Применение свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при предельно высоких температурах

Свинцово-кислотные аккумуляторы стабильно работают в течение фиксированного срока, который устанавливается заводом-изготовителем и прописывается в техническом паспорте на оборудование. При этом главное соблюдать основные правила эксплуатации агрегата, периодически проводить техническое обслуживание и хранить в соответствующих условиях, прописанных в инструкции. Одними из главных параметров, которые влияют на продолжительность эксплуатации и рабочее состояние приборов, являются температурный режим, регламент заряда и разряда устройства.

Дополнительные источники питания в основном применяются в автоматических установках, на транспорте при эксплуатации элементов телемеханики, в телекоммуникационном оборудовании и устройствах связи, в различных охранных и пожарных системах безопасности. Главное – правильно подобрать место установки. При условии, что свинцово-кислотные зарядные механизмы работают в помещении, условия их применения не отличаются от тех, которые заявлены в документации. Совсем другие условия для оборудования, которое устанавливается в наружных шкафах, так как во время их эксплуатации разница между температурными отметками практически отсутствует. За счет того, что такие агрегаты подвергаются повышенным нагрузкам со стороны окружающей среды, их срок службы значительно уменьшается по сравнению с заявленным в паспорте.

Изменения, которые наблюдаются при эксплуатации батареи при повышенных температурных отметках

Когда температура окружающей среды поднимается, происходит ускорение процессов испарения воды, в результате чего наблюдается снижение заряда электролита в устройствах. Также происходит ускорение коррозии токоотводов электродов с плюсом, и саморазряд аккумулятора при его длительном хранении. В среднем показатель саморазряда в месяц составляет 3% при нормальных условиях работы (температура воздуха 20-25˚С). При резком поднятии температуры наблюдается произвольная перезарядка батареи, в результате которой происходят деградационные разрушения внутри устройства, не подлежащие восстановлению.

При повышении температурных отметок наблюдается увеличение емкости, которое способствует в дальнейшем применению понижающего температурного коэффициента, составляющего 0,003 В/˚С. Если этого не сделать, то произойдет произвольный перезаряд аккумулятора. При этом наблюдается резкое увеличение выделяющегося газа и быстрый нагрев, обусловленный ускорением рабочих процессов внутри механизма. Итог – выход устройства из строя. В некоторых случаях возможна деформация корпусной части, разъединение стыков или разрыв.

Согласно статистическим данным химические реакции будут ускоряться в результате постоянного повышения температуры на 10˚С. Это касается и реакций, которые происходят внутри батареи. В результате чего увеличивается емкость оборудования.

Эксплуатация свинцово-кислотных зарядных механизмов в наружных шкафах сопровождается использованием специальных преобразователей, имеющих стабильные технические параметры выпрямителя на выходе. Это условие необходимо выполнять при невозможности самостоятельного выбора режимов заряда. Эти стабилизаторы имеют минимальную точность стабилизации напряжения на выходе и повышенную степень остаточных пульсаций. В результате этого наблюдается широкий диапазон значение наложенного переменного тока, перемещающегося по батарее.

Но не во всех случаях потребитель может провести оценку перечисленных факторов на процесс старения оборудования. Данные факторы могут оказывать индивидуальное влияние или действовать в комплексе. В итоге фиксируется перезаряд или неполный заряд устройства, которые влияют на сокращение эксплуатационного срока или поломке. Так как полностью исключить негативное воздействие повышенных температур невозможно, рекомендуется тщательно наблюдать за рабочим состоянием аккумулятора в данных условиях и своевременно принимать решения по устранению неполадок и настройке условий эксплуатации, прописанных в инструкции пользователя.

Технические параметры, которые прописываются в паспорте на оборудование, указаны для стандартных температурных отметок – 20˚С и 25˚С. Так поддерживать установленную температуру на протяжении всего срока эксплуатации невозможно, допускается использование батареи в диапазоне 10˚С – 30˚С без применения дополнительного показателя при заряде.

Но условия применения устройства в наружных шкафах всегда отличаются от тех, которые прописываются производителем. Особенно это касается летнего времени, когда отметки на градуснике могут достигать +60˚С, что способствует сокращению срока службы. При каждом повышении температуры на 10˚С установленный срок сокращается в 2 раза.

В связи с этим в одном из ГОСТ (МЭК 60896-21-2013) прописаны результаты проведенных испытаний, при которых описывается влияние повышенных температур (55˚С и 60˚С) на работу батареи и ее срок эксплуатации. Во время исследований устройство было помещено в тепловую камеру при указанной выше температуре. По истечению 42 и 30 дней проводили охлаждение и замер емкости при 3-часовом разряде. Следующий шаг – заряд устройства при указанных отметках в течение 42 и 30 дней. Проведение данной процедуры выполняется до тех пор, пока эксплуатационный параметр будет равен не менее 80% от заявленного в документации. Полученные данные переносятся на графическую схему, где ключевым моментом будет определение точки пересечения регрессирующих линий.

Для того, чтобы фактические данные, полученные во время испытаний, привести к номинальным, следует использовать показатель энергетической активации. Данный коэффициент показывает взаимосвязь скорости химических соединений от роста значений температуры, а также способствует расчету постоянных значений скорости при различных температурах.

Производители современных свинцово-кислотных агрегатов не предусматривают их работу при температурах выше 60˚С, так как при превышении отметки 45˚С срок пригодности оборудования быстро начинает сокращаться. К примеру, устройство, рассчитанное на эксплуатацию при нормальных условиях (25˚С) будет работать при температуре 50˚С. В итоге заявленный срок в 5 лет сократится до двух лет.

При установке аккумуляторов в наружные шкафы также следует соблюдать основные правила их применения. Необходимо обеспечить хорошую вентиляцию, так как в процессе работы агрегат выделяет водород, который при накоплении может привести к взрыву. Существует 2 вида вентиляции – принудительная и естественная. Выбор конкретного варианта зависит типа батареи:

• устройство, наполненное жидким электролитом;
• герметизированный агрегат.

Запрещается проводить установку аккумуляторов в местах, которые не проветриваются, а также находятся в непосредственной близости к отопительному оборудованию и предметам, являющихся источниками образования искр или пламени. Также нельзя устанавливать батареи рядом с приборами накаливания с рабочей температурой 300˚С. Также устройства должны быть надежно защищены от попадания прямых солнечных лучей.

Источник: https://wybor-battery.com/

Редактировано: 11.06.2021 15:08:22