К ВОПРОСУ ВЫБОРА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ДЛЯ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ

АННОТАЦИЯ

Настоящая статья посвящена вопросу выбора аккумуляторной батареи для системы электропитания устройств автоматики и телемеханики, так как именно от правильно выбора аккумуляторной батареии зависит время гарантированного питания устройств сигнализации централизации и блокировки.

ABSTRACT

This article is devoted to the issue of choosing a battery for the power supply system of automation and telemechanics devices, since the time of guaranteed power supply of centralization and blocking alarm devices depends on the correct choice of a battery.

Ключевые слова: аккумуляторная батарея, система питания, кислотный аккумулятор, гелевый аккумулятор, герметизированный аккумулятор.

Keywords: rechargeable battery, power system, acid battery, gel battery, sealed battery.

На железнодорожном транспорте используются аккумуляторы трех типов (классов): быстрого (Н), среднего (М) и длительного (L) разряда.

Аккумуляторы быстрого разряда (Н) применяются в качестве стартерных батарей для запуска двигателей внутреннего сгорания тепловозов, секций охлаждения, вагонов, дизель-поездов и стационарных двигателей.

Аккумуляторы среднего класса (М) широко используются в качестве основного источника питания в пассажирских вагонах и рефрижераторных секциях при низких скоростях движения и на стоянках.

Аккумуляторы третьего класса (L) применяются в качестве резервного источника в источниках бесперебойного питания с основным питанием переменного тока или в качестве буфера с основным источником питания постоянного тока в аппаратуре сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и связи, а также в низковольтных цепях собственных нужд подстанций и других стационарных объектов объектов железнодорожного транспорта. При работе основного источника питания батарея находится в режиме зарядки и используется в случае сбоя или временного отключения источника [1-3].

По технологии изготовления все аккумуляторные батареи делятся на намазные (жидкие), гелевые и герметичные (рис. 1).

а)                                            б)                                   в)

Рисунок 1. Структура кислотной батареи намазного типа (а), гелевой батареи (б) и герметичной батареи (в)

Аккумуляторы на сигнальных пунктах автоматической блокировки, а также на переездах и входных светофорах размещают в аккумуляторных шкафах или аккумуляторных ящиках. Аккумуляторы серии АБН-72 и АБН-80 с электродами из кислого электролита давно используются в системах железнодорожной автоматики и телемеханики. Гарантийный срок на такие батареи небольшой: АБН-72 - 3 года со дня ввода в эксплуатацию, АБН-80 не менее 2 лет. В целом батареи АБН служат всего четыре года. Аккумуляторы типа АБН оказались недостаточно надежными в эксплуатации [4].

Основой работы кислотного аккумулятора является процесс электрохимического взаимодействия между свинцом и диоксидом свинца в водном растворе серной кислоты. При срабатывании заряда на электродах происходит химическая реакция диоксида свинца с серной кислотой, а также реакция окисления свинца до сульфата свинца. В процессе разряда диоксид свинца восстанавливается на катоде (" -"), окисление свинца происходит на аноде ("+"). Во время зарядки происходят обратные химические реакции и электролиз воды с выделением кислорода на аноде, водорода на катоде.

Преимущества и недостатки кислотного аккумулятора представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Преимущества и недостатки кислотной батареи намазного типа

Гелевые аккумуляторы мало чем отличаются от свинцово-кислотных: те же положительные и отрицательные пластины, заполненные активным веществом, сепараторы, перемычки для соединения банок, клеммы на «+» и «-» и большой корпус из стали с антикоррозионным покрытием и антистатическим покрытием (маленькие батареи изготавливаются в эбонитовых или полипропиленовых корпусах) [5-7].

Основной характеристикой гелевых аккумуляторов является состояние электролита. В процессе производства в электролит добавляют силиконовый загуститель, придающий ему свойства геля. Благодаря высокой плотности полученное вещество обеспечивает прочную связь между электролитом и пластинами[8-9].

Закрытый корпус гелевых аккумуляторов и замерзшее состояние электролита предотвращают образование токсичных газов. Если в корпусе батареи образуется трещина или (небольшое) отверстие, электролит не будет вытекать, и батарея будет нормально функционировать.

Если в банках создается избыточное давление, батарея автоматически сбрасывает его через встроенный клапан.

Благодаря технологии GEL батареи практически исключают высыхание и отслоение активного вещества от пластин.

Преимущества и недостатки гелевого аккумулятора представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Отличительной особенностью герметичных аккумуляторов является использование неподвижного (твердого) электролита. Между положительной и отрицательной пластинами расположены изолирующие прокладки из ультратонких стеклянных волокон и высокопористых бумажных волокон. Весь электролит содержится в пористом уплотнении (сепараторе) и в активном материале пластин. Количество электролита дозируется таким образом, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для циркуляции газов, выделяющихся химическими процессами. В конструкции заложена система рекомбинации выделившихся газов: водород и кислород, образующиеся при работе аккумулятора, не успевают покинуть аккумулятор, прежде чем снова превращаются в воду[10-11].

Преимущества и недостатки герметизированного аккумулятора представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Преимущества и недостатки герметичных аккумуляторов

Заключение

Гелевые аккумуляторы – уникальная разработка, позволяющая продлить срок службы батареи. Главной особенностью этих аккумуляторов является гелеобразное состояние электролита, которое достигается за счет особой рецептуры или использования подходящих наполнителей из микрофибры. Эти аккумуляторы имеют множество преимуществ, и хотя они несколько дороже стандартных кислотных моделей, они пользуются повышенным спросом на рынке.

Список литературы:

1. Бдюхин М.М., Бдюхина О.Е., Cвинцовые аккумуляторы как резервные источники питания, Инновационные технологии в АПК, как фактор развития науки в современных условиях, Омск, 26 ноября 2020 года, стр. 55-61
2. Ганова А.С., Сравнительный анализ гелевых и свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при применении на электромобиле, Наука молодых - будущее России, сборник научных статей 5-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых : в 4 т.. Курск, 2020-68-71с.
3. Выбор и эксплуатация аккумуляторов для автономного и резервного электроснабжения. URL: www.invertor.ru/akb.htm
4. Лаврус В. Батареи и аккумуляторы. Справочник, Серия "Информационное Издание", Выпуск 1, 2005., -94с.
5. Техническая документация серия SMG (OPzV). URL: http://www.fiamm-spb.ru/ru/attach_file/SMG_Manual.pdf
6. Хрусталев Д. А.. АККУМУЛЯТОРЫ. Москва. Изумруд. 2003, - 224 с.
7. Шлюпиков С.В., Особенности эксплуатации гелевых аккумуляторных батарей, Из-во ООО «Центр социальных агроинновация СГАУ» 2018, -242-248с.
8. Яронова Н.В., Аметова А.А., Шосалманов А.Х. Организация видеонаблюдения на переездах железнодорожного транспорта. The Scientific heritage. Vol. 1, №62 (62), Budapest, Hungary, 2021. p.p. 53-56.
9. Яронова Н.В., Аметова А.А. ПОСТРОЕНИЕ «SMART» ЭЛЕКТРОСЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 9(90). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12289
10. Яронова Н.В., Аметова А.А. ПОСТРОЕНИЕ «SMART» NETWORK НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ «REGION - DISTRICT – CITY» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 10(91). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12392
11. Яронова Н.В., Аметова А.А. ПОСТРОЕНИЕ «SMART» ЭЛЕКТРОСЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ 5G // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 10(91). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12306