Аккумулятор типа ТПНЖ-550М У2 и аккумуляторная батарея типа 46ТПНЖ-550М У2
Общие сведения
Аккумуляторы данного типа предназначены для работы в составе аккумуляторной батареи, формируемой на их основе, в стартерном режиме для запуска дизеля тепловоза, а также для электропитания цепей управления, освещения и вспомогательных нагрузок тепловоза при неработающем дизеле.
Аккумуляторы соответствуют техническим условиям ИЛТГ.563337.094 ТУ.
Структура условного обозначения
Х ТПНЖ-ХМ У2:
Х - количество последовательно соединенных аккумуляторов в
батарее;
ТП - область применения аккумуляторов: тепловозы;
НЖ - никель-железная электрохимическая система аккумулятора;
Х - номинальная емкость, А·ч (при 5-часовом режиме разряда);
М - модернизированный вариант;
У2 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69.
Условия эксплуатации
Климатическое исполнение и категория размещения аккумуляторов У2 характеризуют работоспособность аккумуляторов и аккумуляторных батарей в следующих условиях.
При относительной влажности воздуха не более 98% при температуре 25°С.
При воздействии вибрационных нагрузок в диапазоне частот от 10 до 100 Гц с ускорением 1,5 g.
При воздействии в одном горизонтальном направлении трех ударов с ускорением 4 g и длительностью импульса 20-30 мс.
Аккумуляторы должны храниться на стеллажах в вертикальном положении борнами вверх, на расстоянии 2-3 м от обогревательных приборов, при этом установка одного аккумулятора на другой не допускается.
Условия хранения аккумуляторов и ЗИП в части воздействия климатических факторов внешней среды должны соответствовать группе Л по ГОСТ 15150-69. Температура воздуха может колебаться от 1 до 40°С.
Аккумуляторы должны быть защищены от воздействия атмосферных осадков и солнечных лучей. Горловины аккумуляторов должны быть плотно закрыты пробками, а неокрашенные металлические детали смазаны маслом консервационным НГ-203 марок А или Б по ТУ 38-1011331-90 или другими равноценными в отношении защиты от коррозии смазочными материалами.
Допускается хранение аккумуляторов разряженных, со слитым электролитом, в течение 2,5 лет и аккумуляторов с электролитом в заряженном или полузаряженном состоянии в течение не более 1 года;
при этом аккумуляторы должны быть накрыты изоляц ионным материалом для предотвращения попадания на борны металлических предметов.
Технические характеристики
Технические характеристики аккумулятора и аккумуляторной батареи приведены в табл. 1-3.
Таблица 1
| Обозначение типа | Нормальный режим | Режим запуска дизеля | ||||||||||
| 6-часовой заряд | 5-часовой разряд | Начальный разряд | Толчковый разряд | Установившийся разряд | ||||||||
| Сила тока, А | Емкость, А·ч, не менее | Ток, А | Конечное напряжение, В, не менее | Сила тока, А | Время, с | Сила тока, А | Минимальное напряжение, В, не менее | Время, с | Сила тока, А | Минимальное напряжение, В, не менее | Время, с | |
| Аккумулятор ТПНЖ-550М У2 | 150 | 900 | 110 | 1,0 | 150 | 90 | 2200 | 0,6 | 1,0 | 900 | 1,0 | 15 |
| Батарея 46ТПНЖ-550М У2 | 45 | 25 | 45 | |||||||||
Примечание. Электрическое напряжение батареи указано в табл. 1 с учетом падения напряжения на перемычках не более 2%.
Таблица 2
| Обозначение типа | Масса, кг, не более | Ориентировочный объем электролита, л | |
| без электролита | с электролитом | ||
| Аккумулятор | 35 | 45 | 9,5 |
| Батарея | 1625 | 2100 | 437 |
Примечание. Габаритные размеры аккумулятора и аккумуляторной батареи приведены на рис. 1, 2.
Таблица 3
| Тип аккумулятора | Тренировочные циклы | Контрольный цикл | ||||||
| Заряд | Разряд | Заряд | Разряд | |||||
| Ток, А | Время, ч | Ток, А | Конечное напряжение, В | Ток, А | Время, ч | Ток, А | Конечное напряжение, В | |
| ТПНЖ-550М У2 | 150 | 12 | 110 | 1,0 | 150 | 6 | 110 | 1,0 |
Полностью заряженный аккумулятор и батарея выдерживают 15 разрядов режимом запуска дизеля тепловоза с интервалом между разрядами 1-2 мин.
