книги / Рудничный транспорт

отрываются мелкие частицы активной массы, что вызывает умень­ шение емкости аккумулятора, в-третьих, каждый аккумулятор имеет нормальный саморазряд назависимо от того, находится он в работе или бездействует. Таким образом, отдача любого аккумулятора всегда меньше 100%.

Отдачей аккумулятора называется отношение энергии, отдава­ емой элементом при разряде, к энергии, полученной им при заряде.

Практически отдача по емкости щелочных аккумуляторов соста­ вляет 60—70%, а по энергии 45—50%. Большие потери объясня­ ются наличием большого внутреннего сопротивления элементов, а также значительным газовыделением при заряде. На величину отдачи влияет также большая разница между напряжением разряда и заряда и величина зарядного тока. С повышением зарядного тока увеличивается количество кислорода и водорода, выделяющихся у электродов. Большая часть этих газов, не вступая во взаимодей­ ствие с активной массой пластин, бесполезно выделяется из электро­ лита, увеличивая потери в аккумуляторе.

| В н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е у щелочных акку­ муляторов в процессе работы все время меняется. Благодаря неболь­ шому расстоянию между пластинами и большой их поверхности внутреннее сопротивление любого аккумулятора небольшое. Однако с возрастанием разрядного тока и особенно при больших перегруз­ ках батареи (например, при движении электровоза на подъем) внут­ реннее сопротивление батареи и ее межэлементных соединений возра­ стает. При разряде сопротивление аккумулятора растет вначале медленно, затем быстрее и к концу разряда достигает величины вдвое больше начальной. При заряде, через некоторое время после начала заряда, сопротивление уменьшается, а к концу, при бурном «кипении» электролита, вновь достигает значительной величины благодаря пузырькам газа, покрывающим поверхность пластин и находящимся в электролите.

Существенное влияние на увеличение сопротивления аккумуля­ тора оказывает состояние контактов и межэлементных соединений. При эксплуатации батареи контакты и межэлементные соединения

могут ослабеть и загрязниться, что вызовет резкое увеличение сопротивления. Это обстоятельство нужно иметь в виду при обслу­ живании батарей.

С а м о р а з р я д . Каждый аккумулятор имеет свой нормальный саморазряд, который характеризуется потерей емкости за сутки или за определенный срок хранения. Различают внутренний и внеш­ ний саморазряды. Внутренний саморазряд возникает самопроиз­ вольно между активными массами самого элемента независимо от того, находится ли батарея в работе. Внешний саморазряд появ­ ляется в результате утечки тока между элементами и вызывается главным образом недостаточной тщательной уборкой элементов или небрежностью при эксплуатации.

Увеличенный саморазряд вызывается присутствием примесей в электролите и в активной массе электродов, а также наличием коротких замыканий во внутренней и внешней цепях. Короткие замыкания во внутренних цепях могут происходить вследствие выпадения активной массы на дне сосуда и соприкосновения положи­ тельных и отрицательных электродов между собой. Внешний само­ разряд можно свести до минимума, если после каждого заряда закрывать элементы пробками и батарею тщательно протирать вначале влажной тряпкой до полного удаления следов электролита, а затем сухой.

Саморазряд у щелочных аккумуляторов значителен только первые сутки после заряда. За первые 24 ч он достигает 8 —10% емкости. Затем саморазряд замедляется и в течение нескольких недель составляет только 15%. Саморазряд у железо-никелевых аккумуляторов больше, чем у кадмий-никелевых, что объясняется более энергичным взаимодействием железа с водой, чем кадмия.

У железо-никелевых аккумуляторов величина самозаряда в зна­ чительной степени зависит от температуры электролита. При темпе­ ратурах порядка 40—45° С саморазряд в течение 15 дней достигает 93% емкости, а в течение 30 суток близок к 100%.

С р о к с л у ж б ы аккумулятора определяется числом циклов или ампер-часов, которое можно от него получить. Циклом счи­ тается процесс заряда — разряда аккумулятора. Срок службы в значительной степени зависит от правильной эксплуатации ба­ тареи. Систематические недозаряды и глубокие разряды значительно

руемая заводом-изготовителем при установленном режиме разряда до конечного напряжения 1 в при температуре электролита от —j-15 до +35° С. Так, номинальная емкость аккумулятора ТЖН-350 заводом-изготовителем гарантируется 350 а-ч при пятичасовом режиме разряда током 70 а до конечного напряжения 1 в.

Для определения плотности или удельного веса электролита служит ареометр. Большое распространение получили сифонные ареометры с грушей (рис. 133, б). Чтобы замерить плотность электро­ лита, в аккумулятор опускают трубку, предварительно сжав рези­ новую грушу. При разжимании последней в стеклянный сосуд всасывается такое количество электролита, чтобы в нем мог сво­ бодно плавать ареометр. Плотность электролита определяется степенью погружения ареометра.

