Розділ 1. Акумуляторні батареї рухомого складу

СРС №1

Тема: Призначення, класифікація і принцип дії акумуляторів.

План:

1. ЕРС і напруга акумуляторних батарей

2. Ємність акумуляторних батарей

1. ЕРС хімічного джерела струму визначається різницею потенціалів його електродів при розімкнутому зовнішньому колу. Повністю заряджений акумулятор має ЕРС, рівну 2,1-2.15В. ЕРС залежить в основному від щільності електроліту, ця залежність визначається формулою Е=0,84+ р (щільність електроліту,г/см³, при температурі 15ºС). Внутрішній опір акумулятора складається з двох складових ra=ro+rn (r 0 – сума опорів усіх електродів даного акумулятора, електроліту і струмоведучих частин; rn – опір поляризації)

Поляризація – зміна електронних потенціалів при проходженні струму через хімічне джерело струму.

В процесі розряду акумулятора внутрішній опір збільшується, так як його складові r0 і rn збільшуються внаслідок зміни хімічного складу електродів і щільності електроліту. В процесі розряду напруга акумулятора падає до 2В, а потім повільно знижується.

Якщо розряджений акумулятор залишити на деякий час без дії,то напруга його знову відновлюється до 2В, оскільки зниження концентрації електроліту в парах активної маси вирівнюється. В процесі заряду напруга акумулятора швидко піднімається до 2.2В, потім повільно піднімається до 2.3-2.4В, знову швидко збільшується до 2.6-2.7В. Напруга акумулятора при заряді підвищується в результаті росту ЕРС поляризації, оскільки збільшується концентрація сірчаної кислоти в парах активної маси.

2. Ємність акумулятора - кількість електроенергії в амперах. годин, яку може віддавати повністю заряджений акумулятор, при розряді до гранично допустимої напруги 1,8-1,7В. Ємність залежить від кількості активної маси пластин і електроліту. При розряді використовується не вся активна маса, а лише близько 35%. Ємність нового акумулятора – 85-90% номінальної; через 8-10 циклів – 100%, а потім збільшується до 110-115%. Термін роботи акумулятора визначається кількістю зарядно-розрядних циклів N. Кислотні акумулятори, встановлені на пасажирських вагонах, витримують 500 повних зарядно-розрядних циклів із збереженням номінальної ємності. Ємність в значній мірі залежить від розрядного струму, температури електроліту, його щільності, тривалості експлуатації.

Температура електроліту впливає на ємність акумулятора із зниженням температури збільшуються внутрішні опори акумулятора і в’язкість електроліту, що заважає проникненню його в опори пластин. В результаті кількість активної маси, яка приймає участь в електрохімічних реакціях, зменшується і напруга акумулятора, при низькій температурі швидше досягає кінцевого значення.

У результаті вивчення теми студент

повинен знати і розуміти: методику вимірювання ЕРС і напруги акумуляторних батарей, визначення ємності акумулятора.

повинен вміти: визначати ЕРС і напругу акумулятора.

Контрольні питання:

1. Як виміряти ЕРС;

2. Як виміряти напругу акумуляторної батареї.

Література: Зорохович А.Е., Либман А.З. Электро- и радиооборудование пассажирских вагонов. - М: Транспорт, 1985. ст. 60-66

СРС №2

Тема: Кислотні акумуляторні батареї

План:

1. . Техніко-економічне порівняння різних типів кислотних акумуляторних батарей

2. Основні правила користування.

1. Кислотні акумулятори розраховані на напругу 52/112В, а ємність і розрядний струм мають різний.

Тип акумулятора	Ємність (А. год.)	Розрядний струм (А)
ВПМ-400	400	40
ВН-440	440	88
13ГТ-390	390	78
12ГТ-360	360	72
6СТК-135	135	13.5
6СТК-182	182	18.2

2. При роботі з акумуляторними батареями слiд пам'ятати, що свинець та його оксиди шкідливі для організму людини. Електролiт отруйний, вдихання пари сiрчаної кислоти спричиняє блювоту i роздратовує слизисту оболонку дихальних шляхiв. Потрапляння електролiту в очi призводить до сильних опiкiв i втрати зору. Електролiт руйнує одяг i взуття. В процесi зарядки акумуляторiв видiляється водень, який в суміші з киснем повiтря утворює небезпечний газ, що вибухає вiд незначної iскри.

При приготуваннi електроліту сірчану кислоту необхiдно наливати в дистильовану воду, а не навпаки. Транспортувати акумуляторнi батареї слiд iз закрученими пробками.

Щоб уникнути скупчення газу в підвісних підвагонних ящиках, призначених для установки акумуляторiв, вентиляцiйнi канали в них повинні бути завжди відчинені. Не можна допускати потрапляння на поверхню акумуляторiв пилу, бруду, снігу. Bci зовнiшнi частини акумуляторних батарей необхiдно утримувати в чистому i сухому виглядi. Затиски i наконечники слiд змащувати кислототривким мастилом або вазелiном.

Несправностi в акумуляторних батареях потрiбно усувати так, щоб не спричинити короткого замикання елементiв.

Робота з акумуляторними батареями повинна проводитись в захисних окулярах, гумових рукавицях і прогумованому фартусi.