Электрические характеристики, указанные в табл. 1, обеспечиваются при соблюдении следующих условий:
электролит - водный раствор едкого калия марок А или В плотностью 1,19-1,21 г/см3 (ГОСТ 9285-78) с добавкой 20+1 г/л гидрата окиси лития (ГОСТ 8595-83);
температура электролита при заряде и разряде находится в пределах от 5 до 45°С;
уровень электролита составляет над электродами 10-60 мм.
Батарея разряжается при запусках дизеля и при питании ряда нагрузок на стоянках, а во время хода поезда находится в постоянном подзаряде (буферный режим), при этом температура электролита должна быть в пределах от 5 до 45°С. При температуре электролита ниже 5 и выше 45°С емкость аккумуляторов может снижаться до 50% от номинальной и ниже. В этом случае допускается эксплуатация батареи при условии обеспечения запуска дизеля тепловоза.
Наработка аккумуляторов при испытании на стенде составляет не менее 750 циклов, при этом емкость испытываемой группы аккумуляторов должна быть не менее номинальной.
Для приведения аккумуляторов (батарей) в рабочее состояние им сообщают один-два тренировочных цикла и один контрольный цикл режимом, в соответствии с табл. 3.
Гарантийный срок эксплуатации аккумуляторов (батарей) в режиме запуска дизеля - 3 года с момента их ввода в эксплуатацию.
Гарантийный срок хранения аккумуляторов - 2,5 года с момента их изготовления.
Аккумулятор состоит из блока положительных и отрицательных электродов, изолированных друг от друга сепаратором. Блок помещен в стальной бак (см. рис. 1). Положительные и отрицательные электроды состоят из ламелей, соединенных между собой в замок и укрепленных с обеих сторон стальными ребрами. К ребрам приварены контактные планки (см. рис. 2).
Общий вид аккумулятора типа ТПНЖ-550М У2:
1 - токоотводы (борны); 2 - стальной бак; 3 - крышка бака;
4 - горловина; 5 - откидной клапан-пробка
Схема электрических соединений аккумуляторной батареи типа 46ТПНЖ-550М У2:
1 - аккумулятор ТПНЖ-550М У2; 2 - шина соединительная;
3 - шина длинная; 4 - шина промежуточная;
5 - шина выводная; 6 - шина уравнительная
Электроды через контактные планки соединяются между собой с помощью шпильки, промежуточных колец и стягивающих гаек. Активная масса положительного электрода состоит из гидрата закиси никеля, графита и активирующих добавок. Активная масса отри цательного электрода состоит из восстановленной смеси руды, окиси железа и активирующих добавок.
Для изоляции блока электродов от стального бака аккумулятора применяется изоляционная винипластовая пленка, которая вставляется в бак аккумулятора по его периметру.
Пространство, заключенное между нижней частью блока электродов и дном бака, предназначено для отстаивания шлама - вымывающихся из электродов активных масс. Во избежание внутреннего короткого замыкания между электродами не допускается накопле ния значительного количества активных масс в осадке.
Сепаратор в аккумуляторе используется для изоляции положительных электродов от отрицательных и создания межэлектродных зазоров между ними. В качестве сепаратора применяется пленка из гофрированного и перфорированного вини-пласта.
Каждый аккумулятор имеет по четыре борна. Борны выведены через отверстия крышки бака и изолированы от нее пластмассовыми кольцами, втулками и резиновыми кольцами, которые собраны в герметичный узел, препятствующий вытеканию электролита и з аккумулятора. Во избежание выплескивания электролита при работе аккумулятора на тепловозе и для обеспечения резервного объема электролита, необходимого для полного смачивания электродов, между верхними кромками электродов и крышкой аккумулятора специал ьно предусмотрен объем газового пространства. Для заливки электролита, свободного выхода газов и предотвращения попадания внутрь аккумулятора посторонних предметов в крышке бака имеется горловина с откидным клапаном-пробкой.
Газовыделение из аккумулятора начинается в самом начале заряда и заметно усиливается к концу заряда (электролит "кипит").
По окончании заряда "кипение" электролита не прекращается в течение нескольких часов в связи с самопроизвольным растворением (окислением) железного электрода с выделением водорода и разложением активной массы положительног о электрода с освобождением кислорода.
