Аккумулятор

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ

ГОУ НПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ №1

             

 

                                   

 

«ЭЛЕКТРОМОНТЕР ПО РЕМОНТУ  И 

              ОБСЛУЖИВАНИЮ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ»

 

 

 

 

К защите допущена.

Зам. Директора. по УПР: С.А. Буракова

(подпись Ф.И.О)

 

 

 

 

                

 

ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ  РАБОТА

 

 

 

 

                                          

 

Тема: Аккумулятор

 

 

             

 

 

 Выпускник: Герасимов Вадим Владимирович группа № 3-04

(Ф.И.О)

                Руководитель работы_______________________ Гилёва  И. М

                            (Ф.И.О)

                Работа выполнена:___________________ Герасимов  В. В.

                           (подпись выпускника)

 

г.Чита,2013г.

Содержание

1.Введение----------------------------------------------------------------------------------- 5

 

2.Основная часть

 

2.1.Назначение----------------------------------------------------------------------------- 6

 

2.2. Устройство, принцип работы-------------------------------------------------------8

 

2.3.Неисправности------------------------------------------------------------------------16

 

2.4.ТО и ремонт аккумуляторных  батарей------------------------------------------21

 

2.6. Используемое оборудование и инструмент-------------------------------------27

 

3. Организация рабочего  места---------------------------------------------------------28

 

4. Техника безопасности-----------------------------------------------------------------30

 

5.Используемая литература-------------------------------------------------------------31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

 

Источниками электроэнергии являются электростанции, которые способны

преобразовывать разные виды энергии в электрическую. По типам используемой

энергии электростанции подразделяют на тепловые, атомные и                     гидроэлектростанции.

Выработанная на станциях электроэнергия передается потребителями  по линиям высокого напряжения (110 кВ и  выше) через повышающие трансформаторные подстанции. Для рационального распределения нагрузки между электростанциями,  эффективного использования их мощностей,  повышения надежности снабжения потребителей и отпуска им электрической энергии оптимальными показателями по частоте и напряжению практикуется параллельная работа электростанций на общую электрическую сеть региональной энергетической системы,  в состав которой входят электростанции, линии электропередачи,  сетевые трансформаторные подстанции и тепловые сети ,связанные общим режимом производства и распределения электрической и тепловой энергии. Многие такие системы объединяются в общую электрическую сеть и образуют крупные энергосистемы республик, краев и т.д. электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии от электростанций к потребителю и состоят из распределительных устройств (РУ) и воздушных или кабельных линий различного напряжения.

Центром питания (ЦП) является распределительное устройство генераторного  напряжения электростанции или РУ вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы данного района.

Различают электрические  сети постоянного и переменного  тока. К сетям постоянного тока относятся сети электрифицированных  железных дорог, метро-политена, трамвая, троллейбуса, некоторые сети химических, металлургических и других предприятий. Снабжение всех остальных объектов промышленности, сельского хозяйства, коммунального и бытового назначения ведется трёхфазным переменным током частотой 50 Гц.

 

2. Основная  часть.

 

                                       2.1. Назначение.

 

Аккумуляторная батарея предназначена для питания цепей управления и освещения электровоза при неработающем ТРПШ.

Технические данные батареи  следующие;

      Номинальная  емкость, А ч . . 125

      Номинальное  напряжение, В. 50

Аккумуляторная батарея  состоит из щелочных никель- кадмиевых аккумуляторов НК- 25, установленных в двух металлических ящиках. В каждом ящике на тележке установлен аккумулятор. На дне тележки уложены щелочестойкие резиновые полосы. В дне тележки и ящика имеются отверстия для стока электролита наружу. При обслуживании батареи тележка выкатывается на открытую до горизонтального положения крышку. Крышка нижней части крепится к ящику на петлях и удерживается  в горизонтальном положении тросами, связанными с крышкой регулировочными болтами. 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, для забора вентилирующего воздуха на торцевых 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. Между рядами аккумуляторов и стенками тележки установлены гетинаксовые листы. Аккумуляторы плотно прилегают друг к другу, что обеспечивается болтами (через нажимные гетинаксовые плиты) и фанерными листами. Аккумуляторы соединены последовательно медными шинами. Выводы аккумуляторов, шины и оси колес покрывают защитной смазкой.

