6. Аккумуляторные батареи электровоза
Группа элементов, представляющая собой аккумуляторную батарею, собирается в общий, плотно закрытый деревянный или металлический, обложенный внутри деревом ящик / (фиг. 456), от которого в верхней части делается отвод газов, а внизу — отвод жидкости. Последняя может появиться в нём после доливки отдельных элементов или из-за поломки одного из сосудов. Отдельные сосуды (банки) 2, составляющие аккумуляторную батарею, устанавливаются плотно один к другому в ящике и расклиниваются между собой, чтобы устранить возможность перемещения их при тряске электровоза.
Все элементы соединяются между собой последовательно свинцовыми или: медными, покрытыми снаружи свинцом перемычками 15, т. е. плюс одного элемента соединяется с минусом другого. К последним свободным зажимам («плюс» первого элемента и «минус» последнего) присоединяются кабельные наконечники выводных проводов 16. Последние помещаются в резиновые трубки. Из ящика провода выведены через изоляционную втулку.
В настоящее время на электровозах установлены аккумуляторные батареи, состоящие из 24 панцырных элементов типа ЭП-80 или ЭПМ-80, отличающихся между собой толщиной пластин и материалом для сепараторов. Нормально все 24 элемента батареи включаются последовательно. Иногда включаются 23 элемента, а один остаётся резервным.
Элемент типа ЭП-80 (фиг. 457) состоит из наполненного электролитом эбонитового сосуда 2, не подвергающегося действию серной кислоты, в котором помещены три положительные 3 и четыре отрицательные 7 пластины, соединённые с выводными бор нами (зажимами) 10.
Ввиду того, что наиболее слабыми пластинами в аккумуляторе являются положительные, активная масса 5 которых во время работы и тряски постепенно отваливается из-за разбухания в процессе заряда и сжимания при разряде, эта масса вместе с токопро-водящими свинцовыми стержнями 6 заключена в эбонитовые чехлы (панцыри) 4.
Для сообщения активной массы с электролитом в эбонитовых чехлах сделаны горизонтальные прорезы шириной около 0,25 мм. Панцыри хорошо удерживают массу от осыпания при тряске и толчках.
Отрицательные пластины аккумулятора представляют собой решётку, отлитую из свинцово-сурьмянистого сплава, заполненную активной массой.
Активная масса обычно составляется из смеси серной кислоты H2S04 со свинцовым глётом РЬО. В качестве вяжущих веществ к ней добавляются глицерин и сернокислый магний. После нескольких зарядов эта масса превращается в губчатый свинец РЬ.
Активная масса положительных пластин имеет тёмнокоричневый цвет, отрицательных — серый.
Характеристика материалов, идущих для изготовления пластин, дана в приложении 4.
Отрицательные пластины помещены между двумя сепараторами 8, которые устраняют возможность соприкасания между собой положительных и отрицательных пластин, возникающую от коробления пластин.
Сепараторы выполнены из микропористого эбонита (мипоры) или деревянного шпона — ольховых прокладок, имеющих размер 127 X 205 X 1 мм.
Пластины установлены на призмах 17, составляющих с сосудом одно целое. Ножки положительных пластин опираются на две призмы, ножки отрицательных пластин — на две другие призмы.
Высота призм выбрана с таким расчётом, чтобы между призмами под пластинами образовалось достаточное пространство для скопления в нём осадков в течение длительного времени. Расположение пластин на призмах понижает вероятность возникновения короткого замыкания при скоплении осадка под пластинами.
Сверху сосуд закрыт эбонитовой крышкой 9, которая укреплена на выводных зажимах 10 пластин эбонитовыми гайками 11. Между крышкой и заплечиками выводов для уплотнения проложены резиновые кольца. Зазор между крышкой и стенками сосуда закрыт асбестовым шнуром и залит кислотоупорной мастикой 14. В середине крышки 9 имеется отверстие, закрытое пробкой 12 с небольшим каналом для выхода газов из элемента. Снизу к эбонитовому сосуду 2 прикреплены четыре резиновые полосы, которые смягчают удары, передающиеся на элемент при движении электровоза.
