Методы оценки состояния аккумуляторов в процессе эксплуатации

Широкая сфера практического использования аккумуляторных батарей сегодня обуславливается тем, что с их помощью можно обеспечивать автономную работу практически любых технических устройств и производственного оборудования. Вместе с тем, от работоспособности АКБ во многом зависит исправное функционирование пожарной и охранной системы, блоков контроля доступа видеонаблюдения, сигнализации и прочих комплексов.

Неожиданный отказ батареи может привести к выходу из строя всего комплекса производственного оборудования. Это всегда подвергает серьезному риску системы жизнеобеспечения в медицинских учреждениях, а также безопасность железнодорожных и автомобильных транспортных потоков.

Особенности современных аккумуляторных батарей объективные факторы их износа

Важно понимать, что даже самая качественная батарея, изготовленная по современным технологиям и из качественных материалов, с течением времени приходит в негодность. Это обуславливается объективными химическими процессами, которые происходят внутри такого устройства, который можно только немного замедлить путем добавления тех или иных компонентов.

Так, к примеру, свинцово-кислотные аккумуляторы приходят в негодность по причине сульфатации пластин, поэтому срок их полезной эксплуатации составляет в диапазоне от 7 до 10 лет. Принимая во внимание риск внезапного выхода из строя АКБ, каждому предприятию важно организовать грамотные проверки такого оборудования, которые должны носить систематический характер.

Чтобы максимально продлить срок эксплуатации батареи, перед первым использованием ее нужно максимально зарядить. Это также обуславливается тем, что с момента производства батареи и до ее приобретения конечным потребителям проходит обычно 2-4 месяца. За этот период батарея способна потерять от 3 до 10% емкости, что серьезно снижает ее эксплуатационные характеристики.

Главные параметры аккумуляторной батареи

Каждому, кто собирается использовать АКБ в производственных целях, будет полезным узнать о важных параметрах, на которые следует обращать внимание при выборе устройства. Одним из них является внутреннее сопротивление батареи, которое напрямую влияет на величину снижения напряжения при протекании электрического тока. Регулярное измерение данного параметра позволяет спрогнозировать оставшийся ресурс батареи, благодаря чему можно заблаговременно подготовиться к ее замене.

Если при замере внутреннего сопротивления показатель превышает 10%, устройство подвергается тренировочному заряду. В случае если такая процедура не дает желаемого эффекта, АКБ заменяют на другую. Однако при выполнении данных процедур нужно учитывать тот факт, что внутреннее сопротивление свинцово-кислотных аккумуляторных батарей является условной величиной.

Соответственно, данный показатель может меняться в зависимости от следующих параметров:

• величины нагрузки;
• концентрация электролита;
• температуры окружающей среды.

Периодический замер внутреннего напряжения - не единственный показатель, который принимают во внимание при оценке технического состояния аккумуляторной батареи. Здесь также в обязательном порядке учитываются плотность электролита, процедуру которого на обслуживаемых моделях осуществляют при помощи обычного ареометра.

Снижение плотности электролита в среднем на 0,02 г/см3 от изначального номинального значения свидетельствует о начале необратимых последствий. Чаще всего ими являются сульфатация электродов и опадание активной массы решеток, после чего аккумуляторная батарея считается уже неработоспособной.

Остаточная емкость и ее значение

В то же время главным показателем работоспособности любой АКБ является показатель остаточной емкости, поэтому специалисты стремятся получить именно эту информацию. Дело в том, что данный параметр позволяет определить, сможет ли обеспечивать аккумуляторная батарея способность держать заряд на протяжении определенного периода времени.

В среднем батарея считается работоспособной, если она способна отдавать до 80% от заявленной производителем емкости. Для получения информации по заданным показателям систематически выполняется проверка, для чего используются вольтметры или мультиметры. Для проверки аккумуляторов может использоваться так называемая нагрузочная вилка, позволяющая проверить силу электрического тока при разных нагрузках. Таким образом, главными методами оценки работоспособности любой аккумуляторной батареи являются следующее:

• уровень напряжения;
• степень внутреннего сопротивления;
• сила тока;
• плотность электролита.

