Инструкция по эксплуатации стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в составе эпу на объектах всс россии

7.2. Монтаж и сборку аккумуляторов в батарею проводят в соответствии с инструкцией изготовителя и проектной документацией для данного объекта. Чтобы исключить повреждения батареи при послемонтажных строительных работах, к монтажу следует приступать только после того, когда будет полностью подготовлено аккумуляторное помещение или полностью смонтирован и установлен батарейный шкаф (отсек). При монтаже стеллажей и шкафов (отсеков) под размещение аккумуляторов должны быть приняты меры по обеспечению требуемого сопротивления изоляции батареи на протяжении всего срока ее службы установкой требуемых изоляторов, изолирующих поддонов и т.д. (аккумуляторы должны быть изолированы от стеллажей или полок, а стеллажи - от пола посредством изолирующих подкладок, стойких против воздействия электролита и его паров). Стеллажи для аккумуляторных батарей напряжением не выше 48 В могут устанавливаться без изолирующих подкладок.

7.3. Аккумуляторы размещают на стеллажах (в отсеках) с зазором, указанным в инструкции изготовителя и, как правило, определяемым длиной межэлементных соединителей. Нивелировку монтируемого ряда элементов необходимо начинать с середины ряда, чтобы была возможность сгладить набегающие допуски в обе стороны.

7.4. Соединение аккумуляторов в батарею осуществляют с помощью межэлементных соединителей, входящих в комплект поставки. Максимальное сечение и количество концевых кабелей (шин) для подключения батареи к электропитающей установке не должны превышать значений, указанных производителем аккумуляторов, чтобы не превысить допустимую механическую нагрузку на выводы аккумуляторов. Для аккумуляторов с резьбовым соединением подтяжку болтов следует производить с усилием, не превышающем указанного в инструкции производителя. Такие соединения для герметизированных аккумуляторов, как правило, в смазке не нуждаются. Однако, если эти аккумуляторы размещаются в аккумуляторном помещении вместе с аккумуляторами открытого типа, места соединения должны быть смазаны вазелином и периодически (не реже раза в год) контролироваться.

7.5. Соединение аккумуляторов под сварку осуществляют пламенем газовой горелки в атмосфере водорода. Для предохранения крышек элементов от капель расплавленного свинца и от пламени газовой горелки необходимо использовать двойные асбестовые прокладки под выводы элементов. Сварка должна производиться только сварочным свинцом, который, как правило, должен входить в комплект поставки. Использование при сварке флюсов не допускается. После установки перемычки на вывод элемента с соблюдением соосности отверстия и вывода пламенем газовой горелки оплавляют вывод и перемычку, а затем сварочным свинцом заполняют отверстие в перемычке до верхней кромки. После остывания места сварки снимают термоизолирующую прокладку и очищают его щеткой из мягкой латунной проволоки.

7.6. Элементы (моноблоки) батареи должны быть пронумерованы с помощью этикеток, входящих в комплект поставки батареи, или нанесением цифр на лицевую поверхность баков аккумуляторов кислотостойкой краской. Первым номером должен обозначаться аккумулятор, подключаемый к отрицательному выводу батареи.

7.7. После монтажа батареи сухозаряженных аккумуляторов осуществляют заливку элементов электролитом с плотностью, требуемой для данного типа аккумуляторов. Непосредственно перед заливкой измеряют температуру электролита. Запрещается заливка электролита с температурой ниже 5°С или выше 35°С. После снятия транспортировочных пробок электролит заливается в элементы до уровня на 5 - 10 мм ниже маркировочной метки максимального уровня. Через 30 мин после заливки электролита необходимо проверить его температуру в каждом аккумуляторе, а через час - плотность электролита и зафиксировать измеренные значения в аккумуляторном журнале, поскольку по этим величинам можно определить величину потерянной емкости аккумуляторов и принять решение о требуемом режиме заряда батареи при ее вводе в эксплуатацию. Время простоя аккумуляторов между заливкой электролита и началом заряда должно находиться в пределах 2-15 часов.
8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ

ОТКРЫТЫХ ТИПОВ
8.1. От качества электролита, использованного при заливке вводимой в действие аккумуляторной батареи, зависят ее основные характеристики, в первую очередь номинальная емкость, саморазряд (ток постоянного подзаряда), а также срок службы. Качество электролита определяется чистотой примененных исходных компонентов (кислоты и дистиллированной воды), правильным выбором материала сосудов для их транспортирования и хранения, а также для приготовления электролита.

