Общие сведения

Аккумуляторные батареи предназначены для питания энергией генераторов, работающих в режиме электродвигателей или стартер-генераторов при пуске дизелей; питания цепей управления и освещения дизелей, а также некоторых вспомогательных цепей при неработающем дизеле.

На тепловозах применяют два типа аккумуляторных батарей: кислотные и щелочные. Основные типы и технические данные аккумуляторных батарей, применяемых на тепловозах, приведены в табл. 14.1.

Аккумуляторами называются химические источники электрической энергии, принцип действия которых основан на использовании обратимых химических реакций. Аккумулятор представляет собой накопитель энергии, характеризующийся такими параметрами как ЭДС, напряжение, сопротивление, емкость, отдача, саморазряд и срок службы.

Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулятора называют разность его электродных потенциалов при разомкнутой внешней цепи. Измеряется ЭДС в вольтах. При разряде аккумулятора во внешней цепи используется не вся ЭДС, а только ее часть; другая часть Таблица 14.1

Марка

Тип батареи

Число аккумуляторов

Масса с электролитом, кг

Серия тепловоза

32ТН-450

Кислотная

32

1272

ТЭМ2, 2ТЭП60, М62, ТЭЗ, 2М62, 2ТЭ116

48ТН-450

Кислотная

48

1926

2ТЭ116

48ТН-350

Кислотная

48

1472

ТЭП70, 2ТЭ121

46ТПЖН-550

Щелочная

46

2100

2ТЭ10В, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10М

ЭДС расходуется на преодоление внутреннего сопротивления аккумулятора. Значение ЭДС, используемой во внешней цепи, называется напряжением аккумулятора. Напряжение как часть ЭДС измеряется в вольтах. Сопротивление аккумулятора суммируется из сопротивления электродов, электролита и сепараторов.

Под емкостью аккумулятора понимается количество электричества в ампер-часах, которое можно получить при разрядке аккумулятора до конечного напряжения по заданному режиму. Емкость аккумулятора зависит от толщины электрода, пористости активной массы, концентрации и количества электролита, температуры и значения разрядного тока. Она равна произведению разрядного тока на время разряда и выражается в ампер-часах.

Количество электричества и энергии, затрачиваемое при заряде, всегда значительно больше количества электричества и энергии, получаемого во время разряда. Величины, характеризующие степень использования электричества и энергии, выраженные в процентах, называются отдачей аккумулятора. Если величина определяет степень использования количества электричества, то она называется ампер-часовой отдачей, а если использование энергии, то ватт-часовой отдачей, или коэффициентом полезного действия (КПД) аккумулятора.

При хранении аккумуляторов с электролитом, а также при их работе происходит потеря емкости на вредные побочные процессы, такие как утечка тока через случайные замыкания, саморастворение электродов и т. д. Такие потери емкости принято называть саморазрядом.

Обращение с аккумуляторными батареями требует повышенной предосторожности от пожаро-, взрыво-, электро- и химической опасности. В процессе приготовления электролита и работы с ним, при подготовке к действию и техническом обслуживании аккумуляторных батарей особое внимание необходимо уделять безопасности обращения с едкими, горючими и взрывоопасными веществами, такими как щелочи, кислоты, газы, а также не допускать прикосновения к находящимся под напряжением оголенным токоведущим частям устройств.

Необходимо помнить о том, что пары серной кислоты раздражают и прижигают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Щелочи как в твердом виде, так и в виде концентрированных растворов при соприкосновении с открытыми частями тела вызывают сильные ожоги на коже. Поэтому необходимо строго выполнять требования инструкции по эксплуатации конкретного типа батареи.

Аккумуляторная батарея при пуске подключается к тяговому генератору или стартер-генератору без каких-либо пусковых сопротивлений. Поскольку пусковая цепь имеет малое сопротивление, в момент включения пусковых контакторов ток бывает большим, но затем быстро уменьшается по мере увеличения частоты вращения вала дизеля. Частота вращения вала якоря тягового генератора или стартер-генератора в режиме электродвигателя прямо пропорциональна подведенному напряжению. Поэтому основное требование, предъявляемое к тепловозной аккумуляторной батарее, - это поддержание достаточно высокого напряжения при прокрутке, необходимого для достижения валом дизеля пусковой частоты вращения.

В электрическую схему тепловоза аккумуляторная батарея включается таким образом, чтобы разряд ее происходил только при пуске дизеля и питании ограниченного ряда нагрузок при неработающем дизеле. Во время работы дизеля батарея находится в автоматическом режиме постоянного подзаряда. При этом должна поддерживаться в допустимых пределах температура электролита, иначе емкость батареи резко снижается. От перегрузок и коротких замыканий во внешней цепи батарея защищена предохранителями и автоматами.

⇐ | Вспомогательные цепи тепловозов | | Устройство и ремонт тепловозов | | Кислотные аккумуляторные батареи | ⇒