Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Каусс Янис Янович

Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей
<
Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Каусс Янис Янович. Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей : ил РГБ ОД 61:85-5/2103

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ II

1.1. Электрохимические процессы никель-железных аккумуляторов II

1.2. Факторы, определяющие тепловое состояние тепловозных батарей . 16

1.2.1. Тепловыделение батарей . 16

1.2.2. Теплоемкость батарей 19

1.2.3. Теплоотдача батарей . 20

1.2.4. Нагрев и охлаждение батарей 21

1.3. Заряд никель-железных батарей 22

1.3.1. Использование тока заряда никель-железных аккумуляторов . 22

1.3.2. Способы заряда НЖ аккумуляторных батарей 24

1.3.3. Напряжение заряда НЖ аккумуляторов . 26

1.3.4. Энергетический баланс и отдача батарей 28

1.4. Особенности эксплуатации НЖ тепловозных батарей . 30

1.4.1. Отдача по энергии тепловозных батарей в эксплуатации . 30

1.4.2. Тепловой режим, срок службы и расход воды тепловозных НЖ батарей 31

1.5. Выводы по главе I . 33

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЩЕССА ЗАРЯДА ТЕПЛОВЫХ НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗНЫХ БАТАРЕЙ 34

2.1. Параметры, определяющие тепловое состояние НЖ батарей при заряде 34

2.1.1. Мощность тепловыделения батарей при заряде 34

2.1.2. Теплоемкость и теплоотдача тепловозных НЖ батарей 36

2.2. Зависимость характеристик заряда от теплового состояния батарей 40

2.3. Использование тока заряда 46

2.4. Результаты и выводы по главе 2 57

Глава 3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА ЗАРЯДА ТЕПЛОВОЗНЫХ НІ БАТАРЕЙ 58

3.1. Выбор принципа регулирования режима заряда НЖ батарей 58

3.2. Определение рациональных величин тока заряда тепловозных НЖ батарей 62

3.3. Степень заряда тепловозных НІ батарей в эксплуатации 64

3.4. Результаты и выводы по главе 3 71

Глава 4. СИСТЕМЫ ЗАРЯДА ТЕПЛОВОЗНЫХ НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗНЫХ БАТАРЕЙ В РАЦИОНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ 73

4.1. Принципиальная силовая схема системы заряда 75

4.2. Исследование формы тока заряда батареи 81

4.3. Системы заряда тепловозных БЖ батарей от отдельного генератора с регулировкой по напряжению в зависимости от температуры 84

4.4. Система стабилизации напряжения генератора заряда аккумуляторной батареи 86

4.5. Результаты и выводы по главе 4 91

Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВОЗНЫХ БЖ БАТАРЕЙ 92

5.1. Характерные неисправности тепловозных БЖ батарей в эксплуатации 92

5.2. Расход воды в тепловозных БЖ батареях 94

5.3. Тепловой режим тепловозных БЖ батарей в эксплуатации . 96

5.4. Условия эксплуатации тепловозных НЖ батарей 99

5.4.1. Характерные нарушения правил эксплуатации тепловозных БЖ батарей и влияние этих нарушений на показатели работы батареи ,ч 99

5.4.2. Температура БЖ батарей в эксплуатации ;. 103

5.4.3. Особенности эксплуатации тепловозных БЖ батарей при заряде в рациональном режиме

5.5. Экономическая эффективность внедрения рационального режима заряда тепловозных БЖ а батарей . 105

5.6. Результаты и выводы по главе 5 108

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 109

ПУБЛИКАЦИИ III

ЛИТЕРАТУРА 112

ПРИЛОЖЕНИЯ 124

Введение к работе

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года предусмотрено повысить надежность технических средств транспорта, уделить особое внимание разработке и освоению выпуска электротехнического оборудования, имеющего более высокий коэффициент полезного действия, а также развить производство и обеспечить широкое применение систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и микро - ЭВМ.

Реализация этих задач в тепловозостроении выражается в увеличении мощности тяговых единиц, в замене свинцово-кислотных батарей щелочными никель-железными (БЖ), которые более перспективны по своим технико-экономическим показателям, а также в повышении номинального напряжения батарей.

