Akumulatorska baterija G107

PROJEKAT: TEHNIKO REMONTNA DOKUMENTACIJA ELEKTROMOTORNOG VOZA SERIJE 412/416

UPUTSTVO ZA OPRAVKU AKUMULATORSKE BATERIJE (G107)

Sektor za elezniko mainstvo

Institut Kirilo Savi

Uputstvo izradili: Zorica Starevi, dipl.ma.in. Duan Antonijevi, dipl.ma.in.

Sektor za elezniko mainstvo:

Duan Mijuca, dipl.ma.in.

Naruilac: TP Beograd, Ugovor br. 1528 od 30.06.2003.godine Beograd, mart 2004.

Institut "Kirilo Savi " a.d.Sektor za elezni ko mainstvo

SADRAJ

TEHNI KI OPIS .....................................................................................................1 PREGLED, I ENJE I OPRAVKA BATERIJE....................................................3 2.1. Osnovna upozorenja prilikom rada sa akumulatorskim baterijama ....................3 2.2. Vizuelni pregled akumulatorskih baterija ............................................................4 2.3. Spoljno i enje i pranje baterije ........................................................................4 2.4. Pregled i opravka baterije ...................................................................................5 3. PUTANJE U RAD USKLADITENIH AKUMULATORA ......................................5 3.1. Putanje u rad uskladitenih novih akumulatora i starih bez elektrolita .............5 3.1.1. Postupak punjenja elija rastvorom elektrolita .............................................6 3.2. Putanje u rad akumulatora koji su bili uskladiteni sa elektrolitom...................7 4. ELEKTROLIT..........................................................................................................9 4.1. Sastav elektrolita .................................................................................................9 4.2. Spravljanje elektrolita ........................................................................................11 4.3. Obnavljanje elektrolita.......................................................................................12 5. PUNJENJE AKUMULATORA ..............................................................................13 5.1. Punjenje konstantnom strujom..........................................................................14 5.2. Punjenje pri konstantnom naponu ....................................................................14 5.3. Punjenje po "IU" sistemu - kombinovano..........................................................15 5.4. Poja ano punjenje.............................................................................................15 5.5. Odravaju e punjenje .......................................................................................15 5.6. Ubrzano punjenje ..............................................................................................15 5.7. Opti principi rada pri punjenju .........................................................................16 6. PRANJENJE AKUMULATORA..........................................................................18 7. OPTI PROPISI ZA RAD SA AKUMULATOROM ...............................................20 8. USKLADITENJE AKUMULATORA BATERIJA ..............................................20 9. PRIBOR POTREBAN ZA ODRAVANJE AKUMULATORSKIH BATERIJA.......21 10. ISPITIVANJE ........................................................................................................21 11. PREGLED AKTIVNOSTI KPO TP U TOKU OPRAVKE ....................................21

1. 2.


1

1.

TEHNI KI OPIS

Akumulatorske baterije na elektromotornom vozu 412-416 slue za napajanje strujnih kola upravljanja kada ne rade stabilizatori napona 110V jednosmerne struje i to: Pri stavljanju voza pod napon Kod neispravnosti ispravlja a i stabilizatora jednosmernog napona Kada je voz pod naponom, a ispravlja i stabilizatori ispravni i uklju eni, akumulatori rade u reimu punjenja. Akumulatorska baterija je smetena u dva metalna sanduka ispod motornih kola, slika1. Bateriju akumulatora ine 90 elija smetenih u 15 drvenih sanduka po 6 elija. U prvom, pod kolskim sandukom, nalazi se 8 drvenih sanduka, a u drugom 7 drvenih sanduka. Tehni ki podaci: Proizvo a KRUIK -Valjevo Tip 90KPL120/N (stara oznaka90AK120) Kapacitet 120Ah Nominalni napon 110 V (90x1,2V) Nominalni reim: - Struja punjenja 31A - Vreme punjenja 6h - Struja pranjenja 12.5A Napon na kraju pranjenja, najmanje 1V Koli ina elektrolita po eliji 1,2l Masa elektrolita 1,4kg Masa elija sa elektrolitom 7kg Elektrolit je meavina rastvora kalijumove i litijumove baze u razli itim odnosima i sa posebnim dodacima, zavisno od spoljanje temperature. Specifi na teina elektrolita 1,2g/cm3

Slika 1:

elija akumulatora i drveni sanduk za smetaj elija

Slika 2: Sanduk za smetaj akumulatorske baterije na motornim kolima


2

Osobine i prednosti Ni-Cd baterija: Primenjuju se kao mobilne i stacionarne baterije, montirane na prenosnim sanducima ili na stalaama. Velika otpornost na mehani ka ote enja. Visoka otpornost na elektri no prepunjavanje i duboko pranjenje. Minimalno samopranjenje. Veliki broj ciklusa punjenja i pranjenja. Rad u temeperaturnom podru ju od 40 do +50C. Postoji mogu nost reciklae akumulatora. Nema isparenja koja izazivaju koroziju. Brza i jednostavna montaa, jednostavno odravanje i rukovanje. Mali unutranji otpor. Elektri ne karakteristike akumulatora su potpuno u skladu sa standardom Me unarodne elektrotehni ke komisije IEC. Proces punjenja i pranjenja kod nikl-kadmijum elije veoma je sli an procesu u ma kojoj drugoj akumulatorskoj eliji. Ova elija ima pozitivnu plo u od hidrata nikla, a negativnu plo u od kadmijuma. Elektrolit je rastvor kalijum hidroksida. Za vreme pranjenia hidrat nikla se redukuje, osloba aju i se faktora OH, koji se jedini sa kadmijumom negativne plo e i formira hidrat kadmijuma. Ovo je reverzibilna reakcija jedne nikl-kadmijum elije. Kod punjenja grupa OH naputa negativnu plo u i vra a se pozitivnoj plo i. Za razliku od olovnih baterija, ovde nema promene u elektrolitu, koji ovde deluje samo kao nosilac jona, to je od velike vanosti u radu nikl-kadmijum baterija. Konstrukcija nikl-kadmijum baterija je veoma jednostavna. Pozitivna i negativna plo a smetene su u jedan eli ni sud, izolovane jedna od druge izolatorima od tvrde gume ili plastike. Broj pozitivnih plo a u jednoj eliji uvek je za jedan ve i od broja negatvnih plo a (separatori se ovde ne upotrebljavaju). Ove plo e izra ene su od veoma tankih poniklovanih eli nih traka. Potreban broj ovakvih plo a koji odgovara veli ini baterije spaja se tada preko dra a plo a i vezuje za pol plo e. Grupa negativnih plo a stavlja se tada u razmak izme u pozitivnih plo a i stavljanjem izolacionih tapi a kompletira se element. Ovaj element se ume e u sud elije. elije se smetaju u drvene sanduke (izra ene od tvrdog drveta) sa izbuenim udubljenjima za smetaj izolatora, koji odgovaraju ispup enjima za veanje na posudama i obezbe uju dobru izolaciju i ventilaciju. Ovakva konstrukcija sanduka idealno titi elije od udara i vibracija. Baterije za upotrebu na eleznici imaju na dnu svakog sanduka jo i eli ne kliza e zbog naknadnog poja anja sanduka. Kompletni sanduci povezani su me usobno na red i tako ine kompletnu bateriju. Na slikama 3 i 4 date su i dimenzije elije i prenosnih drvenih sanduka.


3

335

130 76

Slika 3: Dimenzije elije

615

198

Slika 4: Dimenzije prenosnih drvenih sanduka

2.2.1.

PREGLED,

I ENJE I OPRAVKA BATERIJE

Osnovna upozorenja prilikom rada sa akumulatorskim baterijama Elektrolit akumulatorske baterije je vrlo agresivan i napada kou i tkanine. Stoga pri radu sa baterijom treba koristiti gumene rukavice, zatitne nao ari i zatitnu kecelju. U slu aju da ipak do e do ozleda, preporu uje se da se ozle ena mesta natope sa (3-5)% rastvorene borne kiseline, a zatlm dobro isperu vodom. Pri punjenju baterije razvija se eklplozivan praskavi gas. Zbog toga prostorije u kojima se pune baterije moraju biti dobro provetrene i spre ena svaka mogu nost da gas do e u kontakt sa otvorenim plamenom ili veoma zagrejanim povrinama. Elektrolit baterije je osetljiv na kiseline i ne sme da do e u kontakt sa njima. Stoga nije doputeno kori enje alata i posuda koji se koriste i za rukovan|e elektrolitom za olovne baterije. Pri dolivanju destilisane vode voditi ra una da voda nije slu ajno nakisela, to je u praksi est slu aj. Upotrebom elektrolita bez litijum hidroksida znatno se smanjuje vek trajanja alkalnih akumulatora.

348


4

Nesistematska kontrola stanja elektrolita (visine) i njegove gustine dovodi do znatnog pada kapaciteta baterije i ote enja elektroda. Nakon ispiranja destilisanom vodom akumulatore ne ostavljati da stoje bez elektrolita. Sistematsko nedovoljno punjenje kao i sistematsko pranjenje ispod 1,0V dovodi do ote enja alkalnih akumulatora. Kontrolu akumulatora vriti ispravnim i redovno badarenim instrurumentima. Zabranjuje se uskladitavanje alkalnih i olovnih akumulatora u istoj prostoriji.

2.2.

Vizuelni pregled akumulatorskih baterija

U okviru vizuelnog pregleda akumulatorske baterije potrebno je: isklju iti rastavlja baterije otkop ati elektri ne i mehani ke veze baterije i sanduka me usobno izvu i sanduke i postaviti ih na radni sto pregledati sve elije u sanducima da nema: curenja elektrolita deformacije elija u vidu bubrenja lomova ili drugih spoljnih mehani kih ote enja Ovakve elije obeleiti oznakom da treba izvriti zamenu Pregledati dalje da nema: promene boje priklju nih stega prelivanja (prisustvo sivkastog blata ) velikih razlika u nivou elektrolita ( elije se normalno pune elektrolitom do nivoa 20 - 50 mm iznad gornje ivice plo a i do tog nivoa dosipa se destilovana voda ). Ukoliko se pri pregledu baterije ustanove neke od navedenih nepravilnosti takve elije ozna iti kao sumnjive. Ozna ene elije treba proveriti prema uputstvima datim u daljem tekstu. 2.3. Spoljno i enje i pranje baterije

Spoljno i enje i pranje baterije izvriti po slede em postupku: gornje povrine elemenata o istiti od masti bakelitnom strugaljkom uz eventualno grejanje toplim vazduhom, o istiti baterije zavrnim pranjem u tekom benzinu, izduvati baterije vazduhom pod pritiskom i obrisati ih suvom krpom. Napomena: U slu aju prisustva soli upotrebiti destilisanu vodu za njeno otklanjanje.