У випадках потрапляння електролiту на шкiру рук або обличчя необхiдно цi мiсця негайно промити 5 % розчином соди. При потраплянні краплини електролiту в очi слiд також негайно промити їх чистою водою. Промивати очi треба протягом 10-15хв., пiсля чого потерпiлий повинен бути направлений до лікаря для надання спеціальної допомоги.

Кожен працiвник, обслуговуючий рефрижераторний потяг, секцію або АРВ, повинен знати правила i при необхiдностi (до приходу лiкаря) вмiти надати першу допомогу потерпілому.

У результаті вивчення теми студент

повинен знати і розуміти: технічні характеристики кислотних акумуляторних батарей; шкідливий вплив кислотних акумуляторних батарей на організм людини.

повинен вміти: надавати першу допомогу при потраплянні електроліту на людину.

Контрольні питання:

1 Які засоби використовують для захисту людини при роботі з акумулятором.

2 Що робити при потраплянні електроліту на шкіру.

Література: Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава. - М: Транспорт, 1990.ст. 310-312.

Майоров В. Н. Электрооборудование пассажирских вагонов, 1980. ст. 19-20.

СРС №3

Тема: Лужні акумулятори

План:

Охорона праці при технічному обслуговуванні лужних акумуляторних батарей.

Акумуляторну батарею потрібно систематично очищувати від бруду, а вивідні зажими і наконечники - від окисів і змащувати їх технічним вазеліном. Регулярно прочищати вентиляційні отвори.

В процесі експлуатації лужні акумуляторні батареї регулярно заряджають,1 раз на 6 місяців повинен виготовлятись посилений заряд. При заряді необхідно слідкувати за струмом і температурою електроліту, яка не повинна перевищувати 45ºС. Електроліт в процесі роботи поглинає з повітря вуглекислий газ і утворює карбонати які у великій кількості збільшують питомий опір електроліту і зменшують ємність батареї.

Акумуляторник повинен пам’ятати, що луг, котрий потрапив на відкриті ділянки тіла необхідно змивати струменем води протягом 1,5год. 2-4% розчин борної кислоти застосовується для промивання очей, полоскання ротової порожнини при опіках лугом. Вазелін застосовується для змащення уражених ділянок шкіри при опіках першого ступеня.

Після надання першої допомоги, потерпілого необхідно одразу направити в медпункт.

Акумуляторник при роботі з акумуляторами повинен працювати в лугостійкому костюмі, захисних окулярах і гумових рукавицях, штани костюма одягати поверх чобіт.

Забороняється: допускати сторонніх особ в акумуляторне відділення; залишати акумуляторне відділення відкритим на період своєї відсутності; користуватися несправним, або неізольованим інструментом; працювати без спецодягу; приймати їжу в акумуляторному відділенні.

У результаті вивчення теми студент

повинен знати і розуміти: правила з охорони праці при технічному обслуговуванні акумуляторів.

повинен вміти: визначати обставини, які загрожують здоров’ю людини.

Контрольні питання:

1. Скільки часу потрібно змивати уражену ділянку шкіри електролітом.

2. Які засоби індивідуального захисту повинен мати акумуляторник.

Література: Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава. - М: Транспорт, 1990. ст. 312-313

СРС №4

Тема: Монтаж акумуляторних батарей на рухомому складі

План:

Способи вентиляції акумуляторних ящиків

Акумулятори при заряді виділяють водень i кисень, якi при певнiй концентрації утворюють вибухонебезпечну суміш (гримучий газ). Вміст його в по­вітрі понад 9% вважається вибухонебезпечним. Тому пiдвагоннi акумуляторні ящики 5 (рис.1) обладнують вентиляцією, яка складається з огороджених жалюзів 6 на дні акумуляторного ящика i дефлекторів 1 (колiноподiбних патрубків), роз­ташованих на бiчнiй стiнцi ящика або на його кришки.. Вентиляція здійснюється в результаті підсмоктування повітря через огороджені жалюзі завдяки розрідженню, що виникає навколо головки дефлектора при pyci потягу. Щоб уникнути забруд­нення внутрiшньої поверхні пiдвагонного ящика, отвори в огороджених жалюзях виконанi у виглядi лабіринту. Для використаних на вагонах акумуляторних батарей iз зарядним струмом близько 60 А об'єм свiжого повiтря для вентиляцiї повинен бути 100-140 м³/год. В деяких вагонах для посилення повiтрообмiну в пiдва­гонних акумуляторних ящиках при зарядi акумуляторiв на стоянках передбаче­на система примусової вентиляцiї. Вона складається з електричного вентиля­тора, який вмикається автоматично при пуску в хiд електродвигуна, що призво­дить в обертання вагонний генератор на стоянках з метою заряду акумуля­торної батареї.

Рис. 1 Схема вентиляції пiдвагонного аккумуляторного ящика:

1 - дефлектор; 2 - акумулятори; 3 - кришка; 4 - упор; 5 - ящик; 6 - огорожнi жалюзi

У результаті вивчення теми студент

повинен знати і розуміти: як відбувається вентиляція в акумуляторному ящику.

повинен вміти: проводити огляд вентиляційних отворів в акумуляторному ящику.

Контрольні питання:

1 За рахунок чого відбувається витяжка повітря з акумуляторного ящика.

2 Скільки відсотків повинно бути водню і кисню в суміші з повітрям, щоб утворився гримучий газ

Література:

Зорохович А.Е., Либман А.З. Электро- и радиооборудование пассажирских вагонов. - М: Транспорт, 1985. ст. 81-82