Лекция 13. Аккумуляторы (кислотные)
Основная литература:
1.В.Е. Китаев, А.А. Бокуняев, М.Ф. Колканов Электропитание устройств связи. Под общей ред. В.Е.Китаев – М.: связь, 1975 –стр. 227-233.
2.Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/А.А.Бокуняев, В.М. Бушев, А.С. Жерненко и др.; Под ред. Ю.Д. Козляева. – М.: Радио и связь, 1998. – стр. 33-44.
3.В.Е.Китаев, А.А.Бокуняев, М.Ф.Колканов Расчет источников электропитания устройств связи: Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1993 – стр. 155 – 159
Рассматриваемые вопросы:
1. Электрические характеристики аккумуляторов.
2. Современные типы аккумуляторов.
3. Герметичные аккумуляторы с рекомбинацией газа.
4. Конструкция герметичных аккумуляторов.
Аккумулятор - химический источник тока многократного действия. Он способен накапливать, длительно сохранять и отдавать по мере надобности электрическую энергию, полученную от внешнего источника постоянного тока.
В кислотных аккумуляторах электролитом служит водный раствор серной кислоты, в котором некоторая часть молекул последней распадается на положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислотного остатка. Этот процесс распада молекул серной кислоты (электролитическая диссоциация) на ионы присущ самому раствору. При этом раствор в целом остается электрически нейтральным.
Электрические характеристики аккумуляторов:
1. Емкость аккумулятора - это количество электричества, которое можно получить от аккумулятора в определенных условиях разряда.
2. Номинальное напряжение аккумулятора - напряжения на выводах полностью заряженного исправного аккумулятора в течение первого часа разряда током 10-часового режима разряда при температуре электролита 20°С.
3. Напряжение в конце разряда.
4. Величина напряжения при заряде - должна быть больше ЭДС, так как зарядному току приходится преодолевать внутреннее сопротивление аккумулятора.
5. Внутреннее сопротивление аккумулятора Rвн - складывается из сопротивления аккумуляторных пластин, сепараторов и электролита.
6. Плотность электролита заряженного аккумулятора.
Современные типы аккумуляторов.
Закрытые негерметичные аккумуляторы (ЗНА) – конструкция изготовления сходна с открытыми аккумуляторами, но обеспечивает пониженное испарение воды.
Герметичные аккумуляторы – в отличие от негерметичных изготавливаются из непрозрачной пластмассы.
Количество электричества, которое аккумулятор может отдать при разряде определенным током до предельного напряжения, называется его емкостью. Под номинальной емкостью стационарных аккумуляторов понимается то количество электричества, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при 10-часовом режиме разряда и температуре +25С. Величина емкости зависит от количества активного материала пластин, от степени его пористости и от плотности электролита. При увеличении разрядного тока емкость аккумулятора уменьшается, так как поверхность пластин покрывается сернокислым свинцом, что затрудняет доступ электролита к внутренним слоям активной массы. При понижении температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его доступ к внутренним слоям активной массы и уменьшает емкость аккумулятора.
В отключенном состоянии (без нагрузки) заряженный аккумулятор теряет часть запасенной им емкости. Это явление носит название саморазряда. Саморазряд аккумулятора увеличивается с повышением плотности электролита и температуры.
Герметичные аккумуляторы с рекомбинацией газа (VRLA) – аккумуляторы с регулированием газовыделения. Обладают большей энергией на единицу массы по сравнению с открытыми.
Наибольшее применение в стационарных электропитающих установках электросвязи находят кислотные аккумуляторы типов С и СК. Отрицательные пластины в этих аккумуляторах выполняются коробчатыми.
Для предохранения положительных и отрицательных пластин от соприкосновения друг с другом в аккумуляторах применяют сепараторы. Их изготовляют из материалов, проницаемых для раствора электролита (обычно из фанеры или пластмассы).
Аккумуляторы типов С и СК небольшой емкости изготавливаются в стеклянных сосудах. Аккумуляторы больших емкостей выполняются в деревянных сосудах, выложенных внутри свинцом или кислотостойким материалом. Эти аккумуляторы относятся к аккумуляторам открытого типа.
В настоящее время на предприятиях электросвязи применяется в основном один способ эксплуатации батарей, составленных их аккумуляторов типов С и СК - непрерывный подразряд.