5

2.4.

Pregled i opravka baterije

U okviru pregleda i opravke baterije izvriti slede e radove: Pregledati priklju ne vijke, navrtke i veze da nisu ote eni ili razlabavljeni. Po potrebi izvriiti zamenu delova, odnosno pritezanje. Pregledati poklopce grla elija za nalivanje da li su ispravni i da li dobro zatvaraju. Neispravne poklopce popraviti, odnosno zameniti. Gumene i ebonitne zaptiva e, odnosno prstenove zameniti novim. Pregledati i po potrebi popraviti eventualna ote enja sanduka, odnosno ru ice. . Proveru sumnjivih elija obaviti po slede em postupku: Izvriti uporedno merenje napona na krajevima elije koja je sumnjiva i jedne koja se smatra da je dobra, pri optere enju strujom intenziteta 1/5 od kapaciteta elije. Najve a dozvoljena razlika u iznosima napona iz uporednog merenja (u korist dobre elije) ne sme da iznosi vie od 0,25V. U suprotnom izvriti zamenu neispravnog elementa. Na slici 5 prikazana je ema provere elije akumulatora.

3. 3.1.

PUTANJE U RAD USKLADITENIH AKUMULATORAPutanje u rad uskladitenih novih akumulatora i starih bez elektrolita

Pre putanja u rad akumulatore pripremiti na slede i na in: Akumulatore i nosa e baterija o istiti od praine i soli. Ispitati ispravnost veza i pritegnuti navrtke i spojnice. elije napuniti rastvorom elektrolita (ta . 4) prema ta . 3.1.1 i ostaviti da stoje najmanje dva sata. Izvriti 2 - 3 poja ana punjenja, odnosno pranjenja: - Punjenje: 12 (15) sati sa normalnom ja inom struje (vidi dijagram na slici 7) - Pranjenje: do napona od 1,1 V, ne due od etiri sata. Ispitati napon svake elije pojedina no. Ukoliko neka elija ne pokazuje napon, ostaviti je (ili celu bateriju) da stoji jo 10 sati. Nakon toga je ponovo ispitati. Ako se i pri tom merenju ne pokae napon eliju zameniti drugom. Akumulator je spreman za rad.


6

Sklopka Sumnjivi element

ant Otpornik optere enja

Slika 5: ema provere elije akumulatora

3.1.1.

Postupak punjenja elija rastvorom elektrolita

Elektrolit uliti u eliju kroz ist plasti ni levak. Upotreba metalnlh levaka nije doputena, poto oni mogu da prouzrokuju kratak spoj u akumulatorima. Izbegavati prosipanje elektrolita na poklopac akumulatora i u baterijske sanduke. Kontrolisati visinu punjenja elektrolita. Minimalni nivo je 5mm iznad elektroda, a maksimalan 20 mm. Viak elektrolita otkloniti podesnom gumenom sisaljkom. Kontrola nivoa elektrolita se moe izvriti pomo u staklene graduisane cev ice ili posebnog merila, slike 6 i 7. Kontrola nivoa elektrolita pomo u staklene graduisane cev ice vri se na slede i na in: Tanku staklenu cev icu staviti u otvor za punjenje akumulatora dok ne dodirne elektrode (ne izolator). Gornji otvor zatvoriti palcem ili kaiprstom i potom izvu i cev icu. Visina te nosti u cev ici odgovara visini punjenja. Cev ica se prazni uklanjanjem prsta sa gornjeg otvora. Kontrola nivoa elektrolita pomo u merila vri se na slede i na in:


7

Merilo staviti u otvor za punjenje akumulatora dok ne dodirne elektrode (ne izolator). Prsten povu i da dodirne grlo za nalivanje i fiksirati ga pomo u vijka. Izvu i iz elije i o itati nivo elelektrolita. 3.2. Putanje u rad akumulatora koji su bili uskladiteni sa elektrolitom

Akumulatori (baterije) koji su uskladiteni manje od 12 meseci mogu se pustiti u rad bez promene elektrolita. Pri tom elektrolit mora odgovarati svome sastavu (vidi ta . 4). Pre putanja u rad izvriti slede e: - Akumulatore i nosa e baterija o istiti od praine i soli; - Ispitati ispravnost veza i pritegnuti navrtke i spojnice. - Ispitati napon svake elije pojedina no. Ukoliko neka elija ne pokazuje napon, ostaviti je (ili celu bateriju) da stoji jo 10 sati. Nakon toga je ponovo ispitati. Ako se i pri tom merenju ne pokae napon eliju zameniti drugom. Akumulatorima koji su uskladiteni due od 12 meseci promeniti elektrolit i pripremiti ih za rad prema ta ki 3.1.


8

10 ,1

M4x0,7

35

5

5

25

MATERIJAL: bakelit

Detalj A

10

9 8 717 jednakih podeoka

6 5 4 3 285

8,5

26

7

1

Slika 6: Merilo za merenje nivoa elektrolita

5

5


9

9 8 7 6 5 4 3 2 1Grlo za nalivanje

Slika 7: Postupak merenja nivoa elektrolita

4.4.1.

