Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

В электроремонтном производстве в настоящее время используются совершенные методы организации ремонта и концентрации производства по всем сериям электровозов.

Аккумуляторная батарея на электровозах служит источником энергии напряжением 50В для катушек аппаратов, осветительных и сигнальных ламп при неработающих генераторах управления.

 

2.2  Устройство  аккумуляторных батарей НК – 125 

На электровозах применяют щелочную аккумуляторную батарею 42НК-125 ГОСТ 5.1227-72 .Буквы и цифры обозначают: НК-никель-кадмиевую;125 - емкость в А/ч; 42 - количество элементов.

 

Аккумуляторная батарея предназначена для питания цепей управления и освещения электровоза при не работающем ТРГТШ

Технические данные батареи следующие:

Номинальная ёмкость, А/ч. 125

Номинальное напряжение, В 50

Никель - кадмиевые аккумуляторы являются электрохимической системой, которая при заряде превращает электрическую энергию в химическую, а при разряде - химическую энергию в электрическую.

Электроды аккумуляторов могут сохранять энергию, получаемую от зарядного источника, и возвращать эту энергию после соединения с установкой, расходующей энергию.

Эта способность связана с изменением химического состояния под влиянием зарядного и разрядного токов.

Аккумуляторная батарея состоит из 42 щелочных никель - кадмиевых аккумуляторов НК-125, установленных в двух металлических ящиках 2 .В каждом ящике на тележке 6 установлен 21 аккумулятор 14 . На дне тележки уложены щелочестойкие резиновые полосы 8. В дне тележки и ящика имеются отверстия для стока электролита наружу. При обслуживание батареи тележка выкатывается на открытую до горизонтального положения крышку11. Крышка в нижней части крепится к ящику на петлях 1 и удерживается в горизонтальном положении тросами 7, связанными - с крышкой регулировочными болтами 9 .В закрытом положении крышка крепится к ящику вверху двумя четырехгранными замками, сбоку - двумя откидными замками. Для отвода газов вверху ящика вварены две трубки с грибками 3, для забора вентилирующего воздуха на торцовых стенках ящика предусмотрены отверстия. В зимнее время во избежание попадания снега в батарею отверстия закрывают крышками на резьбе изнутри ящика.

Тележка и внутренняя поверхность ящика окрашены щелочестойкой эмалью. Каждый аккумулятор находится в индивидуальном резиновом чехле 4. Между рядами аккумуляторов и сетками тележки установлены гетинаксовые листы 15. Аккумуляторы плотно прилегают друг к другу, что обеспечивается болтами 5 (через нажимные гетинаксовые плиты 16) и фанерными листами 12. Аккумуляторы соединены последовательно медными никелированными шинами 13. Выводы аккумуляторов, шины и оси колес 10 покрывают защитной смазкой.

 

2.3  Характерные  повреждения и их причины

а). Понижение емкости аккумуляторов - основная и серьезная неисправность щелочных аккумуляторов.

Основные причины потери емкости следующие:

накопление углекислых солей в электролите сверх допустимой величины;

работа на электролите без добавки едкого лития;

эксплуатация аккумуляторов при температуре электролита выше +55С;

загрязнение электролита вредными примесями;

короткое замыкание и повышенный заряд;

неправильный режим ее эксплуатации.

б). Накопление карбонатов.

В электролите проходит наиболее интенсивно в летнее время и при повреждениях или отсутствии пробок на аккумуляторах. Накапливаясь в электролите, карбонаты снижают содержание щелочи, что приводит к снижению емкости.

в). Высокая температура электролита.

При эксплуатации аккумуляторов, приводит к безвозвратной потере емкости.

Железная активная масса, практически, почти нерастворимая в электролите при нормальных условиях эксплуатации при высокой температуре растворяемости и действует в электролите на положительный электрод. Высокая температура электролита часто является следствием неправильного выбранного режима заряда батареи на тяговом подвижном составе, приводящего к систематическому перезаряду аккумуляторов.

г). Загрязнение электролита вредными примесями.

Может произойти в результате попадания в отдельные аккумуляторы металлических приборов, так и при доливке аккумуляторов непроверенной природной водой.

д). Короткое замыкание.

Чаще всего возникает из-за большого количества шлама, образующегося при вымывании активной массы из электродов. Кроме коротких замыканий внутри аккумулятора часто возникают короткие замыкания в батарее. Это чаще случается тогда, когда сопротивление изоляции батареи ниже нормы. Вторая серьезная причина-это перетирание резиновых чехлов, которое наблюдается там, где аккумуляторы закреплены в ящике деревянными клиньями. При езде весь ящик вибрирует и крепление расшатывается.

е). Механические повреждения.

Основная причина - это повреждение изоляционных резиновых чехлов и вентиляционных пробок.

Практика показывает, что резиновые чехлы механически непрочны, их повреждение приводит к заземлению, утечкам тока, коротким замыканиям.

ж). Короткое замыкание внутри аккумулятора.

Непосредственное соприкосновение положительных и отрицательных электродов, большое количество шлама, попадание токопроводящих элементов между электродами.

з). Повышенный саморазряд.

Наличие вредных примесей в электролите, частичные замыкания, плохое состояние изоляции батареи.

и). Загрязнение электролита: попадание металлических примесей, использование не дистиллированной воды.

к). Пониженная емкость: накопление карбонатов, неправильный режим заряда, эксплуатация при повышенной температуре.