Электрическую энергию  напряжением 6000, 10 000, 20 000 В вырабатывает турбодефис и гидрогенераторы. Передавать на большие расстояния электрическую энергию такого напряжения экономически нецелесообразно из- за значительных потерь. Поэтому на повышающих трансформаторных подстанциях, сооружаемых при электростанциях, её повышают до 110, 220 и 550 кВ, а перед поступлением к потребителям на понижающих трансформаторных подстанциях понижают до 35, 10 и 6 кВ.

    Снабжение электроэнергией промышленных предприятий и городом производится через РУ и подстанции, максимально приближенные к потребителям.

РУ служит для приема и распределения электрической  энергии и содержит коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), устройства защиты, автоматики, измерительные приборы.

РУ бывают открытыми (ОРУ) (основное оборудование расположено  на открытом воздухе), и закрытыми (ЗРУ) (в помещении).

Электроустановка, служащая для преобразования и распределения электрической энергии, называется подстанцией и состоит из трансформаторов или других преобразователей энергии, РУ, устройств управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от того, преобладают на ней трансформаторы или другие преобразователи энергии, подстанции называют трансформаторными (ТП) или преобразовательными.

Устройство, не входящее в состав подстанции и предназначенное  для приёма и распределения электрической  энергии на одном напряжении без преобразования и трансформации, называют распределительным пунктом (РП).Качество электрической энергии характеризуется постоянством частоты и стабильностью напряжения в пределах установленных норм. Частота задаётся электростанциями для всей энергосистемы в целом.

 

Сравнение с  кислотными аккумуляторами.

 

Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед  кислотными. Они обладают большой  механической прочностью, малочувствительны  к толчкам и сотрясениям, имеют  меньший вес и требуют значительно  меньшего ухода.

     Благодаря  большому внутреннему сопротивлению  эти аккумуляторы менее чувствительны  к коротким замыканиям и имеют  малый саморазряд.

      Недостатком  щелочных аккумуляторов является  меньшее, у кислотных, напряжение, а также меньший коэффициент отдачи и к.п.д.

На электровозах и  тепловозах, выпускаемых в настоящее  время промышленностью, устанавливают  только щелочные аккумуляторы.

       Кислотные  аккумуляторы остались лишь на  подвижном составе старых выпусков.

 

 

                            2.2. Устройство.

          

                         Принцип работы

             

                   Кислотного аккумулятора.

В аккумуляторе этого  типа электродами являются свинцовые  пластины, покрытые так называемыми  активными массами. Активной массой положительного электрода (анода) служит перекись свинца РЪСЬ, а активной массой отрицательного электрода (катода) – чистый (губчатый) свинец РЬ. В качестве электролита используется 25-34 % - ный водный раствор серной кислоты H2SO4.

Положительные пластины отливают из чистого свинца в виде решетки, между стержнями которой закладывают пасту из свинцовых окислов или свинцового порошка. При изготовлении или вводе аккумуляторов в эксплуатацию пластины подвергают специальному заряду, в результате которого паста электрохимическим путём превращается в перекись (двуокись) свинца РЬСЬ и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приобретает коричневый цвет. Этот процесс носит название формовки аккумулятора.

     В аккумуляторных  батареях, применяемых на электрическом  подвижном составе, каждая положительная пластина заключена в специальный эбонитовый панцирь (чехол). Панцирь надежно удерживает активную массу пластины от осыпания при тряске и толчках; для сообщения же активной массы пластин с электролитом в панцире делают горизонтальные прорези шириной около 0,25 мм. В стационарных аккумуляторных батареях и некоторых батареях пассажирских вагонов положительные пластины имеют с обеих сторон ребристую поверхность. После формовки поверхностный слой этих пластин превращается в перекись свинца.

