Щелочные никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы.

Конструкция аккумуляторов. Существует несколько видов щелочных аккумуляторов. По устройству электродов их делят на ламельные и безламельные. по составу активной массы пластин - на никель-железные, никель-кадмиевые, серебряно-цинковые, по способу исполнения — на герметичные и негерметичные. В стальном никелированном корпусе ламельного никель-железного (НЖ) аккумулятора (рис. 216, а) расположены блоки положительных 2 и отрицательных 4 пластин. Разноименные пластины изолируют друг от друга эбонитовыми палочками 3. На верхней крышке корпуса размещены полюсные выводы и отверстие для заливки электролита, закрываемое пробкой. Пробка (рис. 216, б) имеет Т-образный канал / для выхода газов, закрываемый резиновым пояском 2, и прокладку 3. Полюсные выводы положительных и отрицательных пластин изолированы от крышки корпуса.



Пластины аккумулятора состоят из стальных перфорированных ламелей (оболочек), внутри которых находится активная масса. Для повышения электропроводности в активную массу добавляют графит или никель. В аккумуляторах типа НЖ число отрицательных пластин на одну больше, чем положительных, причем крайние отрицательные пластины касаются корпуса. Положительные пластины с торцов изолируют от корпуса листовым эбонитом. В аккумуляторах типа НК положительные пластины крайние, вследствие чего корпус сообщается с положительным полюсным выводом.

 Активной массой положительных пластин аккумуляторов типов НЖ и НК является гидрат окиси никеля Ni(OH)3. Активная масса отрицательных пластин у аккумуляторов типа НЖ состоит из губчатого железа, у аккумуляторов типа НК — из губчатого кадмия. Электролитом служит водный раствор едкого кали КОН или едкого натра NaOH плотностью 1,19—1,21 г/см3 с добавкой 20 г едкого лития на 1 л электролита, который препятствует изменению структуры активных масс положительных пластин в условиях высоких температур.

При разряде гидрат окиси никеля переходит в гидрат закиси никеля, а губчатое железо (кадмий) — в гидрат его закиси. На образование этих веществ не затрачивается едкий натр или едкое кали, поэтому плотность электролита во время разряда остается постоянной. Однако в аккумуляторы периодически доливают чистую воду, так как часть ее разлагается зарядным током на кислород и водород и испаряется. При заряде аккумуляторов типов НЖ и НК все химические процессы протекают в обратном порядке и пластины восстанавливаются до первоначального химического состава.



Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы типа НКБ отличаются от ламельных НК конструкцией пластин. Пластины безламельных аккумуляторов состоят из стальной рамки, в которую впрессована порошкообразная активная масса. Применение таких пластин позволило увеличить удельную емкость щелочных аккумуляторов на 30—40%.

 Положительные и отрицательные пластины в аккумуляторах типа НКБ изолируют друг от друга гофрированной пленкой из винипласта или специальной комбинированной изоляцией. Благодаря этому уменьшается расстояние между пластинами, а следовательно, и внутреннее сопротивление аккумулятора. Безламельные аккумуляторы не боятся низких температур и имеют малый саморазряд.

 Отечественная промышленность выпускает батареи безламельных аккумуляторов типов 4НКБ-15, 4НКБ-20, 10НКБ-60 и т. д. Первые цифры указывают число последовательно соединенных аккумуляторов в батарее, буквы НК — никель-кадмиевая; буква Б — безламельная, а число в конце — номинальную емкость батареи в ампер-часах.

 На протяжении всего срока службы герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы не требуют доливки или корректировки электролита. Их заряжают закрытыми и допускается их эксплуатация при любом положении в пространстве. Промышленность выпускает герметичные НК аккумуляторы дисковой, цилиндрической и прямоугольной конструкций. Корпус аккумулятора 3 герметичного аккумулятора типа НК дисковой конструкции (рис. 217) представляет собой стальной никелированный сосуд круглой формы с кольцевым выступом. Стальную никелированную крышку 4 изолируют от корпуса изоляционной прокладкой 7 и герметически запрессовывают верхним краем корпуса. Внутри корпуса находятся положительный 8 и отрицательный 6 электроды, разделенные сепаратором 2. Электроды и сепаратор сжимаются пружиной 5. Электроды ламельные; они состоят из никелевой сетки 1, в которой упакованы брикеты активной массы. В качестве сепаратора применена капроновая ткань.