Современное тепловозостроение характеризуется увеличением мощности тепловозов и заменой двух и трехеекционных тепловозов односекционными t IJ. Для снижения массы и габаритов тепловозов повышают напряжение их энергоустановок, в том числе и напряжение стартерной аккумуляторной батареи. При этом количество аккумуляторов в батарее увеличивается, но в батарее можно применять аккумуляторы с меньшей номинальной емкостью. В целом масса батареи определяется необходимой величиной пусковой мощности и может быть уменьшена применением аккумуляторов с более высокой удельной мощностью.

Для запуска двигателей тепловозов во всем мире наиболее широко используются свинцово-кислотные батареи. Учитывая ограниченные ресурсы свинца Г2,3J как в нашей стране, так и за рубежом, доминирует тенденция применения на тепловозах щелочных батарей. Кроме того, срок службы щелочных батарей намного больше свинцово-кис- - 7 -лотных. Эксплуатационные расходы щелочных батарей меньше, и они более приспособлены для условий работы при тряске и вибрации на подвижном составе Ш.

За рубежом из щелочных батарей наиболее широко применяют никель-кадмиевые, а в нашей стране - никель-железные. Это связано с относительно высокой стоимостью никель-кадмиевых аккумуляторов в сравнении с никель-железными [5] и с тем, что СССР занимает ведущее место в мире по разработке и производству никель-железных аккумуляторов 6J.

Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые батареи допускают более широкий диапазон рабочих температур, чем никель-железные батареи, и поэтому никель-железные батареи наиболее пригодны для тепловозов, эксплуатируемых в зонах с умеренным климатом.

В последние годы разработаны новые конструкции никель-железных аккумуляторов с безламельными отрицательными электродами f7,8J , а также с электродами таблеточной конструкции С9] , имеющие высокие удельные энергетические показатели. Так, например, масса батареи из аккумуляторов с безламельными отрицательными электродами 46ТПЖНК-250 составляют 90$ и объем 75$ от массы и объема наиболее распространенной свинцово-кислотной тепловозной батареи 32ТН-450 с примерно одинаковой удельной максимальной мощностью. Для батареи таблеточных аккумуляторов 46ТБЖТ-40СМ эти величины составляют 72$ и 60$ соответственно.

Для свинцово-кислотных батарей на тепловозах используется, система заряда при постоянной величине напряжения. Такая система обеспечивает постоянный уровень напряжения питания вспомогательного электрооборудования тепловоза и предотвращает перерзаряд батарей, так как потенциал электродов свинцово-кислотных аккумуляторов в конце заряда повышается, автоматически снижая величину тока заряда. Зарядные характеристики никель-кадмиевых батарей в принципе не отличаются от характеристик свинцово-кислотных батарей, и поэтому никель-кадмиевые батареи также удовлетворительно работают на тепловозах с системами заряда при постоянной величине напряжения.

Потенциал электродов никель-железных аккумуляторов в зависимости от степени заряда меняется незначительно и, кроме того, зависит от температуры батареи. В результате этого при постоянной величине напряжения в конце заряда не происходит существенного уменьшения тока заряда, величина которого в основном определяется температурой батареи.

Исследования условий эксплуатации на Казахской, Южной, Среднеазиатской и Приволжской дорогах, проведенные ЦНИИ МПС ПО], на Северной, Одесско-Кишиневской, проведенные ВНИТИ CIIJ показали, что система заряда никель-железных батарей при постоянной величине напряжения заряда в зависимости от климатических условий приводит к перезаряду и перегреву аккумуляторов или к недозаряду и потере их работоспособности.

Кроме тепловозов, никель-железные батареи применяются и в ав-томобильно-тракторном транспорте Г12J , где в результате создания аккумуляторов таблеточной конструкции С9] , эти батареи открыли новые перспективы в повышении срока службы и в снижении стоимости стартерных батарей.

Таким образом, никель-железные стартерные батареи получают все возрастающее практическое применение и имеют хорошую перспективу, и, следовательно, вопросы усовершенствования их эксплуатационных показателей являются весьма актуальными. Оптимизация условий работы тепловозных батарей имеет важное значение, так как помимо чисто экономического эффекта это должно гарантировать их надежность работы на тепловозах.

При оптимизации условий работы тепловозных батарей следует иметь в виду, что режим пуска дизеля и питание вспомогательных нагрузок тепловоза от никель-железных батарей или от свинцово-кис-лотных батареи практически не отличается и достаточно изучен. Режим заряда батарей, в отличие от режима разряда, не связан с ограничениями, определенными характером нагрузки, и, с учетом возможностей современной тиристорной импульсной техники регулирования, может быть осуществлен различными способами.

