Современные типы аккумуляторов

В настоящее время на предприятиях связи наиболее широкое распространение получили свинцовые аккумуляторы (никель-кадмиевые АБ применяются только в особых случаях при жестких требованиях по температуре). Это связано с высокими технико-экономическими показателями свинцовых (кислотных) АБ – большой удельной энергоемкостью и малой стоимостью на единицу количества электричества. К достоинствам свинцовых аккумуляторов относятся также их высокая надежность и относительно низкие эксплуатационные затраты. Срок службы стационарных аккумуляторов может достигать 12...
15 лет, стартерных – 4…5 лет.

По конструктивным особенностям аккумуляторы делятся на две большие группы – закрытого типа и герметичные. Закрытые негерметичные аккумуляторы (ЗНА) выпускают в настоящее время некоторые зарубежные фирмы. Основными представителями рынка негерметичных аккумуляторов для электросвязи являются корпорация COSLIGHT в Китае (серия GF), северо-американское предприятие «Телеком» (Nort American Telecom (серии OPzS, OPzL, Ogi, UPS, OpzS, Ogi), OLDHAM France (серии OPzS, LIC, UTC, NTC и др.) и т.д. [1, 2]. Все ЗНА можно условно разделить на два типа:

· конструкция с избыточным объемом электролита;

· конструкция с возможностью долива воды.

Корпуса таких аккумуляторов выполняются из прозрачной пластмассы.

Герметичные аккумуляторы изготавливаются из непрозрачной пластмассы. На верхней крышке расположены выходные клеммы и регулирующий клапан. Часто этот клапан скрыт декоративно-защитной панелью и его трудно обнаружить. Регулирующий клапан имеет принципиальное отличие от пробки ЗНА, хотя в некоторых моделях выглядит как заливная пробка. Он осуществляет одностороннее пропускание газов из бака аккумулятора наружу, снимает избыточное давление, но препятствует проникновению газообразных примесей внутрь бака. Герметичные аккумуляторы в зависимости от способа связи электролита делят на два типа:

· аккумуляторы с микропористым сепаратором, который пропитывается сернокислотным электролитом. Капиллярная структура сепаратора предотвращает вытекание электролита. По такому принципу строятся аккумуляторы фирм OLDHAM France (АБ типа OPzS, TC, EG, ESPACE и др.), YUASA и CHLORIDE;

· аккумуляторы сжелеобразным силиконовымэлектролитомнетекучей, вязкой консистенции. Сепаратор в этом случае изготавливается аналогично «классическим» аккумуляторам. По такому принципу строятся аккумуляторы VARTA и HAGEN [3 и 4].

Во время эксплуатации закрытых и герметичных аккумуляторов обязательно должны соблюдаться следующие условия.

1. Содержание в режиме «плавающего заряда», т.е. превышение напряжения выпрямителя содержания над ЭДС АБ при любых изменениях этой ЭДС должно быть равно 0, 14 В/элемент. Последнее равно напряжению поляризации кислотного аккумулятора. Величина ЭДС ЗНА и герметичных аккумуляторов различна. У герметичных она выше за счет более высокой концентрации электролита. Поэтому напряжение «плавающего заряда» в нормальных условиях равно: ЭДС + напряжение поляризации = 2, 14+ 0, 14 = 2, 28 В/элемент.

2. Нестабильность напряжения «плавающего заряда» должна быть не более 1 %, поскольку рекомбинация газа наиболее эффективна при малом газовыделении. При большом газовыделении избыток нерекомбинированного газа сбрасывается через клапан, что отрицательно сказывается на долговечности АБ.

3. Требуется температурная компенсация напряжения «плавающего заряда». Понижение напряжения «плавающего заряда», как и понижение температуры, ведут к саморазряду и уменьшению гарантированного времени разряда до конечного напряжения.

4. Конечное напряжение разряда закрытых аккумуляторов может быть ниже, чем у открытых, благодаря лучшей диффузии активных веществ. Кроме того, эти аккумуляторы допускают разряд при низких температурах (рис. 15), хотя отдают при этом меньшую емкость.

Несоблюдение перечисленных условий приводит к значительному сокращению срока службы АБ. Так, повышение температуры на 10 оС сокращает срок службы герметичных АБ в два раза, если номинальные параметры рассчитаны на температуру +20 оС. На закрытые батареи температура оказывает меньшее влияние, но оно тоже существенно.