Примечательно, что прочие характеристики и параметры не измеряются напрямую, а рассчитываются по специальной методике, разработанной конкретным производителем. При выполнении такой работы в обязательном порядке учитываются особенности эксплуатации аккумуляторной батареи, которые могут носить не только линейный, но и нелинейный характер. Помимо этого, на срок полезной эксплуатации устройства оказывает непосредственное влияние температура окружающей среды, уровень влажности, характер нагрузки и так далее.

Методики оценки состояния АКБ и измерительные приборы

Сегодня для проведения экспресс анализов технического состояния аккумуляторной батареи используются специализированные приборы, к числу которых можно отнести "Midtronics", "Fluke", "Скат", "Vencon" и "Кулон "PITE". В основе такой процедуры лежит принцип "нагрузочной вилки", однако, к сожалению, практически все приборы данного типа имеют высокую степень погрешности. Также следует принимать во внимание тот факт, что получаемые результаты образуются за счет самих внутренних расчетов, основанных на сопротивлении, минимальной токовой нагрузке, напряжении и проводимости, поэтому результат получается не всегда объективным.

Наиболее точным показателем эксплуатационного состояния любой аккумуляторной батареи является контрольный разряд, который может производиться в период от 1 до 20 часов. При этом от длительности разряда напрямую зависит точность и объективность получаемого результата. Выполнять данную процедуру следует при температуре окружающей среды в диапазоне от 20 до 25°С, причем батарея не должна подвергаться токовой нагрузки.

Заряд батареи постоянным током производится в соответствии с таблицами разряда, рекомендуемыми заводом-производителем. При достижении заданного конечного напряжения разряда, специалист фиксирует время и остаточную емкость батареи на конкретный момент времени. Далее результаты всех замеров сравниваются с теми, которые предшествовали этому процессу. Для получения максимально точной и объективной информации все контрольные разряды должны производиться в одном и том же режиме, причем с занесением в специальный аккумуляторный журнал. После разряда АКБ ее нужно как можно быстрее зарядить на все 100%.

Особенности проведения оценки состояния АКБВ принципе, процесс заряда и разряда представляет собой не что иное, как обычный контрольно-тренировочный цикл, с помощью которого можно осуществить достаточно точную проверку эксплуатационного состояния любой АКБ. Чаще всего именно этот способ и используется на предприятиях, которые активно применяют батареи в своей производственной и практической деятельности.

В настоящее время сконструированы специальные приборы, имеющие программируемую нагрузку и специальное ПО, с помощью которых можно в автоматическом режиме осуществлять тестирование батарей по вышеуказанной методике. Несмотря на то, что данный способ считается наиболее эффективным, в подавляющем большинстве случаев он требует значительных временных затрат, что бываем весьма затруднительно в условиях непрерывного цикла производственной деятельности.

Дело в том, что далеко не всегда имеется техническая возможность отключить АКБ от единой цепи, поэтому зачастую предприятия пропускают регламентные сроки поведения проверки батареи, чтобы не иметь простоев. Так что компаниям, которым приходится постоянно использовать батареи в своей деятельности, настоятельно рекомендуется обязательно иметь подменный фонд.

Главными документами, которыми руководствуется при проведении испытаний стационарных свинцово-кислотных АКБ, являются ГОСТ Р МЭК 60896-2 и ГОСТ Р МЭК 896-1. В документах можно найти утвержденный и согласованный порядок, последовательность проводимых мероприятий по испытаниям на емкость, а также проверки батареи при помощи постоянного подзаряда. Здесь написана технология, с помощью которой можно проверить работоспособность АКБ на сохранность заряда, внутреннее сопротивление, ток короткого замыкания и прочие параметры.

Выводы

Подводя итоги вышеизложенному, можно отметить, что каждый из способов, применяемых для оценки текущего состояния аккумуляторной батареи, имеет свои достоинства и недостатки. Многое зависит от конструкционных особенностей конкретной батареи, а также режима ее практического использования (линейные, нелинейный цикл).

Вместе с тем, нельзя недооценивать важность таких показателей, как остаточная ёмкость, поскольку от этого напрямую зависит ее работоспособность на протяжении определенного периода времени. Это позволяет также не допустить внезапного выхода батареи из строя, предотвратив тем самым внезапную остановку всего технологического или производственного процесса.

Источник: https://wybor-battery.com/