Наиболее часто встречающееся механическое повреждение - это повреждение изоляционных резиновых чехлов. Резиновые чехлы механически не прочны, их повреждение приводит к заземлению аккумулятора, утечке тока, короткому замыканию. Перетирание чехлов наблюдается там, где аккумуляторы закреплены в ящике деревянными клиньями. При движении локомотива ящик вибрирует и крепления расшатываются.

Поточная линия представляет собой комплекс технологического, контрольного и транспортного оборудования, которое расположено по ходу сборки или разборки и специализировано на выполнении одной или нескольких операций.

В аккумуляторных отделениях монтируются поточные линии, на которых осуществляется ремонт батарей. Поточная линия оборудуется четырьмя зарядными постами, позволяющими осуществлять цикл «заряд - разряд - заряд» одновременно четырьмя батареями. Все элементы батареи ( для щелочной батареи типа НК - 125 42 элемента ) собраны в кассету которая устанавливается на транспортное устройство конвейера и перемещается по позициям. Поточная линия выполнена закрытой. В корпусе на каждой позиции имеются люки для возможности доступа к кассетам механизмам. С пульта управления задаётся ритм, необходимые параметры цикла, а также осуществляется контроль за технологическими операциями на каждой из 10 позиций. Электрическая схема управления однопроводная, напряжением 50 В. Давление воздуха в магистрали 0,6 Мпа.

1.Позиция.

На первой позиции элементы аккумуляторной батареи устанавливают в кассету.

2.Позиция.

На второй сливается электролит в специальную ёмкость для последующей регистрации, затем производится мойка элементов горячей водой ( t= 60 градусов Цельсия ) под давлением 0,3 - 0,45 Мпа. Гидросистема мойки работает от центробежного насоса. Загрязнённая вода поступает в отстойник.

3.Позиция.

На третьей - кассеты с элементами просушивают горячим воздухом.

4.Позиция

На четвёртой элементы заливают электролитом с помощью дозатора , кторый позволяет производить заливку одновременно всех элементов до необходимого уровня . Контроль наполнения электролитом осуществляется с помощью специальных датчиков.

5,6,7,8.Позиции

Пятая, шестая, седьмая и восьмая позиции являются зарядными постами. Панель - схема на зарядных постах выполнена из стеклопластика, и после остановки кассета автоматически накладывается на батарею, привод - пневматический. Контроль за напряжением на отдельных элементах батареи осуществляется с помощью шагового искателя.

9.Позиция

На девятой позиции - осуществляется корректировка уровня электролита добавлением дистиллированной воды, после чего завёртывают пробки элементов.

.Позиция

На десятой кассета перемещается к стеллажам готовой продукции в ожидании постановки на локомотив.

Ремонт чехлов аккумуляторных батарей и их проверка осуществляется на специальном стенде. В ванну стенда устанавливают 9 чехлов, в которые заливается вода. Поочерёдно в каждый чехол опускается щуп и подаётся напряжение 500 В. Миллиамперметр, установленный на панели управления, вынесенной вне стенда, показывает значение тока утечки. При токе утечки более 20 мА чехол бракуется.

Зарядно-разрядная установка типа А960.06 (2-ЗРУ-75-100) предназначена для, заряда и разряда аккумуляторных батарей от сети трёхфазного тока частотой 50 Гц, напряжением 380 В, имеет два поста для заряда (разряда) батарей.

На установке можно заряжать или разряжать аккумуляторные батареи в режимах: заряд стабилизированным током в течение зарядного времени; двухступенчатый заряд с контролем на первой ступени по напряжению, а всего заряда - по времени; двухступенчатый заряд с контролем на первой ступени по напряжению, время цикла не устанавливается; разряд стабилизированным током с контролем минимального напряжения батарей и возвратом электроэнергии в сеть.

Для преобразования переменного тока сети в постоянный при зарядке аккумуляторных батарей и для преобразования постоянного тока разряжаемых батарей в переменный, возвращаемый в сеть в качестве основных силовых элементов, использованы тиристоры, управление которыми в обоих режимах осуществляется специальными блоками управления, входящими в установку. Управление тиристорами построено на принципе, сущность которого состоит в формировании фазы управления тиристорами путём сравнения пилообразного напряжения, синхронизированного с сетью, с напряжением управления, которое либо задаётся оператором ( при ручном управлении), либо поддерживается автоматически на уровне, обеспечивающем установленное значение тока заряда (при режиме автоматической стабилизации тока).

Надёжностью является наиболее полной оценкой качества объектов (изделий). Под надёжностью понимают свойство объекта (изделия) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, Характеризующих способность его выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надёжность - сложное свойство, состоящее из сочетания таких свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность - это свойство объекта (изделия) непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство объекта (изделия) сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при - установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта (изделия), заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ритм линии - это промежуток линии, по истечении времени с линии выходит готовое изделие.

Темп линии - это количество изделий выпускаемых в течение определённого периода (в час, сутки, смену).

При эксплуатации электролит щелочных аккумуляторных батарей постоянно поглощает из воздуха углекислоту, которая, взаимодействуя с едким калием, натрием и литием, образует углекислые соли - карбонаты. Наличие карбонатов в электролите отрицательно влияет на работу аккумуляторных батарей, и при накоплении их более 70г в литре электролит подлежит замене.