      Отрицательные пластины имеют остов в виде решетки из сплава свинца с сурьмой (для повышения прочности). Ячейки ее заполняют пастой с различными веществами, способствующими повышению пористости активной массы (сажа, пемза, стеклянный порошок и пр.). При формовке перекись свинца переходит в чистый свинец РЬ, имеющий пористую структуру и называемый, поэтому губчатым свинцом; отрицательные пластины при этом приобретают серый цвет.

        Ячейки отрицательных  пластин после заполнения пастой  закрывают свинцовыми листами  с большим количеством отверстий. Эти листы предотвращают возможность выпадения из пластин активной массы и не препятствуют в то же время доступу к ней электролита.

         Для увеличения  емкости в каждый аккумулятор  устанавливают несколько положительных  и отрицательных пластин; одноименные пластины соединяют параллельно в общие блоки, к которым приваривают выводные штыри.

Блоки положительных и отрицательных  обычно устанавливают в аккумуляторном сосуде так, чтобы между каждыми  двумя пластинами одной полярности располагались пластины другой полярности. По краям аккумулятора ставят отрицательные пластины, так как положительные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пластины при установке по краям склонны к короблению. Пластины отделяют одну от другой сепараторами, выполненными из микропористого эбонита, выщелоченной ольховой фанеры, стеклянных трубок или какого-либо изоляционного материала. Сепараторы предотвращают возможность короткого замыкания между пластинами при их короблении.

      Пластины устанавливают  в аккумуляторном сосуде так,  чтобы между их нижней частью и дном сосуда имелось некоторое свободное пространство. В этом пространстве скапливается свинцовый осадок (шлам), образующийся вследствие отпадания отработавшей активной массы пластин в процессе эксплуатации.

 

 

                                Щелочной аккумулятор.

 

       В щелочном аккумуляторе активная масса положительного электрода состоит из гидрата окиси никеля Ni(OH)3, а активная масса отрицательного электрода – губчатого железа Pe (железо - никелевые аккумуляторы) или из смеси губчатого кадмия Cd и губчатого железа Fe (кадмиево-никелевые аккумуляторы). Электролитом служит 20%- ный раствор едкого калия КОН с примесью едкого лития. Эта примесь значительно увеличивает срок службы аккумулятора.

Железо - никелевые аккумуляторы, выпускаемые отечественной промышленностью, имеют обозначение ЖН, кадмиево-никелевые – КН. Оба электрода в этих аккумуляторах изготавливают в виде стальных никелированных решеток, в ячейки которых впрессованы наполненные активной массой коробочки (ламели) из никелированной жести с большим количеством мелких отверстий для доступа электролита к активной массе. Каждая отрицательная пластина расположена между двумя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

положительными; для предотвращения короткого замыкания между ними устанавливают сепараторы, выполненные в виде эбонитовых стержней. Сосуд, в котором помещают пластины и электролит, также изготавливается из никелированной жести и имеет приваренную крышку с отверстиями для выводных токопроводящих штырей и для выхода газов и наливания электролита. Для придания сосуду механической прочности стенки его выполняют гофрированными.

 

 

                          Разряд и заряд.

 

При разряде щелочного  аккумулятора гидрат окиси никеля Ni(OH)3 на положительном электроде, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(OH)2, а железо или кадмий отрицательного электрода превращается в гидрат окиси железа Fe(OH)2 или гидрат окиси кадмия Cd(OH)2. В процессе возникающих при этом электрохимических реакций химическая энергия переходит в электрическую и между электродами возникает разность потенциалов около 1,5В, обеспечивающая протекание тока по внешней цепи и внутри аккумулятора.

    Электролит  в процессе электрохимических  реакций не расходуется, поэтому  плотность его при работе щелочного аккумулятора не изменяется.

    При заряде  аккумулятора под действием электрической  энергии, проводимой от внешнего  источника тока, происходит окисление  активной массы положительных  пластин, сопровождаемое переходом гидрата закиси никеля Ni(OH)2 в гидрат окиси никеля Ni(OH)3. В то же время активная масса отрицательных пластин восстанавливается с образованием губчатого железа Fe или губчатого кадмия Cd.