8.2. Большинству аккумуляторов открытого типа, поставляемых европейскими фирмами, предписывается применение в качестве компонентов для приготовления электролита серной кислоты и дистиллированной воды, чистота которых должна соответствовать германскому стандарту DIN 43530, что не соответствует широко применяемой в отечественной практике кислоте по ГОСТ 667-73 по допустимому количеству отдельных примесей. Сравнение физико-химических показателей серной кислоты по DIN 43530 и по другому отечественному стандарту ГОСТ 4204-77 (кислота для химических анализов) показывает, что последнюю допустимо применять вместо кислоты по германскому стандарту. Поэтому при поставке сухозаряженных аккумуляторов без комплектного электролита возможно применение при приготовлении электролита кислоты по ГОСТ 4204-77 и вода по ГОСТ 6709-72. Возможно также применение кислоты особой чистоты по ГОСТ 14262-78.

8.3. Исключение составляют аккумуляторы OPzS производства фирмы SONNEN-SСНЕIN, для которых допустимо использование электролита, составленного из серной аккумуляторной кислоты высшего и первого сорта по ГОСТ 667-73 и дистиллированной воды по ГОСТ 6709-72.

8.4. Для аккумуляторов открытого типа отечественного производства (если не указано другого) электролит должен готовиться из серной кислоты высшего и первого сорта по ГОСТ 667-73 и воды по ГОСТ 6709-72.

Для большинства поставляемых импортных аккумуляторов открытого типа плотность заливаемого электролита должна составлять (1,24±0,005)г/см³ при температуре 20°С. Поэтому плотность электролита, измеренную при температуре, отличающейся от 20°С, необходимо приводить к плотности при 20°С по формуле
₂₀ = ₁ +  (t - 20°C),
где ₂₀ - плотность электролита при температуре 20°С, г/см³;

₁ - плотность электролита при температуре t, г/см³;

 - коэффициент изменения плотности электролита с изменением температуры на 1°С, г/см³/°С (для конкретного значения плотности - см. табл. 8.1; например, для плотности электролита 1,24 г/см³ -  = 0,00072 г/см³/°С);

t - температура электролита, °С.

Для оценки приемлемости измеренной плотности заданным требования можно воспользоваться также графиком (рис. 8.1).

Рис. 8.1 График для определения допустимости изменения плотности электролита при различных температурах.
Значения плотности электролита, ограниченные на рис. 8.1 областью А-Б-В-Г, являются допустимыми для полностью заряженной батареи при исходной плотности 1,24±0,005 г/см³ при 20°С. Линия Н-Н указывает минимальные значения плотности при полностью разряженной батарее (ориентировочное значение) для той же самой исходной плотности электролита при 20°С.

8.6. Перед приготовлением электролита для аккумуляторов следует убедиться в соответствии чистоты концентрированной кислоты и дистиллированной воды требованиям стандартов. Качество воды и кислоты должно удостоверяться заводским сертификатом или протоколом химического анализа, проведенного в соответствии с требованиями стандартов.

8.7. Приготовление большого количества электролита должно производиться в баках из эбонита или винипласта либо в деревянных баках, выложенных свинцом или пластиком.

8.8. В бак сначала заливают воду в количестве не более 3/4 его объема, а затем кислоту кружкой из кислотостойкого материала вместимостью до 2 л.

Заливку производят тонкой струей, постоянно перемешивая раствор мешалкой из кислотостойкого материала и контролируя его температуру, которая не должна превышать 60С.

8.9. Никогда нельзя лить дистиллированную воду в концентрированную серную кислоту, поскольку это приведет к взрывоподобному выплеску горячей серной кислоты.

8.10. Учитывая, что количество выделяемого тепла при растворении серной кислоты в большой степени зависит от разности ее начальной концентрации и конечной плотности электролита, целесообразно растворение концентрированной серной кислоты проводить в два приема:

• сначала концентрированную серную кислоту разбавляют до получения раствора удельной плотностью 1,400 г/см³;

• затем производят понижение плотности полученного раствора до требуемой плотности электролита, что уже не связано со значительным выделением тепла.

8.11. Необходимые объемы кислоты (V_к) и (V_в) для получения требуемого объема электролита (V_э) в литрах могут быть определены по уравнениям:

где _э и _к - плотности электролита и кислоты, г/см³;

m_э - массовая доля серной кислоты в электролите, %;

m_к - массовая доля концентрированной кислоты, %.

Содержание серной кислоты по весу в процентах в водных растворах разной плотности при 15°С приведены в табл. 8.1.

8.12. Например, для составления 1 л раствора кислоты плотностью 1,400 г/см³ при 15°С необходимое количество концентрированной кислоты плотностью 1,830 г/ см³ и воды будет:

Здесь (согласно данным табл. 8.1.):

m_э = 50 % для водного раствора серной кислоты удельной плотности 1,400 г/см³;

m_к.= 91,8 % для концентрированной серной кислоты плотностью 1,830 г/см³.