ELEKTROLITSastav elektrolita

Proizvo a Kruik, Valjevo daje slede e preporuke za elektrolit Ni - Cd akumulatora: a) Najpodesniji elektrolit za alkalne akumulatore je vodeni rastvor kalijum hidroksida (KOH) gustne 1,19-1,21 g/cm3 (23-25Be sa dodatkom 20+1g/e istog trgova kog litijum hidroksida (LiOH). Sastav kalljum hidroksida (KOH) je slede i: kalijum hidroksid (KOH ) kalijum karbonat (K2CO3) hloridi obra unati kao Cl sulfati jedinjenja gvo a obra unata kao Fe

min 96% max 2,5% max 0,75% u tragovima max 0,005%


10

Ovaj elektrolit je namenjen za rad akumulatora u temperaturnom podru ju od -15 do +35C i garantuje najdui vek trajanja alkalnih akumulatora. Napomena: Sve vrednosti za gustinu date su za temperaturu okoline +20C. Temperaturni faktor iznosi prose no 0,0005 po 1C. Pri merenju na viim temperaturama sabirati, a na niim oduzimati odgovaraju e vrednosti. Doputena su manja pove anja temperature koja se mogu kretati do +45C. b) Pri radu na temperaturama ispod -15C upotrebljavati hidroksida gustine 1,26 - 1,28 g/ cm3, odnosno 30 - 32Be. ist rastvor kalijum

c) U nedostatku kalijum hidroksida moe se upotrebiti vodeni rastvor natrijum hidroksida gustine 1,17-1,19 g/cm3 (21- 23Be). Ovde je dodatak litijum hidroksida 10g/l. Sastav natrijum hidroksida (NaOH) je slede i: natrijum hidroksid (NaOH ) min 96% natrijum karbonat (NaCO3) max 1,5% natrijum hlorid (NaCl ) max 0,9% gvo e obra unato kao Fe2O3 max 0,02% silikati max 0,5% natrijum sulfat max 0,9% Ovaj elektrolit se upotrebljava u temperaturnim podru jima od +10 do + 45C d) U nedostatku litijum hidroksida, a pri radu u temperaturnim podru jima od -15 do +15C moe se upotrebiti ist rastvor kalijum hidroksida gustine 1,19 - 1,21 gr/cm3, a u temperaturnim podru jima od +10 do +30C ist rastvor natrijum hidroksida gustine 1,17 do 1,19 gr/cm3. Upotrebom elektrolita bez litijum hidroksida znatno se smanjuje vek trajanja alkalnih akumulatora . Akumulatori koji su radili sa elektrolitom natrijum hidroksida preurediti na elektrolit kalijum hidroksida ve e gustine (vidi t. b) prema slede em: Akumulator napuniti rastvorom kalijum hidroksida gustine 1,19 - 1,21 gr/cm3 (23 - 25 Be ) i 2 3 puta puniti i prazniti. Potom promeniti rastvor, tj. sipati novi rastvor kalijum hidroksida gustine 1,26 - 1,28 gr/cm3. Kod akumutatora koji su radili sa kalijum-hidroksidom prema t. a) dovoljno je jednom promeniti elektrolit rastvorom prema t. b. Pri kupovini elektrolita u inostranstvu ili u zemlji konsultovati se sa proizvo a em.


11

4.2.

Spravljanje elektrolita

Sirovine potrebne za spravljanje elektrolita ( vrsti kalijum, odnosno natrijum hidroksid) uvati u hermeti kl zatvorenim eli nim sudovima. Hidroksid iz prsnutih ili iz ma kojih drugih razloga otvorenih sudova ne upotrebljavati. Za spravljanje elektrolita isklju ivo koristiti destilisanu vodu. Voda sa velikim sadrajem kalcijuma i hlora ote uje alkalne akumulatore. Rastvaranje istog hidroksida u vodi vriti u plasti nim posudama. Olovne, cinkane, aluminijumske ili bakarne posude kao i posude koje se upotrebljavaju za spravljanje elektrolita olovnih akumulatora ne smeju se upotrebljavati. ak i male koli ine kiseline dovode do ote enja alkalnih akumulatora. Za spravljanje rastvora elektrolita iz vrstog hidroksida uzima se priblino: a) jedan teinski deo natrijum hidroksida na pet teinskih delova vode za spravljanje rastvora natrijum hidroksida gustine 1,17- 1,19 g/cm3, b) jedan teinski deo kalijum hidroksida na tri teinska dela vode za spravljan|e rastvora kalijum hidroksida gustine 1,19- 1,21 g/cm3, c) Jedan teinski deo kalijum hidroksida na dva teinska dela vode za spravljanje rastvora kalijum hidroksida gustine 1,26 - 1,28 g/cm3. Koli ina u kilogramima [kg] vrstog hidroksida, potrebna za izradu jedne odre ene zapremine elektrolita (u litrama) odre uje se deljenjem potrebne zapremine sa: a) pet - za rastvor natrijum hidroksida gustine 1,7- 1,19 g/cm3 b) tri - za rastvor kalijum hidroksida gustine 1,19 - 1,21 g/cm3 c) dva - za rastvor kalijum hidroksida gustine 1,26- 1,28 g/cm3 Odmerenu koli inu vrstog hidroksida rastvoriti u odgovaraju oj koli ini vode u jednoj posudi, sve vreme meaju i eli nom ili staklenom ipkom. Ohla eni rastvor elektrolita, dodavanjem vode ili hidroksida, dovodi se na odre enu gustinu. Merenje gustine vriti areometrom. Ako se kao polazna sirovina za izradu elektrolita upotrebljava koncentrovani rastvor alkalnih hidroksida, onda ga razblaiti vodom do eljene gustine. Svee spravljeni rastvor hidroksida ostaviti 3 - 6 h da stoji do potpunog bistrenja. Bistri deo rastvora izvu i i upotrebljavati za punjenje akumulatora. ist rastvor kalijum hidroksida gustine 1,26 - 1,28 g/cm3 odnosno 30 - 32Be spravlja se na taj na in to se rastvoru kalijum hidroksida gustine 1,19 - 1,21 g/cm3 (23 - 25Be ), uz stalno meanje sa staklenom ili gvozdenom ipkom, dodaje 20 g/l litijum hidroksida (monohidrat). Elektrolit treba briljivo i savesno spraviti. On se upotrebljava za punjenje akumulatora tek posle potpunog rastvaranja litijum hidroksida i bistrenja rastvora. Voditi ra una da rastvor bude ohla en. Alkali hidroksida su vrlo osetljivi na ugljendioksid iz vazduha.