Так как характер зарядных характеристик никель-железных батарей определяется температурой, не менее важными являются вопросы обеспечения нормальных температурных условий работы батарей. Кроме того, от температурных условий в первую очередь зависит срок службы батарей. Из этого вытекает необходимость изучения тепловых свойств этих йатарей и разработки методов расчета их теплового режима;

Исследованию перечисленных вопросов, являющихся в настоящее время наиболее актуальными, и посвящена диссертационная работа, в которой на защиту выносятся: принципиально новый способ заряда тепловозных Щ батарей с контролем степени их заряда; новая методика определения баланса емкостей заряда-разряда тепловозных БЖ батарей в эксплуатации, основанная на экспериментально полученных зависимостях степени заряда аккумуляторов от сообщенной емкости;

3) новый способ и устройство определения конца заряда тепло возных БЖ батарей, основанный на экспериментальных исследованиях зависимости конечного напряжения перезаряда, температуры и толка заряда батареи; способы и устройства реализации заряда тепловозных НЖ батарей в рациональном режиме; результаты экспериментальных и теоретических исследований рационального режима заряда тепловозных Ж батарей; методика определения теплового состояния тепловозных НЖ батарей в эксплуатации.

При проведении опытов и исследований были использованы никель-железные аккумуляторы типа ТПЖНК-250, ТЖН-550, ТБЖТ-40СМ, ТВЖТ-І60 и свинцово-кислотные типа ТН-450 и СТЭН-140М.

Результаты исследований использованы при создании усовершенствованной системы заряда батареи 46ТПЖН-550 для тепловозов ТЭЗ и 2ТЭ1Ш и при разработке систем заряда батарей 68ТПЖНК-250 для ди-зельпоездов ДР-І и тепловозов 2ТЭ116.

Работа выполнена в дорожной лаборатории надежности тягового подвижного состава и тиристориой импульсной техники Прибалтийской железной дороги. - II -

Электрохимические процессы никель-железных аккумуляторов

Электрические показатели работы никель-железных аккумуляторов определяются электрохимическими и тепловыми процессами этих аккумуляторов Токообразующей реакцией никель-железного аккумулятора, который был разработан Т.А.Эдисоном в 1901 году [133 , является окисление металлического железа высшим окислом никеля, приводящее к образованию низших окислов железа и никеля. В современном представлении токообразующая реакция протекает согласно уравнению:

Процессы заряда-разряда системы БЖ могут быть повторены многократно, до нескольких тысяч циклов. Теоретическая энергия (удельная) этой системы составляет 965 кДж. кг"1 (268 Вт.ч .кг"1), величина э.д.с. примерно 1,38 В.

По своему электрохимическому поведению окисные электроды делятся на две группы CI4J. К первой группе относятся электроды из окиси ртути и окиси серебра, потенциал которых не изменяется при прохождении тока постоянной величины. Это свидетельствует о том, что в электродах происходят только количественные изменения. Окис-но-никелевые и окисно-марганцевые электроды относятся ко второй группе. Потенциал этих электродов непрерывно меняется при прохождении тока, что свидетельствует о постоянных качественных изменениях в твердых потенциалообразующих окислах электродов, т.е. в них не происходит превращение одного окисла в другой, а меняется только содержание активного кислорода.

Методом определения изменений концентрации электролита при работе окисно-никелевого электрода С15J , а также методом меченых атомов водорода и кислорода было установлено, что уравнение окисления-восстановления этого электрода имеет вид:

При работе электрод отдает и присоединяет атом водорода, и никель превращается из двухвалентного в трехвалентный и обратно. Это обусловлено процессами электронной и протонной проводимости гидроокиси никеля С16, 17J . Электронная проводимость ШООН значительно выше, чем №(ОН)г 9 и поэтому заряд может реализоваться при высоких плотностях тока С18J , а низкая электропроводность гидрата закиси никеля Мі(ОН)г не позволяет полностью восстановить высшие окислы при заряде. Разряженная масса содержит примерно 50$ трехвалентного никеля. При заряде не только весь двухвалентный никель превращается в трехвалентный, но и частично образуется четырехвалентный никель, доля которого увеличивается в более концентрированных растворах. При этом меняется кристаллическая структура гидроокиси никеля/? - модификация гидроокиси переходит в it - модификацию С19J . Более глубокий заряд в концентрированных электролитах приводит к увеличению емкости окисно-никелевого электрода, но ускоряет процессы старения, приводящие к необратимому снижению емкости.