Рис. 133. Контрольно-измерительные приборы

Для определения уровня электролита в элементах пользуются стеклянной трубкой (рис. 133, в) диаметром 5—6 мм с метками на высоте 15 и 30 мм. Трубку опускают в элемент до соприкосно­ вения с пластинами и электролит по ней поднимается на высоту своего уровня над пластинами. Плотно закрыв пальцем верхний конец трубки, вынимают ее из аккумулятора, держа над отверстием для заливки. Уровень электролита над пластинами должен быть не ниже 15 и не выше 30 мм.

Для определения температуры электролита пользуются термо­ метром (рис. 133, а), который опускают непосредственно через отверстие для заливки элемента.^ Замер производится в нескольких элементах.

Напряжение отдельных элементов батареи во время заряда определяется переносным вольтметром с двумя шкалами. Измерить напряжение отключенной батареи вольтметром нельзя. При разо­ мкнутой сети он покажет напряжение на зажимах, почти равное э. д. с. батареи, так как потеря напряжения внутри батареи при разомкнутой сети отсутствует.

Для замера напряжения отдельных элементов отключенной батареи пользуются нагрузочной вилкой, представляющей собой

АЬ

Рис. 134. Счетчик ампер-часов Х-602:

две изолированные друг от друга ножки, укрепленные на деревян­ ной ручке. Между ножками прибора параллельно включены вольт­ метр и нагрузочное сопротивление. Для определения напряжения батареи вилку устанавливают концами ножек на штыри элемента

нагрузкой и обнаружить короткое замыкание.

Для учета количества электричества, израсходованного при заряде и полученного при разряде батареи, применяют счетчики ампер-часов. Наиболее распространены счетчики ртутно-моторного типа, которые хорошо работают в тяжелых условиях, с ферродинамической системой типа Д-764 и электролитического типа Х-602.

Счетчик ампер-часов Х-602 является интегрирующим прибором, изменение показаний которого за определенное время прямо про­ порционально количеству электричества, прошедшего через счетчик

за это же время. Он предназначен для работы с батареями ТЖН максимальной емкостью до 650 а • ч и состоит из электролитического элемента, набора сопротивлений и исполнительного механизма автоматического отключения батареи от зарядного устройства. Электролитический элемент ЭЛЭ(рис. 134,а),являющийся измеритель­ ной частью счетчика, представляет собой герметический стеклянный сосуд, разделенный в верхней и нижней частях пористыми стеклян­ ными дисками 1. Сдвух сторон к верхнему диску крепятся платино­ вые сетки 2, покрытые чернью, которые служат катализаторами. К сеткам крепятся два вывода 3 и 4. Нижний диск 1 препятствует выравниванию уровней электролита в коленах элемента. Электро­ литом служит 30%-ный раствор серной кислоты. Свободная от элек­ тролита верхняя часть ЭЛЭ заполняется водородом. В верхней и ниж­ ней частях измерительного колена элемента имеется два дополнитель­ ных вывода 5 и 6.

Принцип действия счетчика заключается в том, что при про­ хождении тока через электролит в измерительной трубке выделяется водород, количество которого прямо пропорционально силе тока. Выделение водорода приводит к изменению уровня электролита в измерительном колене электролитического элемента. Положение уровня электролита служит критерием степени разряда и заряда батареи. При заряде батареи уровень электролита в измерительной трубке перемещается вверх, и в любой момент времени счетчик показывает количество электричества, которое необходимо еще сообщить батарее до ее полного заряда. При разряде батареи уровень электролита опускается вниз, и счетчик показывает количество электричества, израсходованного батареей.

Счетчик производит учет количества электричества при нагрузке от 2 а и выдерживает перегрузки до 375 а в течение 5 сек. Измери­ тельная цепь счетчика (рис. 134, б) включает в себя электрический элемент (ЭЛЭ) и добавочные сопротивления (7?х, i?2 и R 3) и подклю­ чена к выводам счетчика 2 и 3. При разряде батареи ток через ЭЛЭ определяется напряжением на шунте, приложенным к клеммам счетчика 2 и 5, величиной сопротивления П± и внутренним сопро­ тивлением ЭЛЭ. В режиме разряда сопротивления й 2 и й 3 шунти­ рованы нормально замкнутыми контактами реле Р г (Я и Я), К РХ. Ток при этом протекает через обмотку реле Р х в направлении от вывода 3 к выводу 2. В режиме заряда для учета к. п. д. в измери­

Благодаря протеканию тока через обмотку реле Р г в направлении от вывода 2 к выводу 5, при определенной величине тока происходит переключение реле Р х. Его контакты П и Я переключаются

устройства представляет собой усилитель постоянного тока, собран­ ный на двух триодах Т г и Г2, вход которого подключен к электро­ дам 5 и 6 типа ЭЛЭ, а на выход включено реле Р 2 типа РЭС-6. При разряде питание на усилитель не подается, так как контакты Я и Л реле Р ± и контакты К Р2 реле Р 2 — разомкнуты. В режиме заряда реле Р г срабатывает и замыкает контакты Я и Л, в результате чего на усилитель подается напряжение.