12

Ve i sadraj karbonata u elektrolitu smanjuje kapacitet i skra uje vek trajanja akumulatora. Elektrolit uvati u hermeti ki zatvorenim sudovima. Naru iti takva pakovanja (u pogledu koli ina) da se ceo sadraj pakovanja odjednom rastvara. Pri spravljanju elektrolita, obavezno se pridravati slede ih mera: a) vrst hidroksid pokriti nekim platnom i onda ga usitniti. b) Upotrebljavati porcelansku ili eli nu kaiku za dodavanje litijum hidroksida rastvoru kalijum ili natrijum hidroksida. c) Pri radu sa alkalijama treba zatititi o i, kou i odelo kako od kapljica tako i od vrstog hidroksida. Za to su neophodne zatitne nao ari, gumene kecelje, gumene rukavice i gumene izme. d) Delove tela i odelo, koji su doli u dodir sa alkalijama treba isprati 3-5% rastvorom borne kiseline ili jakim vodenim mlazom do potpunog uklanjanja alkalnih supstanci.

4.3.

Obnavljanje elektrolita

Akumulatorima obavezno zameniti elektrolit dva puta godinje, na po etku zimskog, odnosno letnjeg perioda (vidi ta . 4). Pre promene elektrolita bateriju isprazniti normalnom ja inom struje do krajnjeg napona 1,0 V, mereno na klemama svake elije. Posle uklanjanja elektrolita akumulatore isprati destilisanom vodom i to je mogu e pre naliti sveim elektrolitom ve e gustine. Akumulatore posle ispiranja sa destilisanom vodom ne ostavljatii da stoje bez elektrolita. Elektrolit naliti prema ta ki 3.1.1. Primer: Ako se radi o rastvoru gustine 1,19 g/cm3 uzeti rastvor gustine 1,22g/cm3. Posle 3-6 sati ispitati gustinu, ako je potrebno korigovati je i akumulator zatvoriti odgovaraju im poklopcima. Promenjeni, odnosno kori eni elektrolit moe se ponovo koristiti za punjenje elija. Elektrolit se prethodno regenerie pomo u barijum hidroksida. Regenerisanjem elektrolita sa barijum hidroksidom dobija se rastvor koji je istog kvaliteta kao i onaj dobijen rastvaranjem novih sirovina. Pre po etka postupka regeneracije odrediti sadraj karbonata u elektrolitu prema slede em:


13

Odmeriti 5 cm3 elektrolita pomo u pipete i uliti u erlenmajer . Razblaiti sa priblino petostrukom koli inom vode. Dodati 2-3 kapi Fenolftaelina, pri emu se rastvor oboji crveno. Rastvor titrisati sa litrom normalne sone kiseline sve dotle dok ne nestane crveno obojenje. Utroenu koli inu o itati na bireti i ozna iti sa "p". Potom dodati 2-3 kapi metil orana (pri emu rastvor poprimi uto obojenje) i produiti sa titrisanjem do crveno oran obojenja. Na bireti o itati ukupan utroak rastvora (I i II titr. zajedno) l normalne sone kiseline i ozna iti ga sa "m". Sadraj karbonata odre uje se prema slede oj formuli: (m-p)x2x13/8=grama kalijum karbonata po litru ili posle odre ivanja vrednosti za m i p odnosno njihove razlike ozna iti vrednost sadraja karbonata po jednom litru elektrolita iz tabele T - 1. im sadraj karbonata u jednom litru elektrolita postigne vrednost preko 20g/l rastvor zameniti novim. Regenerisanje elektrolita vriti sa 53% barijum hidratom. Za regenerisanje 1g karbonata potrebno je 2,3g barijum hidrata. Primer: Predpostavimo da elektrolit sadri 25g kalijum karbonata po 1l elektrolita. Kako je prakti no nemogu e otkloniti sav karbonat to se regenerisanje vri uglavnom do sadraja od 5g kalijum karbonata po 1 litru. U ovom primeru bilo bi uklanjanje 25-5=20g kalijum karbonata. Kako je za uklapanje 1g karbonota potrebno 2,3g barijum hidrata to e za gornju koli inu biti potrebno: 20 x 2,3 = 46g barijum hidrata. Barijum hidrat rastvara u vreloj destilisanoj vodi i uz meanje dodaje elektrolitu koji se regenerie. Pri meanju starog elektrolita i rastvora soli za regenerisanje pada beli talog. Poto se talog stegne (oko 24h) odlije se bistri deo rastvora u neku gvozdenu ili staklenu posudu. Ukoliko gustina rastvora ne odgovara zahtevu dodati vrstog elektrolita do odre ene gustine (vidi ta . 4).