Во время заряда или хранения отключенного окисно-никелевого электрода происходит выделение кислорода, так как потенциал электрода находится не в диапазоне потенциала устойчивости воды. На процесс выделения кислорода при заряде расходуется определенное количество электричества, т.е. зарядной емкости, но при хранении происходит саморазряд - постепенное снижение емкости электрода. Интенсивность саморазряда меняется во времени и имеет максимум непосредственно после заряда. За месяц хранения саморазряд окис-но-никелевого электрода составляет примерно 15$ и около 50$ за 10 лет. При температурах выше -f45C емкость окисно-никелевого электрода и его срок службы уменьшается [20, 2IJ как обратимо, так и необратимо в результате ускорения старения активной массы C22J . Если при нормальных температурах емкость окисно-никелевых электродов снижается примерно на 10$ за 1000 циклов заряда-разряда, то при 45-50С срок службы электрода не превышает 800 циклов.

На работу окисно-никелевого электрода влияют незначительные количества примесей в активной массе или электролите. Отрицательное влияние имеют примеси железа, магния и алюминия. Добавки соединений кобольта или бария к активной массе, а также едкого лития в электролит, увеличивают и стабилизируют емкость окисно-никелевого электрода С22, 23J .

Срок службы окисно-никелевых электродов в основном определяется интенсивностью накопления отравляющих примесей (в основном железа), рекристаллизацией окислов и окислением электропроводящих добавок.

Параметры, определяющие тепловое состояние НЖ батарей при заряде

Мощность тепловыделения тепловозных никель-железных аккумуляторов можно определить по формуле (I-2I) среднеквадратическая величина тока при импульсном регулировании. Тепловозные батареи в основном работают в стационарном режиме перезаряда при постоянной величине напряжения..Экспериментальное определение интенсивности газовыделения в режиме длительного перезаряда аккумуляторов ТПЖН-550, ТПЖНК-250 и ТШТ-400 при помощи барабанного газового счетчика типа ГСБ-400 показало, что установившаяся интенсивность газовыделения, приведенная к нормальным условиям (101,3.10 %а и 0С) составляет У4 = 1,68.10-7 м3/Кл±2#. Для существующих систем заряда тепловозных батарей коэффициент формы тока Кф практически равен единице. Следовательно, мощность тепловыделения uR тепловозных никель-железных батарей в стационарном режиме перезаряда при постоянной величине напряжения Ц g о в зависимости от установившегося тока перезаряда 13 можно определить видоизмененной формулой (I-2I): где hi - количество аккумуляторов в батарее.

Применяя для заряда батарей тиристорный импульсный регулятор, через батарею протекает пульсирующий постоянный ток с коэффициентом формы тока больше единицы. Величина коэффициента формы тока определяется отношением эффективного значения тока к среднему значению. Для определения коэффициента формы тока можно пользоваться амперметрами магнитно-электрической и электродинамической системы. Первый из них измеряет среднее значение пульсирующего постоянного тока, второй - эффективное значение.

Следовательно, при импульсном регулировании тока заряда мощность тепловыделения батареи можно определить по формуле: где Т . , к - значение тока заряда, измеренное амперметром магнитно-электрической системы; А - значение тока заряда, измеренное амперметром электродинамической системы.

Омическое сопротивление БЖ батарей / - RQ А/ в заряженном состоянии значительно меньше, чем в разряженном (см. раздел I.I.).

Значения А могут быть определены по методу, приведенному в разделе 1,2,, для определения омического сопротивления батареи 46ТПЖН-550 на тепловозе ТЭЗ в локомотивном депо Рига было произведено осциллографирование тока и напряжения батареи при импульсах тока разряда от 1700 до 1900 А при температуре батареи +І9С. В результате получено, что омическое сопротивление батареи 46ТПЖН-550 с учетом сопротивления проводов и соединений находится в пределах от I7.I0"3 до 18,ТО"3 0м. Сопротивление одного аккумулятора батареи составляет в среднем 0,38.10 3 Ом.