Соответственно, для приготовления 1 л электролита плотностью 1,24 г/см³ при температуре 15°С из раствора серной кислоты плотностью 1,400 г/см³ необходимо:

8.14. Батарея, залитая электролитом, оставляется на 2-4 ч для полной пропитки электродов. При этом должны быть выполнены мероприятия по п. 7.7 настоящей Инструкции. Время после заливки электролитом до начала заряда не должно превышать 15 ч во избежание сульфатации электродов.

9.1.1. После монтажа и не менее чем двухчасовой выдержки батареи после заливки элементов электролитом можно приступать к ее заряду для ввода в действие. Перед включением зарядных устройств следует проверить качество и полярность их соединения с батареей: положительный полюс зарядных устройств должен быть подключен к положительному полюсу батареи, а отрицательный - соответственно к отрицательному полюсу батареи. Метод и режим заряда батареи определяют, исходя из величины сохранившейся сухозаряженной емкости элементов.

9.1.2. Если по результатам замера плотности и температуры электролита в элементах батареи после заливки рост температуры электролита во всех элементах составил менее 5°С, а плотность электролита упала менее чем на 0,02 г/см³, остаточная емкость батареи составляет не менее 85% номинальной емкости. Заряд такой батареи производят одним из ниже описанных режимов:

9.1.2.1. Заряд при стабилизации напряжения постоянного подзаряда U_пзб по графику UI (рис. 9.1) производят при ограничении первоначального зарядного тока I_огр зарядных устройств на уровне не более 0,3С₁₀ (если в сопроводительной документации на данный тип элементов не указан меньший ток ограничения).

Величина напряжения постоянного подзаряда U_пзб батареи определяется как произведение величины напряжения подзаряда U_пз заданного производителем для данного типа аккумуляторов, на их число n в составе батареи. По мере заряда батареи, когда напряжение заряда достигнет значения U_пзб (момент времени t₁), зарядные устройства выйдут из режима ограничения тока. Ток заряда батареи начнет уменьшаться и в конце заряда достигнет величины, равной току содержания.

Рис. 9.1

Рис. 9.2
Длительность заряда таким режимом до полного восстановления емкости батареи - около суток. Данный режим заряда батареи является наиболее щадящим для аккумуляторов, поскольку исключает перезаряд батареи и не требует перестройки выходного напряжения зарядных устройств. Его также применяют при отсутствии у зарядных устройств автоматического переключения уставок повышенного напряжения заряда и напряжения постоянного подзаряда батареи.

9.1.2.2. Заряд при повышенном зарядном напряжении по графику I,U (рис. 9.2) позволяет значительно сократить время ввода батареи в действие, однако требует наличия у зарядных устройств автоматики переключения напряжения с повышенного значения при заряде на значение напряжения постоянного подзаряда.

Перед началом заряда батареи выходное напряжение зарядных устройств устанавливается на уровне (2,35n)В, где n - число элементов в батарее, а суммарный зарядный ток ограничивают на уровне (0,1 - 0,3) I_огр. По мере заряда батареи, когда напряжение заряда достигнет значения (2,35n)В, зарядные устройства выйдут из режима ограничения тока и зарядный ток начнет уменьшаться. Для полного заряда батареи повышенным напряжением достаточно 12 часов, после чего зарядные устройства должны быть переведены на уставку стабилизации напряжения постоянного подзаряда U_пзб.

Зарядный ток батареи при этом резко уменьшится, поскольку напряжение поляризации элементов может превышать величину подзарядного напряжения. По мере снижения поляризации элементов зарядный ток увеличивается до величины тока содержания для данной степени заряженности батареи.

9.1.3. Если по результатам замера плотности и температуры электролита в элементах батареи после заливки рост температуры электролита во всех элементах составил от 5°С до 15°С, а плотность электролита упала на величину от 0,02 г/см³ до 0,05 г/см³, остаточная емкость батареи составляет менее 85% номинальной емкости. Заряд такой батареи производят вышеописанными режимами, но при более длительном времени.

9.1.3.1. При заряде на напряжении постоянного подзаряда U_пзб (рис. 9.1) полный заряд батареи может продолжаться до двух недель. Поскольку выравнивание плотности электролита внутри элементов осуществляется только за счет диффузии, а измерение плотности электролита в ходе заряда производится у его поверхности, полученные данные по плотности не могут быть признаны достоверными для оценки степени заряженности батареи. Полное перемешивание электролита до выравнивания плотности может продолжаться до двух месяцев без ухудшения функциональных свойств батареи.