 

Основные характеристики. Э.д.с. заряженного щелочного аккумулятора типа НЖ— 1,5 В, аккумулятора типа НК — 1,4 В. При разряде э.д.с. снижается до 1,3 В. Напряжение щелочных аккумуляторов не является постоянным. При разряде оно сначала быстро уменьшается до напряжения 1,3 В, а затем медленно до напряжения 1,15 В, при котором разряд прекращают. Дальнейший разряд нецелесообразен, так как напряжение быстро падает и становится недостаточным для нормальной работы приемника энергии. Среднее напряжение аккумулятора при разряде принимают равным 1,25 В.

 Очередной заряд щелочных аккумуляторов проводят током, равным 0,25 Qu в течение 6 ч. Окончание заряда определяется тем, что напряжение на каждом элементе становится равным 1,75—1,8 В и наступает интенсивное «кипение» электролита во всех элементах. Во время заряда нужно следить за тем, чтобы температура электролита не превышала +40 °С. Для снижения температуры уменьшают зарядный ток. Батареи щелочных аккумуляторов заряжают при вывернутых пробках во всех элементах.

 В отличие от кислотных щелочные аккумуляторы могут отдать полную емкость при различных режимах разряда. Для этого щелочные аккумуляторы следует разряжать до различного конечного напряжения. Чем больше разрядный ток, тем меньше конечное напряжение, при котором аккумулятор отдает полную емкость. Например, при 8-часовом режиме разряда аккумулятор отдает номинальную емкость при конечном напряжении 1,1 В, а при 5-часовом режиме разряда — при конечном напряжении 0,8 В. Большое изменение напряжения щелочных аккумуляторов требует установки специальных устройств, стабилизирующих напряжение электропитающей установки. Поэтому при 1, 3 и 5-часовом режимах разряда используется только часть номинальной емкости щелочных аккумуляторов.

 Нормальной температурой электролита щелочного аккумулятора считается +25 °С. При снижении температуры емкость аккумулятора уменьшается, при повышении — увеличивается. Однако увеличение температуры электролита выше +40 °С резко увеличивает саморазряд аккумулятора.

 Внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов приблизительно в 2 раза больше, чем свинцовых аккумуляторов такой же емкости. Вследствие этого они менее чувствительны к коротким замыканиям, но имеют более низкий к. п. д. Внутреннее сопротивление заряженного щелочного аккумулятора r0 = 0,35/QH, где Qн — номинальная емкость аккумулятора. Внутреннее сопротивление разряженного аккумулятора в 1,5—2 раза больше, чем заряженного.

 Щелочные никель-железные аккумуляторы подвержены значительному саморазряду. Так, за 30 сут хранения при температуре электролита +20 °С эти аккумуляторы теряют от 30 до 50% номинальной емкости, а при температуре электролита +40 °С — всю емкость. Саморазряд никель-кадмиевых аккумуляторов в 2—2,5 раза меньше, чем никель-железных. Отдача у щелочных аккумуляторов меньше, чем у кислотных, и составляет 0,65 по емкости и 0,5 по энергии.

 Аккумуляторные помещения. Аккумуляторные батареи размещают в специальном помещении — аккумуляторной. Пол аккумуляторного помещения делают стойким к воздействию электролита и рассчитывают на нагрузку, создаваемую весом установленных аккумуляторных батарей. На верхнее покрытие пола наносят два слоя специального электролитоупорного асфальта или один слой асфальта и кладут метлахские плитки. Если пол сделан из асфальта, то тумбочки стеллажей устанавливают на электролитоупорные плитки, которые располагают на цементной подушке. Если пол покрыт метлахскими плитками, тумбочки ставят непосредственно на пол.

 Стены аккумуляторного помещения штукатурят и окрашивают электролитоупорной эмалью. Для предохранения аккумуляторов от нагревания прямыми солнечными лучами оконнные стекла делают матовыми или покрывают их тонким слоем светлой краски.

 Высота аккумуляторного помещения должна быть не менее 2,2 м при установке аккумуляторов на одноярусных стеллажах и не менее 2,8 м при установке аккумуляторов на двухъярусных стеллажах. Рядом с аккумуляторной находится комната площадью не менее 6 м2 для хранения кислоты, дистиллированной воды, запасных частей и принадлежностей для приготовления электролита. Здесь же устанавливают водопроводный кран для промывки аккумуляторов и вспомогательного оборудования.