Когда уровень электролита в измерительной трубке достигнет нулевой отметки шкалы, что указывает на получение батареей полного заряда, расположенные в верхней части трубки ЭЛЭ до­ полнительные контакты 5 я 6 замкнутся и напряжение подается на реле Р 2. В этом случае контакт К Р2 реле Р 2 замкнется и автома­ тически отключит батарею от зарядного устройства. После отклю­ чения заряженной батареи реле Р г обесточится и контакты Я я Л разорвут цепь питания усилителя, что приведет к размыканию контакта К Р2. В таком состоянии блок отключения счетчика Х-602 находится в течение всего цикла разряда до следующей установки батареи на заряд.

Батареи, на которых устанавливаются счетчики, должны быть тренированы, испытаны и заряжены.

Указатель счетчика при установке на АВР должен быть уста­ новлен на нуль. Показание счетчика снимается по нижнему уровню мениска электролита в измерительной трубке.

Щелочная аккумуляторная батарея должна возвращаться для заряда в гараж, как только показание счетчика ампер-часов дости­ гнет нижнего предела. Нижний предел, до которого можно разря­ жать батарею, определяется паспортной емкостью батареи.

Перед зарядом необходимо тщательно осмотреть батарею, про­ тереть наружные части от грязи, пыли и пролитого электролита, проверить состояние контактов, уровень и плотность электролита в каждом элементе и степень разряженности батареи, а зажимы, крышки и межэлементные соединения смазать техническим вазе­ лином. Для определения степени разряженности батарею подклю­ чают к разрядному устройству.

К заряду можно приступить, если температура батареи не пре­ вышает 30° С. Во время заряда следят за температурой электролита, напряжением и величиной тока батареи. Заряд производят при открытых крышках и клапанах, которые закрывают только через 1—2 ч после окончания заряда.

С течением времени батареи теряют свою первоначальную ем­ кость. При этом конечное напряжение при отдаче номинальной емкости будет уменьшаться. Поэтому через каждые 6 месяцев про­ водят контрольные циклы и определяют конечное напряжение

Другой частой причиной саморазряда является загрязнение электролита примесями металлов, особенно меди и олова. Они осаждаются на отрицательном полюсе и образуют короткозамкну­ тые элементы внутри пластины. Удалить такие примеси в условиях шахты невозможно, и элементы отправляют в ремонт. Для пред­ отвращения попадания в электролит вредных примесей надо избе­ гать применения медных и алюминиевых межэлементных соединений а также использования для пайки корпусов аккумулятора олова, и свинца.

Сильное выделение газов при нормальной работе наблюдается при сильно загрязненном электролите, что особенно часто наблю­ дается у бездействующих аккумуляторов.

Слишком низкое напряжение у неработающих аккумуляторов может быть при коротком замыкании или утечка тока, а у работа­ ющих аккумуляторов бывает при чрезмерном накоплении осадков, которые соприкасаются с пластинами.

Слишком низкое напряжение при разряде и слишком высокое при заряде наблюдается при плохих контактах. Для устранения этого недостатка контакты нужно зачистить и зажимы плотно затянуть.

Резкое падение напряжения под нагрузкой может наблюдаться

уаккумуляторов с сильно пониженным уровнем электролита. Чрезмерный нагрев электролита происходит вследствие ненор­

мально большого тока заряда и разряда или в результате передачи тепла электролиту через сосуд от греющегося контакта.

Быстрое образование ползучих солей происходит при слишком высоком уровне и повышенной плотности электролита или при плохой смазке вазелином металлических частей аккумулятора. Для устранения этого необходимо довести плотность и уровень электролита до нормы и обновить смазку металлических частей аккумулятора.

Батарея имеет нормальное напряжение, но не дает нормальной величины тока при понижении уровня электролита у одного из аккумуляторов батареи и при слабых контактах.

Выпучивание стенок сосуда бывает при порче клапана и при преждевременном закрывании его после заряда. Выделяющиеся газы, не находя себе выхода, скапливаются внутри сосуда и выпу­ чивают его стенки.

В условиях шахты производят только текущий планово-преду­ предительный ремонт аккумуляторных батарей, который в основном сводится к замене резиновых чехлов, межэлементных соединений п промывке элементов с заменой электролита. Средний и капиталь­ ный ремонт щелочных батарей в шахте не производят из-за слож­ ности разборки и сборки аккумулятора. Аккумуляторы, требующие среднего и капитального ремонта, отправляют на завод.