5.

PUNJENJE AKUMULATORA

Kako akumulatorska baterija treba da obezbedi stalni i siguran izvor energije, potrebno je osigurati njeno punjenje. Punjenje baterije mogu e je vriti na dva na ina: stranim izvorom kada voz nije pod napononom (punjenje se vri kada je baterija izgra ena iz motornih kola) preko ure aja ugra enih na motornim kolima koji vre tu funkciju kada je elektromotorni voz pod napononom.


14

Na slikama 8 i 11 date su krive punjenja i pranjenja akumulatorske baterije i to: Dve krive punjenja: poja ano na temperaturi +25C sa koje se vidi da se elije napune od 1,4 V na 1,7 V za oko 4h i normalno gde se od napona manjeg od 1,4 V za oko 5,5 do 6h elije napune do 1,7 V. Tri krive pranjenja pri razli itim uslovima.

Termini i definicijeNazivni napon akumulatora (radni napon) iznosi 1,2V. Da bi se postigle potrebne ve e vrednosti napona od 1,2V, vri se vezivanje na red akumulatora u bateriju, slika 5. Nazivni kapacitet akumulatora je peto asovni kapacitet (C5) na temperaturi 205C, izraen koli inom elektriceta u amper asovima (Ah) i ozna en je C5A. Normalna (nazivna) struja punjenja i pranjenja je I=0,2 C5A. Vreme punjenja nazivnom strujom je 7,5 do 8 sati, to obezbe uje potpunu napunjenost. Faktor napunjenosti je F=150 160% C5A. Vreme pranjenja nazivnom strujom I=0,2 C5A do 1,0V po eliji je najmanje 5h. Elektrolit u akumulatoru je rastvor KOH (kalijum hidroksid) u destilisanoj vodi. Gustina elektrolita je 1,20,01g/cm3. 5.1. Punjenje konstantnom strujom

Struja punjenja je 0,2 C5A. Vreme punjenja je 7,5 8h. Punjenje je mogu e i strujama od 0,1 do 0,5 C5A, ali vreme trajanja punjenja mora ispuniti uslov potpune napunjenosti F=150-160% C5A. 5.2. Punjenje pri konstantnom naponu

Preporu eni napon za ovaj tip punjenja kre u se u opsegu od 1,45 do 1,55V po akumulatoru. Struja punjenja pri kraju punjenja (struja odravanja) iznosi oko 0,04 C5A.


15

5.3.

Punjenje po "IU" sistemu - kombinovano

Po etna struja punjenja je u intervalu od 0,1 do 0,5 C5A. Punjenje konstantnom strujom traje do napona ograni enja koji iznosi 1,50 ili 1,55V po eliji. Nastavak punjenja pri ograni enom naponu opadaju om strujom, traje do vrednosti struje odravanja I=0,04 C5A. Vreme punjenja zavisi od po etne struje punjenja. 5.4. Poja ano punjenje

Poja ano punjenje primenjuje se pre putanja u rad, posle dueg skladitenja ili dueg rada baterije u oteanim uslovima. Struja punjenja je konstantna I=0,2x C5A. Vreme punjenja je od 10 do 12h. Napon po eliji u po etku je 1,35V po eliji, a na kraju 1,75V. Poja ano punjenje moe se ponoviti ukoliko se kontrolom utvrdi umanjen kapacitet baterije. 5.5. Odravaju e punjenje

Pri duem lagerovanju i u cilju odravanja napunjenosti, baterija se neograni eno vreme dopunjava strujom I=0,5 do 2mA/Ah. Napon dopunjavanja je 1,40+0,02V po eliji. Vreme dopunjavanja je neograni eno. 5.6. Ubrzano punjenje

Ubrzano punjenje je 2,5 asovno punjenje sa duplom ja inom struje (u odnosu na normalnu ja inu) i naknadnim 3 asovnim punjenjem sa normalnom ja inom struje. Dopustivo je samo u prinudnim slu ajevima.

V / celiji1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I = 0,1 C5 A I = 0,1 C5 A

Slika 8: Dijagram punjenja razli itim strujama

h


16

5.7.