Для определения омического сопротивления батареи 68ТПЖНК-250, подобным образом были проведены измерения на тепловозе ТЭ116 в локомотивном депо йшим. При температуре батареи +15С сопротивление батареи 68ТПЖНК-250 находится в пределах от 20.I0"3 до 2І.ІСГ3 Ом. Сопротивление отдельного аккумулятора батареи состав ляет в среднем 0,30.10 3 Ом.

Выбор принципа регулирования режима заряда НЖ батарей

Срок службы тепловозных НЖ батарей в эксплуатации в основном зависит от особенностей режима их заряда, Увеличение срока службы и надежности этих батарей можно получить при обеспечении следующих условий;

а) ток заряда батареи не зависит от температуры батареи;

б) перезаряд батареи и, следовательно, ее нагрев и расход воды сокращен до минимума;

в) батарея заряжается до аккумулирования емкости не менее 70 80$ от ее фактической емкости при любой начальной степени заряда;

г) компенсируются емкости саморазряда и небольших разрядов батареи во время работы тепловоза;

д) питание вспомогательных цепей тепловоза не влияет на режим заряда батареи;

е) на режим заряда батареи не влияет наличие отпаек для питания потребителей с пониженными напряжением (АЛСН и другие).

Из наиболее распространенных способов заряда батарей, рассмотренных в разделе 1,3,2., основными являются заряд припостоянной величине тока и заряд при постоянной величине напряжения. Для заряда тепловозных стартерных свинцовых и- никель-кадмиевых батарей широко применяется только последний способ. Однако для НЖ батарей этот способ заряда не позволяет осуществить саморегулирование тока в конце заряда.

Как следует из раздела 2.2., при заряде НЖ батарей с постоян - 59 ной величиной напряжения, величина тока определяется температурой батареи. На рис. 3-І и 3-2 показаны экспериментально полученные кривые заряда аккумуляторов в пересчете на батареи 68ТПЖНК-250У2 и 46ТПЖН-550 с постоянной величиной напряжения в термокамере при различных постоянных температурах. Видно, что в зависимости от температуры батареи, конечный ток заряда меняется в широких пределах. Сутцествует определенная рациональная величина этого тока. Ток перезаряда больше рационального вызывает перегрев и увеличенный расход воды батареи. Ток перезаряда меньше рационального приводит к недостаточной степени заряда батареи в эксплуатации. В практике, для получения рационального конечного тока заряда, рекомендуют сезонные изменения напряжения заряда, количества аккумуляторов в батарее или сопротивления в цепи заряда батареи. В результате этих изменений, данный способ заряда при постоянном напряжении практически приближается к способу заряда с постоянной величиной тока.

На тепловозе во время заряда батареи ее температура меняется в зависимости от величины тока и условий охлаждения. На рис. 3-3 показан характер изменения тока заряда и температуры батареи 68ТПЖНК-250У2 при заряде напряжением 115 В. При этом характеристики "а" сняты спустя 24 часа после предыдущего полного разряда, а характеристика "б" - непосредственно после полного разряда. Видно, что в зависимости от начальной температуры батареи и продолжительности паузы перед зарядом при данных условиях охлаждения, характер изменений тока может значительно отличаться от "классических" характеристик, приведенных, на рис. 3-І и 3-2.

Принципиальная силовая схема системы заряда

Принципиальная силовая схема системы заряда HI батарей в рациональном режиме показана на рис. 4-2, и она содержит следующие, узлы: параллельный инвертор с возвратом реактивной энергии; П - узел суммирования напряжений; Ш - тиристорный ключ; 17 - существующий генератор постоянного тока (с регулятором напряжения типа БРН). Параллельный инвертор с возвратом реактивной энергии (см. рис. 4-2, блок I) при рабочей частоте 1200 Гц был избран как наиболее экономичный при минимальных габаритах по сравнению с другими типами инверторов. Мощность инвертора определяется необходимым повышением выходного напряжения зарядного устройства относительно напряжения вспомогательного генератора при низких температурах батареи (см. главу 3.): также обеспечивает коммутацию тиристоров Т4 и Тд.