Промывку батарей согласно заводской инструкции нужно произ­ водить каждые 12 месяцев. При этом батарею нужно очистить от осадков, образующихся в элементах при длительной работе в шахте. Для облегчения и ускорения промывки применяют специальные

промывочные машины, которые позволяют одновременно промывать до 32 элементов. Длительность промывки 30—40 мин. Механизация промывки ускоряет процесс и создает более безопасные условия работы с едкой щелочью. Для обслуживания машин требуется только один рабочий.

§ 8. Оборудование зарядных камер и электровозных гаражей

Для стоянки электровозов во время перерыва в работе, осмотра и ремонта электровозов и заряда батарей в шахте оборудуются специальные помещения, называемые гаражами. При откатке аккуму­ ляторными электровозами гараж обычно объединяется с зарядной камерой.

Гаражи и зарядные камеры помещают в специально проведенных выработках или уширениях откаточных выработок. Зарядные камеры в уширениях устраиваются в промежуточных выработках с малым сроком службы. Двери на въездах в гараж и зарядные камеры делают из огнестойкого материала.

Каждый гараж имеет не менее двух выходов. Он должен хорошо проветриваться и освещаться; зарядные камеры проветриваются только обособленной струей воздуха. Уровень пола гаража для обеспечения стока воды должен быть выше уровня головок рельсов

впримыкающей выработке на 200 мм. Для ремонта электровозов

втупике камеры устраивают смотровые ямы длиной 5—6 м, глу­

биной 1,5—1,6 м и шириной, равной ширине колеи. Для спуска I' яму сбоку устраивают приямок с лестницей. Над смотровой ямой а монтажной балке подвешивают таль для снятия двигателей, иолускатов, подъема рамы электровоза и других тяжелых деталей.

11о роду обслуживаемых электровозов гаражи могут быть пред­ назначены для контактных электровозов, для аккумуляторных электровозов с зарядными камерами и комбинированные — для контактных и аккумуляторных электровозов.

В зарядной камере осуществляют заряд и ремонт аккумуляторных батарей. Заряд производится на зарядных столах, а ремонт — на ремонтных столах. Производить ремонт на зарядных столах воспре­ щается. Число зарядных столов в гараже зависит от числа работа­ ющих электровозов и условий их работы.

Зарядным стол состоит из рамы 1 (рис. 135), двух накатывающих 2 и двух направляющих 3 устройств и четырех домкратов 4. Накаты­ вающее устройство представляет собой две обоймы, в которых уста­ навливаются ролики 5, вращающиеся на шарикоподшипниках. Направляющее устройство представляет собой две обоймы с роли­ ками, вращающимися на пальцах.

Для облегчения перекатывания батареи рамы зарядных столов установлены па четырех домкратах, которые позволяют регули­ ровать высоту стола соответственно высоте перекатывающего устрой­ ства. Домкраты вводятся в работу попарно с каждой стороны стола. Предел регулирования каждого стола, например для электровозов

АМ-8 и 8АРП, по высоте составляет 690—755 мм. На электрово­ зах 4,5АРП-2 батареи заменяют на промежуточных штреках, куда их доставляют на специальных тележках. Батареи можно поменять на разминовках или двухпутевых участках пути.

Для ускорения и механизации процесса замены батареи применя­ ются ручные кран-блоки и мостовые краны. Ручная кран-балка РКБ-1 применяется для перестановки батарейных ящиков на 8-тон­ ных электровозах. Кран-балка может обслуживать до 10 электро­ возов. Грузоподъемность ее 3,5 Г, максимальная высота подъема

батареи 360 мм. Мостовые краны для перестановки аккумулятор­ ных батарей изготовляются двух типов — КЭД-3 и КЭД грузо­ подъемностью 5 Т.

Мостовой кран КЭД-3 (рис. 136) предназначен для механиза­ ции перестановки аккумуляторных батарей с электровозов АМ-8, 8АРП-3 и 13АРП-1 на зарядные столы и обратно в зарядных камерах шириной 4000 мм при ширине колеи 900 мм. Мостовой кран КЭД служит для перестановки батарей электровозов АМ-8, 8АРП-3 при ширине колеи 550, 575 и 600 мм в зарядных камерах шириной 3500 мм. С помощью кранов типа КЭД двое рабочих меняют бата­ рею за 10—12 мин. Кран состоит из моста с механизмом передви­ жения и тележки с механизмом подъема. Мост крана представляет собой разборную рамную конструкцию из швеллеров и двутавров,

действующий автоматически благодаря наличию в тормозном устрой­