Opti principi rada pri punjenju

Pri punjenju, akumulatore (baterije) vezati na red. Broj elija vezanih na red zavisi od veli ine napona ispravlja a. Obi no se ra una 1,8-1,9V po eliji (dok punjenje na niskim temperaturama zahteva 2,02,2 V po eliji). Pri uklju ivanju baterije na "punjenje" pozitivan pol vezati sa pozitivnim polom izvora struje, a negativni sa negativnim. Posle svakih 10 - 12 punjenja - pranjenja, pri neredovnom radu (jedanput mese no) izvriti poja ano punjenje (vidi ta ku 5.4 ). Voditi ra una da se pri punjenju ne prekora e slede e temperature: 45C za sastav elektrolita po ta . 4 (pod a i c ), 40C za sastav rastvora NaOH (vidi ta .4 pod d) 35C za sastav rastvora KOH (vidi ta . 4 pod d ) Ako se nazna ena temperatura prekora i, prekinuti sa punjenjem i ostaviti akumulatore da se ohlade. Pri punjenju akumulatora na temperaturama okoline viim od 205C mora se ra unati na nepotpuno punjenje. U tom slu aju se preporu uje vii napon na kraju pranjenja ili due punjenje sa manjim ja inama struje. Na niim temperaturama akumulatori se pune normalno. Ispod -30C akumulatore za vreme punjenja (baterije) prekriti vunenim ili filcanim prekrivkama. Kod eli nih akumulatora u upotrebi su dve vrste ventil-zatvara a (Schraubstopfen i plappventile). Za pojedine akumulatore predvi eni su specijalni zatvara i (npr. za duple elije). Oni spre avaju razlivanje elektrolita pri prevrtanju. Ne prilaziti akumulatorima sa otvorenim plamenom za vreme punjenja!! Specijalni ventil-zatvara i Schraubstopfen stavljaju se 2-3h posle zavrenog punjenja. Ukoliko se ranije montiraju moe do i do naduvanja zidova elija. Ako do e do naduvanja elija, odmah ukloniti zatvara e. Gumeni prsten zameniti novim, elasti nijim. Ukoliko i posle toga postoji tendencija naduvavanja, istovremeno postoji i mogu nost smanjenja dozvoljenog minimalnog rastojanja izme u elija. U tom slu aju potrebno je takve elije izolovati od drugih. Posle eventualnog kratkog spoja izvesti poja ano punjenje (vidi ta . 5.4). Pre svakog punjenja ispitati stanje elektrolita (vidi ta . 4,1), a posle svaka tri punjenja gustinu elektrolita. Pri tom voditi ra una da u elektrolitu nastaju gubici, kako usled elektroliti kog razlaganja, tako i usled njegovog isparavanja. Gubitke nadoknaditi dodavanjem novog rastvora. Ukoliko se radi o rastvoru ve e gustine dodati razblaeni rastvor elektrolita (3%) i obratno, to je re i slu aj, ako se radi o re im rastvorima dodati rastvor ve e gustine (1,25 gr/cm3 ).


17

Elektrolit koji se za vreme punjenja akumulotora skupi na poklopcu gumenom sisaljkom.

elija ukloniti

Kontrolu gustine elektrollta u elijama vriti specijalnim sisaljkama (u koje se po potrebi moe staviti mali aerometar), koje omogu avaju o itavanje gustine. Odsustvo sistematske kontrole stanja elektrolita (visine) i njegove gustine, dovodi do znatnog opadanja kapaciteta i ote enja elektrolita.

Slika 9: Vezivanje elija u prenosnom sanduku

Slika 10: Punjenje akumulatorskih baterija u radionici


18

6.

PRANJENJE AKUMULATORA

Alkalni akumulatori sa normalnim unutranjim otporom pravljeni su za 5h i due pranjenje. Normalna ja ina pranjenia akumulatorskih elija je 8h (npr. od 10Ah, 1.25A). Pranjenje alkalnih akumulatora vri se do slede eg krajnjeg napona: a) 1,1 V po eliji pri 8h i duem pranjenju b) 1,0 V po eliji pri 5h pranjenju c) 0,8 V po eliji pri 3h pran|enju d) 0,5 V po eliji pri 1h pranjenju Sistematsko pranjenje ispod 1,0V ote uje alkalne akumulatore. Krajnji napon pranjenja jedne baterije zavisi kako od broja elija tako i od dopustivog napona, navedenog pod a), b), c) i d). Posle svakih 50-60 punjenja-pranjenja, ali ne re e od jednom godinje, ispitati kapacitet svih elija u bateriji. elije iji je kapacitet za vie od 20% manji od ostalih zameniti novim. Ispitivanje izvesti posle slede ih aktivnosti: I. Poja ano punjenje (vidi ta . 4.1.), pranjenje sa normalnom ja inom struje od krajnjeg napona 1,0 V na klemama svake elije. II. Normalno punjenje: pranjenje kao pod I. Pranjenje pod II pokazuje kapacitet svake elije. Merenje napona vriti svaki sat, a za vreme poslednjeg sata svakih 15 minuta. Pri temperaturi 20C (i niom) krajnji napon moe, pri pranienju iznositi 0,8V, a pri 5h i 3h ak 0,7V. Panja: Akumulatori koji se pune pri normalnim temperaturama, a prazne pri niim temperaturama elektrolita poseduju u proseku: Pri -10C ..........80% Pri -20C ......... 70% Pri- 30C ......... 50% od svog nazivnog kapaciteta.


19

1,5

U [V]1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Cs [%]

I = 0,1 C5 A I = 0,2 C5 A I = 0,33 C5 A

Slika 11: Elektri ne karakteristike pranjenja Ni-Cd akumulatora tipa KPL na +20C

Tabela struja pranjenja Ni-Cd akumulatora tipa KPL do napona 1,00V/akumulatoru [A]Kapacitet 5-satni [Ah]4 6.5 10 13 18 22 25 30 35 40 45 55 60 70 80 100 120 125 140 150 160 190 240 275 330 375 400 450 480 1250

Vrme [h] 100.43 0.70 1.08 1.40 1.95 2.37 2.70 3.24 3.78 4.32 4.86 5.94 6.48 7.56 8.64 10.80 12.96 13.50 15.12 16.20 17.28 20.52 25.92 29.70 35.64 40.50 43.20 48.60 51.84 135.000.52