 На входной двери в аккумуляторное помещение вешаются таблички «Аккумуляторная», «С огнем не входить», «Курение запрещено».

 Размещение оборудования. Стеллажи в аккумуляторной размещают так, чтобы к каждому аккумулятору был свободный доступ для осмотра, доливки электролита или воды и для работы по текущему ремонту. Между стеллажами оставляют проходы шириной не менее 1 м.

 Стеллажи должны отстоять от отопительных приборов на расстоянии не менее 1 м. Батареи размещают на стеллажах таким образом, чтобы при их обслуживании была устранена возможность одновременного случайного прикосновения к двум точкам, между которыми имеется напряжение более 250 В. Щелочные и кислотные аккумуляторы располагаются в разных аккумуляторных помещениях. В аккумуляторном помещении проводку выполняют кабелем марки ВРГ с медными жилами и резиновой изоляцией, в полихлорвиниловой оболочке без наружного покрова. Кабели прокладывают в металлических трубах под полом аккумуляторной. При выходе из-под пола концы труб заливают гудроном.

 Вентиляция, отопление и освещение. Для удаления выделяющихся из аккумуляторов водорода и кислорода, которые образуют взрывоопасную смесь — гремучий газ, а также захватываемых этими газами мельчайших частиц серной кислоты в аккумуляторном помещении устраивают приточно-вытяжную вентиляцию, обеспечивающую 5— 10-кратный обмен воздуха в час в зависимости от числа и типа установленных аккумуляторов и размеров помещения. Вытяжные каналы вентиляционной системы аккумуляторных не должны сообщаться с дымоходами или общей вентиляционной системой. Они обычно заканчиваются вытяжной трубой, возвышающейся на 1,5 м над крышей. В аккумуляторных категорически запрещается открывать окна, так как поступающий воздух может быть засорен пылью и газами.

 В аккумуляторной должна поддерживаться температура от +15 до +35 °С. Для подогрева воздуха применяют паровое или водяное отопление. Искусственное освещение аккумуляторного помещения должно обеспечивать освещенность не менее 40 лк. Во избежание взрыва газа применяют газонепроницаемые и взрывобезопасные светильники, а выключатели и штепсельные розетки для переносных ламп устанавливают перед входом в аккумуляторное помещение.

Вы на сайте www.windsolardiy.com посвященного тематике  
Альтернативных источников а так-же инновационных потребителей  энергии.
И в очередной  раз одна из статей специально для тех кому интересна эта тема.

 
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

солнце

Эксплуатация солнечных батарей

Самодельные солнечные батареи | Воскресенье, 6 Февраля 2011

Практические испытания солнечных батарей...

Самодельная солнечная батарея

Самодельные солнечные батареи | Среда, 1 Февраля 2012

Начинаю свой проект по...

Солнечные батареи и аккумуляторы

Самодельные солнечные батареи | Воскресенье, 6 Февраля 2011

На первых спутниках Земли...

Солнечную батарею сделать своими руками

Самодельные солнечные батареи | Понедельник, 6 Февраля 2012

Солнечные батареи своими руками...

Инвертор

Самодельные солнечные батареи | Вторник, 4 Января 2011

   Инвертор превращает постоянный ток...

Угол наклона солнечных батарей

Самодельные солнечные батареи | Суббота, 12 Февраля 2011

Солнце двигается по небу...

ветер

Ветроустановка своими руками

Самодельные ветрогенераторы | Вторник, 7 Февраля 2012

Автор: Евгений ВасильевичЯ сделал...

5-метровый самодельный ветрогенератор (Часть 4)

Самодельные ветрогенераторы | Вторник, 20 Марта 2012

Предыдущая часть здесьСхема проводки простая...

Самодельный ветрогенератор

Самодельные ветрогенераторы | Вторник, 4 Января 2011

Хочу предложить читателям интересное на...

Ветрогенератор своими руками

Самодельные ветрогенераторы | Воскресенье, 6 Февраля 2011

Ветрогенератор роторного типа. Мощностью до...

Ветроустановка 3.1м

Самодельные ветрогенераторы | Вторник, 7 Февраля 2012

Данная установка планировалась как...

Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы

Самодельные ветрогенераторы | Вторник, 7 Февраля 2012

Автор: Бурлака Виктор Афанасьевич.Самодельный ветряк. Я...