Для защиты от коррозии бак покрыт щелочестойким лакокрасочным материалом. С целью обеспечения электрической изоляции аккумуляторов друг от друга и от батарейного ящика на каждый аккумулятор надет резиновый чехол.
Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем "россыпью", отформированными, без электролита, в разряженном состоянии, с комплектующими и запасными деталями.
Перед монтажом батареи внешним осмотром необходимо проверить аккумуляторы: целостность резиновых чехлов, сварных швов и пробок, отсутствие вмятин, исправность борнов. Аккумуляторы при монтаже в батарейном ящике должны быть жестко закреплены во и збежание перемещения их относительно друг друга при движении тепловоза (при перемещении нарушаются изоляция аккумуляторов и контактные соединения). После монтажа батареи в батарейном ящике необходимо определить суммарное сопротивление изоляции аккумулято ров и изоляционного покрытия ящика. Сопротивление изоляции батареи при установке на тепловоз должно быть не менее 50 кОм, а при эксплуатации - не менее 25 кОм.
Если сопротивление изоляции менее указанного, следует найти причины утечки тока (например, пролитая щелочь на стенках ящика и аккумуляторах, касание кабельных выводов корпуса, прорыв резинового чехла) и устранить их.
Перед приведением аккумуляторов в рабочее состояние необходимо приготовить электролит и залить его в них.
Для приготовления электролита следует применять дистиллированную воду (ГОСТ 6709-72) или конденсат, при этом не допускается пользоваться оцинкованной, луженой, медной, свинцовой и керамической посудой, а также посудой, в которой готовится э лектролит, для свинцовых аккумуляторов.
Для приготовления электролита соответствующей плотности следует руководствоваться табл. 4.
Таблица 4
| Плотность при t = 20 ° С | Количество воды, л | |
| на 1 кг твердой щелочи | на 1 л жидкой щелочи плотностью 1,41 | |
| 1,19 | 3,0 | 1,2 |
| 1,21 | 2,63 | 0,85 |
После приготовления раствора калия едкого плотностью 1,19-1,21 в него добавляют гидрат окиси лития 19-21 г на 1 л раствора.
Добавка в электролит гидрата окиси лития увеличивает срок службы аккумулятора, особенно при повышенных температурах работы.
До включения батареи на заряд необходимо выдержать аккумуляторы с электролитом для пропитки электродов в течение 1 ч. Затем производится заряд аккумуляторов от любого источника постоянного тока, обеспечивающего силу зарядного тока в соответствии с табл. 3. При заряде напряжение аккумуляторов постепенно повышается и доходит в конце заряда до 1,65-1,70 В. Температура электролита не должна превышать 45°С. Если температура поднимается выше, то необходимо немедленно прекратить заряд, дав бат арее остыть, или применить принудительное охлаждение.
Если при заряде аккумуляторов их напряжение повышается незначительно и в конце 6-часового заряда заметно отличается от нормального 1,65-1,70 В (например 1,4-1,45 В), а температура электролита достигает высоких значений (45°С и выше), то это указывает на наличие местных замыканий в аккумуляторе (внутренние мостики). Такие аккумуляторы необходимо промыть и залить свежим электролитом.
Если аккумулятор (батарея) после заряда отдает емкость менее номинальной, до дополнительно сообщается один-два тренировочных и контрольный циклы. Батарея (аккумулятор) считается пригодной к эксплуатации, если она отдает на контрольном разряде н е менее 90% номинальной емкости.
По мере эксплуатации батареи на тепловозе емкость ее постепенно повышается и доходит до значения не ниже номинального.
На тепловоз батарея устанавливается в заряженном состоянии. Запуск дизеля тепловоза должен производиться в режиме, не превышающем режим запуска дизеля, указанный в табл. 1. Интервал между каждым запуском должен быть 1-2 мин. Если после тре хкратного запуска дизель не запускается, следующие запуски должны производиться не ранее, чем через 15-20 мин.
При эксплуатации необходимо: содержать батарею в чистом и сухом виде; следить за контактными соединениями, которые должны быть чистыми, а перемычки плотно затянуты гайками; следить, чтобы пластины были всегда покрыты электролитом; следить, чтобы во время работы батареи на тепловозе горловины аккумуляторов были закрыты пробками.
Технологии приготовления, регенерации и заливки электролита в аккумуляторы, их заряда и разряда, поверочных и регламентных работ более подробно изложены в "Техническом описании и инструкции по эксплуатации" ИЛТГ.563337.094 ТО .