9.1.3.2. При заряде батареи повышенным зарядным напряжением (рис. 9.2) продолжительность заряда при повышенном напряжении возрастает до 24 - 48 часов.

9.1.4. Если по результатам замера плотности и температуры электролита в элементах батареи после заливки рост температуры электролита во всех или в отдельных элементах составил более 15°С, а снижение плотности электролита составило более 0,05 г/см³, элементы батареи потеряли значительную часть предварительно сухозаряженной емкости, что возможно при длительном их хранении в неблагоприятных условиях (сырость, высокие и резкоменяющиеся температуры при нарушении герметичности элементов) или является браком производства. Заряд такой батареи проводят одним из ниже перечисленных режимов.

9.1.4.1. Заряд по графику IU (рис. 9.2), но продолжительность заряда повышенным напряжением (2,35n)В увеличивается до 72 часов.

9.1.4.2. Заряд постоянным током по графику I (рис. 9.3). Первоначально заряд ведут при стабилизации (ограничении) тока зарядных устройств на уровне 0,1 - 0,15 С₁₀ до увеличения напряжения на батарее до величины (2,4n)В. По истечении 3-5 часов заряда таким режимом дальнейший заряд батареи ведут при стабилизации (ограничении) тока зарядных устройств на уровне 0,05С₁₀. При этом напряжение на элементах батареи достигает значений, превышающих 2,65 В/эл. Заряд при напряжении на элементах, превышающем 2,4 В/эл, проводят при обязательном включении приточно-вытяжной вентиляции.

9.2.1. Батареи, поставленные в заряженном и залитом электролитом состоянии, вводят в действие путем заряда при напряжении зарядных устройств U_пзб, равном заданному изготовителем напряжению длительного подзаряда. Время такого заряда ограничивается одними сутками (см. п. 9.1.2.1.) при ограничении первоначального зарядного тока величиной не более 0,1С₁₀. По окончании заряда (примерно через 24 часа) контролируют плотность и уровень электролита в элементах батареи и, в случае необходимости, производят доливку электролита в элементы до отметки максимального уровня «мах».

Рис. 9.3
9.2.2. Если залитая электролитом батарея перед вводом в эксплуатацию хранилась на складе до 6 недель (а при температуре хранения 35°С - до 4-х недель), ее заряд производят повышенным зарядным напряжением (2,35n) В при ограничении зарядного тока на уровне 0,05С₁₀. Длительность заряда повышенным напряжением ограничивают четырьмя часами, после чего батарею переводят на заряд при напряжении постоянного подзаряда. По окончании заряда проверяют напряжение на всех элементах батареи для выявления элементов с повышенным саморазрядом, а также плотность и уровень электролита. В случае необходимости производят доливку электролита в элементы до отметки максимального уровня «мах»

9.3. Во всех случаях при зарядах батарей аккумуляторов открытых типов повышенным напряжением, а также при зарядах постоянным током необходим периодический контроль температуры электролита контрольных аккумуляторов. При температуре электролита в аккумуляторах, достигающей величины 35°С, заряд батареи следует прервать на время остывания электролита до температуры 25°С.

9.4. В общем случае признаками окончания заряда батареи открытых типов аккумуляторов при вводе в эксплуатацию должны являться:

• постоянство плотности электролита в элементах (в предписанных изготовителем пределах) на протяжении последних 3-х часов заряда;

• при стабилизированном напряжении заряда снижение величины зарядного тока до значений, не превышающих 3 мА на Ач номинальной емкости аккумуляторов (при 20°С), и ее неизменность на протяжении последних 3-х часов заряда, или

• при стабилизации зарядного тока постоянство напряжения на элементах на протяжении последних 3-х часов заряда.

9.5. Во избежание повреждения батареи следует исключить недопустимо высокие токи заряда батареи (более 0,05С₁₀) при напряжении батареи, равном или превышающем (2,4n)В.

9.6. Если по окончании заряда батареи при вводе ее в действие плотность электролита в элементах отличается от заданного изготовителем аккумуляторов значения более чем на 0,05 г/см³, производят ее коррекцию добавлением в элементы дистиллированной воды (если плотность повышена) или электролита плотностью 1,3 г/см³ (если плотность понижена) с проведением дозаряда батареи продолжительностью не менее 30 минут.

9.7. По окончании заряда батареи при вводе ее в действие следует долить в элементы электролит заданной изготовителем плотности до отметки максимально допустимого уровня «мах». Следует также удалить с поверхности элементов и межэлементных соединителей возможно пролитый или разбрызгавшийся электролит.