Диаграммы напряжений при совместной работе генератора, инвертора и узла суммирования напряжений показаны на рис. 4-3. Для простоты анализа принято, что напряжение выхода инвертора имеет прямоугольную форму. Вторичная обмотка трансформатора Тр выполнена симметрично относительно среднего вывода 7, и напряжение на выводах I и 2 меняется симметрично относительно напряжения генератора Цг , и в противоположных фазах относительно друг друга (см. рис. 4-3, "а", "б"). Подавая импульсы управления в противофазах на тиристоры Т4 и Tg, а также на тиристоры Tg и Т ,) и сдвигая момент отпирания первой пары тиристоров (Т4 и Тд) по фазе на угол =?9ґ/2-относительно момента отпирания второй пары тиристоров (Tg и Т), получаем форму выходного напряжения У вых. » показанную на рис. 4-3, "в". При этом пульсация напряжения Вых. имеет удвоенную частоту по сравнению с рабочей частотой инвертора, сохраняя равенство напряжения генератора Ur и среднего значения выходного напряжения ых.с/,. Изменяя угол ? ( Уж/г. или 9Ґ/2 ), средняя величина Увьа.сь. (м« Рис« 4-3, "г", "д") изменяется соответственно, выше или ниже напряжения генератора Ur , Пределы регулирования выходного напряжения в основном определяются коэффициентом трансформации трансформатора Тр.

С целью получения надежного пуска зарядного устройства и работы главных узлов I и П системы в автоматическом режиме, устройство подключается к вспомогательному генератору тепловоза (см. рис. 4-2, ІУ) через тиристорний ключ (см. рис. 4-2, Ш), обеспечивающий повторные пуски устройства и быстродействующую защиту при перегрузках.

Характерные неисправности тепловозных БЖ батарей в эксплуатации

На Прибалтийской железной дороге проводится централизованный ремонт щелочных стартерных и тяговых аккумуляторов. Объем ремонта составляет примерно 3000 аккумуляторов в год. В течение последних 7 лет в дорожной лаборатории надежности проводился анализ причин неисправностей этих аккумуляторов. При этом у неисправных аккумуляторов был заменен электролит, проводились контрольно-тренировоч- -ные циклы заряда-разряда, и измерялись потенциалы электродов при разряде относительно окисно-ртутного электрода сравнения, а также определялось наличие внутренних коротких замыканий методом измерений э.д.с. аккумуляторов в разряженном состоянии после отстоя.

Без учета незначительного процента выхода из строя аккумуляторов типа ТПЖН-550 по вине завода-изготовителя и вследствие нарушений правил эксплуатации, основные причины их выхода из строя распределяются следующим образом:

а) пассивация отрицательных электродов 45%;

б) внутренне короткое замыкание 33$;

в) потеря емкости положительных электродов 20$;

г) коррозия сосудов 2%.

Пассивация отрицательных электродов, как правило, связана с окислением добавки сульфидной серы, вводимой в массу при изготовлении электродов, и их работоспособность восстанавливается путем введения сульфидной добавки в электролит в виде раствора сернистого натра.

Внутренние короткие замыкания в аккумуляторах возникают в результате набухания положительных электродов, уменьшения межэлект - 93 родного зазора и застревания в нем шлама, вымытого из пластин. Такие аккумуляторы поддаются ремонту с разборкой.

Снижение емкости положительных электродов является результатом накопления отравляющих примесей, в основном железа и алюминия, в поверхностном слое активной массы. При ремонте аккумуляторов с пониженной емкостью положительных электродов были проверены способы подпрессовки положительных пластин, обработки положительных пластин сернистой кислотой, а также способ электролиза воды в неисправном аккумуляторе с обратной полярностью. Однако, ни один из этих способов не дал положительных результатов, и проблема восстановления работоспособности положительных электродов еще ждет своего решения.

Коррозия сосудов аккумуляторов возникает при эксплуатации БЖ батарей с низким сопротивлением изоляции. С повышением напряжения тепловозных батарей с 75 В до НО В защита сосудов от коррозии приобретает особую важность. Эксплуатация высоковольтных (до 3000 В) БЖ батарей на Прибалтийской железной дороге показала, что разделение батареи на изолированные секции резко снижает интенсивность электрокоррозии стальных сосудов БЖ аккумуляторов. При сквозной коррозии сосуда БЖ аккумулятора электролит вытекает,и,при прохождении тока через аккумулятор, последний выходит из строя.

Похожие диссертации на Выбор режимов заряда щелочных никель-железных тепловозных батарей