80.52 0.85 1.31 1.70 2.36 2.88 3.28 3.93 4.58 5.24 5.90 7.21 7.87 9.18 10.50 13.12 15.75 16.38 18.34 19.65 21.00 24.93 31.50 36.09 43.31 49.21 52.20 59.06 63.00 164.06

50.82 1.33 2.04 2.65 3.67 4.48 5.10 6.12 7.14 8.16 9.18 11.22 12.24 14.28 16.32 20.40 24.96 25.50 28.56 30.60 32.64 38.76 48.96 56.10 67.32 76.50 81.60 91.80 97.92 255.00

31.23 2.00 3.06 5.52 6.74 7.66 9.20 10.73 12.26 13.80 16.86 18.40 21.46 24.53 30.66 36.80 38.33 42.93 46.00 49.06 58.26 73.60 84.33 101.20 115.00 122.66 138.00 147.20 283.30


20

7.

OPTI PROPISI ZA RAD SA AKUMULATOROMiste. Metalni delovi moraju uvek biti

Akumulatore i baterije treba uvati suve i prevu eni tankim slojem vazelina.

Gumene, ebonitne i akumulatorske povrine prevu ene lakom ne premazivati vazelinom! Pri rukovanjiu sa klju evima ili drugim alatima treba izbegavati kratke spojeve. Ovi nastaju npr. pri istovremenom dodirivanju negativnog pola i posude elije koja je u neposrednoj vezi sa pozitivnim elektrodama. Pre svakog punjenja kontrolisati spojna mesta elemenata, a labave navrtke dobro pritegnuti. Akumulatori moraju biti zati eni od neposrednog zra enja sunca kao i svakog drugog prekomernog zagrevanja. Temperatura elektrolita naro ito za vreme punjenja ne treba da prelazi 45C ina e opada kapacitet i smanjuje se vek trajanja akumulatora. Panja: Alkalni akumulatori se ne smeju puniti zajedno sa olovnim akumulatorima. Isto tako nedopustiv je rad u prostorijama u kojima se pune olovni akumulatori.

8.

USKLADITENJE AKUMULATORA BATERIJA

Akumulatore skladititi u suvim i istim (bez praine) prostorijama. Zabranjuje se u skladitavanje alkalnih i olovnih akumulatora u istoj prostoriji. Ako se akumulatori isklju uju iz rada za due vreme (due od 1 godine) isprazniti ih sa normalnom ja inom struje do krajnjeg napona od 1,0V. Ukloniti elektrolit bez ispiranja vodom, a akumulatore dobro zatvoriti i o istiti od praine i naslage soli. Ote ena mesta koja su bila prevu ena lakom premazati novim lakom i metalne delove prevu i tankim slojem vazelina. Akumulatore koji se privremeno isklju uju iz rada (do 1 godine), uskladititi sa elektrolitom u ispranjenom ili poluispranjenom stanju. Ako je potrebno akumulatore transportovati na due relacijama, onda ih pripremiti za transport kao za uskladitenje.


21

9.

PRIBOR POTREBAN BATERIJA

ZA

ODRAVANJE

AKUMULATORSKIH

Potreban pribor za odravanje akumulatorski baterija dat je u slede oj tabeli: Ure aj Komada Graduirana staklena cev za merenje visine elektrolita 1 ili merilo za merenje nivoa naprava za nalivanje, koja se sastoii od gumene lopte i cevi od tvrde 1 gume hidrometar, kompletan, koji se sastoji od: 1 staklenog suda 1 gumene lopte 1 1 hidrometra 1 cev ice 1 gumenog zatvara a itd. cevasti klju 1 komplet rezervnih delova 1 Voltmetar* klase 2 (preporu uje se 1,5 ) unutranjeg otpora najmanjeg 1 300 , sa podeocima na skali najvie od 0,02 V. Ampermetar* klase 2. 1 Ispravlja ki ure aj za punjenje baterija 1 *Ove instrumente periodi no kontrolisati i badariti. Kontrola akumulatora sa neta nim, odnosno neispravnim instrumentima dovodi do neta nog ocenjtvanja pa ak i do oste enja elija.

10.

ISPITIVANJE

Nakon opravke i punjenja akumulatore ispitati prema Protokolu o ispitivanju akumulatorske baterije.

11.

PREGLED AKTIVNOSTI KPO TP U TOKU OPRAVKE

U toku opravke akumulatorskih baterija nije potrebna provera od strane KPO TP. KPO TP nakon opravke vri prijem akumlatora prema Protokolu.


22

PROTOKOLo ispitivanju AKUMULATORSKE BATERIJE sa kola br. _____________ Datum ispitivanja_________

AKUMULATORSKA BATERIJA Br. elije 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Nominalna vrednost Br. sanduka Napon elije [V] Gustina elektrolita 3 [g/cm ] Br. elije 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Br. sanduka Napon elije [V] Gustina elektrolita 3 [g/cm ]

ELIJEBr. elije 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 1,2 1,19 1,21 Br. sanduka Napon elije [V] Gustina elektrolita 3 [g/cm ]

AKUMULATORSKA BATERIJAUkupan napon [V] Kapacitet baterije [Ah/5h] Karbonizacija [%] (meriti u eliji br. 4 svakog sanduka)

Nominalne vrednosti 110 120

Sanduk broj

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15

Grani na vrednost 15

Ispitivanje izvrio:______________________ Za isporu ioca: _________________ ig isporu ioca KPO J: __________________

Documents

Akumulatorska baterija G107