При обслуживании и эксплуатации аккумуляторов и комплектуемых из них батарей необходимо руководствоваться "Правилами устройства электроустановок", "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей". Обслуживание батарей должно быть возложено на работника, специально обученного правилам эксплуатации батарей.
При обращении с электролитом или с аккумуляторами, залитыми электролитом, обслуживающий персонал должен работать в защитных очках, резиновых перчатках, резиновом фартуке, а при приготовлении и заливке электролита в аккумуляторы - в резиновых сапогах. На участке, где производятся работы с электролитом, должен всегда находиться в наличии 3%-ный раствор борной кислоты. Участки кожи и одежды, облитые щелочью, необходимо промыть струей воды, затем 3%-ным раствором борной кислоты и снова водой до удаления остатков щелочи.
Помещение, где происходит приготовление и заливка электролита, заряд и хранение разряженных аккумуляторов, должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию. В этом помещении категорически запрещается курить и пользоваться открытым огнем.
Особое внимание следует обратить на предотвращение коротких замыканий между борнами аккумуляторов различными металлическими инструментами. Инструмент, применяемый при эксплуатации, должен иметь изоляцию. Например, наконечники проводов пере носного вольтметра должны быть снабжены ручками из изоляционного материала.
Для предохранения от поражения электрическим током при обслуживании аккумуляторов необходимо пользоваться диэлектрическими сапогами и перчатками.
Чистить аккумуляторы следует только после отключения их от зарядного устройства.
При ожогах электрическим током необходимо покрыть рану марлей, стараясь не касаться ее руками.
Во избежание попадания щелочи в кислотные аккумуляторы, а кислоты в щелочные аккумуляторы, заряд и хранение щелочных аккумуляторов нужно производить в помещениях, отдельных от помещений, где происходит заряд или хранение кислотных аккумуляторов.
Характерные неисправности аккумуляторов, причины их возникновения и методы устранения приведены в табл. 5.
Таблица 5
| Неисправность | Вероятная причина | Метод устранения |
| Емкость понижена | Электролит содержит карбонатов более 70 г/л | Сменить электролит. Перед заливкой свежего электролита промыть аккумуляторы |
| Применение электролита без добавки едкого лития | Сменить электролит на составной | |
| Утечка тока. Пониженное сопротивление изоляции | Повысить сопротивление изоляции | |
| Систематические глубокие разряды | Сообщить длительный подзаряд или длительный перезаряд | |
| Напряжение при заряде выше | Плохие контакты (не затянуты гайки на борнах или контактная поверхность загрязнена) | Привести в порядок контакты (затянуть гайки, очистить контактную поверхность) |
| Пониженная плотность электролита | Откорректировать электролит | |
| Напряжение при заряде ниже | Внешнее или внутреннее короткое замыкание | Устранить короткое замыкание. |
| Низкая плотность электролита | Электролит долго работает. Большое количество углекислых солей | Произвести частичную или полную замену электролита |
| Отсутствие газообразования | Внутреннее короткое замыкание | Проверить аккумуляторы. |
| Сильный нагрев аккумуляторов | Передача тепла от нагретых деталей | Привести в порядок контакты (затянуть гайки, очистить контактную поверхность) |
| Электролит не покрывает пластин | Долить необходимое количество электролита или воды в зависимости от плотности электролита | |
| Низкое НРЦ | Внутреннее или внешнее короткое замыкание | Устранить короткое замыкание. |
| Утечка тока | Повысить сопротивление изоляции |
Таблица 6
| Наименование изделий | Номер позиции на схеме батареи (рис. 2) | Количество | ||
| Основной комплект | Запасной комплект | Всего | ||
| Аккумулятор ТПНЖ-550М У2 | 1 | 46 | 4 | 50 |
| Шина уравнительная | 2 | 44 | 3 | 47 |
| Шина выводная | 3 | 8 | 1 | 9 |
| Шина промежуточная | 4 | 44 | 7 | 51 |
| Шина соединительная | 5 | 20 | 2 | 22 |
| Шина длинная | 6 | 20 | 2 | 22 |
| Шайба пружинная | – | – | 5 | 5 |
| Гайка М20 | – | – | 5 | 5 |
| Чехол изоляционный | – | – | 5 | 5 |
| Ручка | – | 2 | 2 | 2 |
| Техническое описание и инструкция по эксплуатации | – | 1 | – | 1 |
Примечание. Ручка поставляется в комплекте батареи по требованию потребителя.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
