечивающих основное электропитание, осуществляется заряд аккумуляторной батареи.

Аккумуляторами называют химические источники электрической энергии, основанные на использовании обратимых химических реакций, которые способны накапливать (аккумулировать) в себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее во внешнюю цепь.

Аккумуляторная батарея составляется из последовательно соединенных элементов, работа которых основана на способности электрической энергии преобразовываться в химическую и, наоборот, химическую — в электрическую. Параллельное и смешанное соединение аккумуляторов применяют весьма редко из-за невозможности обеспечить равномерное распределение тока между ветвями. На локомотивах применяют свинцовые (кислотные) аккумуляторы, отличающиеся друг от друга материалом пластин и составом электролита.

Электролитом в кислотных аккумуляторах является 25—34%-ный водный раствор серной кислоты, в щелочных -20%-ный раствор едкого кали с примесью моногидрата лития (20-30 г/л), которая увеличивает срок службы аккумулятора.

Характеристики аккумуляторов и условия их работы

Полностью заряженный кислотный аккумулятор имеет электродвижущую силу около 2,2 В. Приблизительно такое же напряжение

на зажимах аккумулятора, в связи с весьма небольшим его внутренним сопротивлением.

При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает до 2 В, а затем медленно понижается до 1,8 В. При этом напряжении разряд прекращают во избежание повреждения аккумулятора.

При разряде кислотного аккумулятора концентрация серной кислоты понижается, т.е. удельный вес электролита уменьшается.

В щелочном аккумуляторе между электродами возникает разность

потенциалов около 1,5 В, обеспечивающая протекание тока во внешней цепи и внутри аккумулятора. Полностью заряженный аккумулятор имеет ЭДС, около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше этой величины, а при заряде значительно больше. При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает до 1,3 В, а затем медленно уменьшается до 1,1 В. При этом

напряжении разряд следует прекращать.

Основным показателем характеристики аккумулятора является емкость. Емкостью называется количество электричества в ампер-часах, которое может дать полностью заряженный аккумулятор при разряде его до предельно-допустимого напряжения. За номинальное значение емкости в кислотных аккумуляторных батареях принимают емкость при 5-ч режиме, т.е. при разряде аккумулятора таким током, при котором он разряжается до напряжения1,8 В в течение 5 ч. В щелочных аккумуляторных батареях номинальным значением емкости считают емкость при 8-ч или 10-ч разрядном режиме.

Щелочные аккумуляторные батареи имеют ряд преимуществ перед кислотными. Они обладают большой механической прочностью, малочувствительны к толчкам и сотрясениям, имеют меньший вес и требуют меньшего ухода. Благодаря большому внутреннему сопротивлению эти аккумуляторы менее чувствительны к коротким замыканиям и имеют малый саморазряд.

Недостатком щелочных аккумуляторных батарей является меньшее, чем у кислотных, напряжение, а также меньший коэффициент отдачи и КПД. На локомотивах, выпускаемых в настоящее время, устанавливают только щелочные аккумуляторы.

Срок службы аккумуляторной батареи определяется условием сохранения необходимой емкости. Аккумуляторные батареи на локомотиве эксплуатируются при разных температурных условиях, подвергаются воздействию грязи, пыли, влаги, а также тряске, вибрациии толчкам. Эти условия без надлежащего ухода за батареями приводят к сокращению срока их службы. Работа аккумуляторов при температуре выше 45°С приводит к размягчению активной массы пластин и, ослабляя ее связь с решеткой, способствуют разрушению.

Глубоко разряженная батарея подвергается опасности замерзания при

низкой температуре.