Для предохранения от выплёскивания кислоты из элемента над пластинами помещена перфорированная решётка 18, которая также предохраняет от попадания внутрь элементов посторонних предметов.
Межэлементные соединения — перемычки 15 выполнены из покрытой свинцом медной ленты сечением 1 X 30 мм; каждое соединение имеет свинцовые наконечники, которые для обеспечения хорошего контакта надеваются на. конические приливы зажимов 10 и плотно прижимаются к ним колпачковыми гайками 13.
Аккумуляторная батарея, будучи заряжена до напряжения в конце заряда около 2,75-е на каждый элемент, может иметь различную ёмкость, определяемую величиной разрядного тока и временем разряда.
При разрядном токе 22 а и времени разряда 3 часа ёмкость батареи равна 66 а-ч, при разрядном токе 16 а и времени разряда 5 час. — 80 а-ч и при разрядном токе 9,3 а и времени разряда 10 час. — 93 а-ч.
Минимально допустимое напряжение на элемент при трёхчасовом разряде составляет 1,7 в, при пятичасовом разряде — 1,75 в и при десятичасовом разряде — 1,8 в. 304
Ёмкость в 80 а-ч для пятичасового разряда аккумуляторной батареи типа ЭП-80 принята за нормальную.
Вес элемента типа ЭП-80 без электролита 8,5 кг, с электролитом 10,3 кг; вес элемента типа ЭПМ-80 без электролита 7,4 кг, с электролитом 10 кг.
Никель-кадмиевые аккумуляторы отличаются от свинцовых меньшим весом при одинаковой ёмкости, весьма незначительным саморазрядом, небольшой чувствительностью к перезаряду и недозаряду, большей прочностью, большим сроком службы и более простым обслуживанием. Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является более низкие напряжение элементов (1,2 в), отдача по количеству электричества (65 — 70%) и отдача по энергии (50 — 55%).
Положительные пластины никель-кадмиевых аккумуляторов содержат активную массу из перекиси никеля (г^гОз), помещённую в тонкие железные оболочки, снабжённые очень частой перфорацией; отрицательные пластины состоят из губчатого кадмия (Cd) с прибавлением губчатого железа (Fe), также помещённых в железные оболочки с перфорацией. Отверстия в оболочках настолько малы, что зёрна активной массы не могут выпасть из пакетов и произвести короткое замыкание. В то же время через эти отверстия может поступать к активной массе электролит и выделяться образующиеся при заряде аккумулятора газы.
В качестве электролита для никель-кадмиевых аккумуляторов применяется раствор гидроокиси калия (КОН) в воде; удельный вес электролита 1,19-1,21.
Электродвижущая сила полностью заряженных элементов равна 1,34 — 1,36 в. При разряде нормальным режимом напряжение под нагрузкой составляет 1,15 — 1,2 в и падает в конце разряда до 1 в; в конце заряда напряжение элементов поднимается до 1,78— 1,83 в. Напряжение никель-кадмиевых элементов почти не зависит от плотности электролита и определяется степенью окисления активной массы.
Никель-кадмиевая аккумуляторная батарея типа 40-НКН-ЮО установлена на электровозах серии Н8. Эта батарея состоит из 40 элементов, имеющих ёмкость при восьмичасовом разряде током 12,5 а 100 а-ч. Элементы батареи имеют длину 128, ширину 70 и высоту без бортов 330 мм. Вес элемента без электролита 5,1 кг, с электролитом 6,5 кг.
На некоторых электровозах установлены железо-никелевые аккумуляторы типа ЖН-100 (железо-никелевые, ёмкость 100 а-ч). Положительные пластины железо-никелевых аккумуляторов не отличаются от положительных пластин никель-кадмиевых; отрицательные же пластины выполнены из губчатого железа. Во время разряда аккумулятора кислород отнимается у никелевой (положительной) пластины и присоединяется к железной (отрицательной) пластине. Во время заряда происходит обратное явление.
ГЛАВА VIII
Оглавление Дальше:
3. Ёмкость аккумуляторов
Вверх:
ГЛАВА VII