Аккумуляторные батареи — необходимый элемент питания, предусмотренный конструкцией поезда. АКБ позволяет обеспечивать полноценную работу транспортного средства во время стоянок, при аварийных ситуациях, а также при малых скоростях движения поезда. В пассажирских вагонах используются следующие типы аккумуляторов:
- щелочные;
- кислотные.
Количество аккумуляторов в поезде зависит от его технических характеристик, типа АКБ, а также от наличия дополнительных систем (например, системы кондиционирования). Российские поезда используют от 26 до 56 кислотных или от 38 до 86 щелочных батарей, которые соединяются последовательно и образуют надежный источник питания. Каждая батарея имеет целевое назначение и маркируется в соответствии с областью применения: Ц — для цельнометаллических вагонов, Т — тяговая, В — вагонная.
Наиболее распространены щелочные батареи, так как они производятся из доступных материалов. Современные поезда используют щелочные никель-железные или никель-кадмиевые батареи. АКБ располагаются под вагоном в специальных ящиках с дефлекторами, которые позволяют удалять взрывоопасные продукты химических реакций.
И кислотные и щелочные источники питания имеют схожее строение — различается лишь внутреннее наполнение. Стандартная АКБ представляет собой коробку из металла с пластинами положительного и отрицательно заряда, которая заполнена жидкостью (электролитом). Соединяются аккумуляторы по два или по три (в зависимости от типа АКБ) — плюс к плюсу, минус к минусу с помощью медной шины.
Работоспособность цепи аккумуляторов определяется с помощью вольтметра и амперметра. Если батареи исправны, то напряжение не меняется при нагрузке. При правильном монтаже и уходе, кислотные и щелочные батареи могут работать в течение долгого времени.
Кислотные АКБ
В кислотных батареях резервного питания в качестве электролита используется серная кислота. При взаимодействии кислоты с пластинами из металла, возникает электрохимическая реакция.
Стандартные АКБ для поездов состоят из 26 или 56 элементов, которые поддерживают определенное напряжение. Располагаются аккумуляторы в двух подвагонных ящиках, защищенных от внешних воздействий (металлический поддон с пластмассовым покрытием). Специальные амортизаторы на поддоне препятствуют поломке перемычек и выходу АКБ из строя.
В отличие от щелочных батарей, кислотные могут самостоятельно заряжаться при длительных стоянках.
Щелочные АКБ
Щелочные батареи применяют в качестве электролита более доступные вещества — едкий калий или едкий натрий. Главная особенность таких аккумуляторов в том, что соединения, образующиеся при электрохимической реакции, не вступают в реакцию друг с другом. Таким образом, расход электролита отсутствует, а плотность его остается постоянной.
Щелочные АКБ имеют более длительный срок службы и практически не требуют обслуживания. Для поддержания необходимого напряжения, батареи для поезда состоят из 38-86 элементов, каждый из которых имеет напряжение 1,2 В. Установка батарей производится по три элемента в деревянные ящики. Ящик закрепляется на поддоне с амортизирующими вставками.
Щелочные батареи снижают свои эксплуатационные характеристики в условиях низких температур (быстрее разряжаются).
Неисправности батарей резервного питания
При любых неисправностях, возникающих в процессе эксплуатации АКБ, снижается срок использования батареи. Самыми распространенными являются следующие поломки:
- Сульфатация. Образование налета на пластинах при регулярном отсутствии полного заряда и постоянной глубокой разрядки.
- Перезаряд. Уменьшает емкость источника питания в результате отслаивания активной массы от пластин. Может привести к взрыву аккумулятора за счет выделения большого количества газа.
- Загрязнение электролита. Проблема актуальна для кислотных аккумуляторных батарей. При использовании некачественной серной кислоты или дистиллированной воды приводит к выходу батареи из строя. Металлические частицы могут вызвать короткое замыкание в батарее.
- Окисление пластин. При недостаточном количестве электролита в щелочных АКБ, пластины окисляются, и батарея выходит из строя.
- Течь аккумулятора. Определяется по потекам на корпусе ящика.
- Обрыв цепи. Происходит по причине неисправности предохранителей, окисленного контакта или обрыва аккумуляторного соединения.
Чтобы не допускать поломок, необходимо постоянно следить за уровнем электролита и вовремя обнаруживать неисправности.