Интернет журныл о промышленности в Украине

Акумулятори CSB

Про виробника: Розробка Тайванської фірми CSB Battery Co

Про виробника: Розробка Тайванської фірми CSB Battery Co., Ltd. з 1986 року. Виробництво на заводах в Тайвані, В'єтнамі та КНР. На сьогоднішній момент саме стабільну якість продукції при невисокій ціні, чим і обумовлюється великий попит на продукцію, що випускається. в силу якого акумуляторні батареї CSB не залежується на складах і завжди відповідають своєму терміну придатності. Висока якість акумуляторів CSB стало основною причиною покупки компанії CSB Battery Co., Ltd в 2015 році японською компанією HITACHI CHEMIKAL. Новим назвою компанії CSB стало Hitachi Chemical Energy Technology Co. Ltd.

Повний каталог акумуляторних батарей CSB можна ознайомитися ТУТ .

Продукція, акумулятори виконані за технологією AGM і мають градацію за призначенням.

Серія GP - "загального застосування" використовується в системах ДБЖ і прекрасно працюють в буферному режимі до 5 років або витримують до 260 циклів 100% розряду в циклічному режимі роботи.

Серія GPL - батареї збільшеного терміну служби (Long life) в буферному режимі експлуатації до 10 років.

Серія HR - батареї підвищеної енергоємності і допускають глибокий розряд (до 11% залишкової ємності), особливо корисні при необхідності великих струмів розряду. Відмінність батарей HR - це спеціальна конструкція решітки, що дозволяє підвищити вихідну потужність на 20%. Вони найбільш добре підходять до застосування в потужних енергоустановках і ДБЖ.

Серія HRL - батареї підвищеної енергоємності і допускають глибокий розряд (до 11% залишкової ємності), особливо корисні при необхідності великих струмів розряду. Батареї збільшеного терміну служби (Long life) в буферному режимі експлуатації до 10 років. Відмінність батарей HRL - це спеціальна конструкція решітки, що дозволяє підвищити вихідну потужність на 20%. Вони найбільш добре підходять до застосування в потужних енергоустановках і ДБЖ.

Серія UPS - батареї з терміном служби до 5 років (або до 260 циклів до 100% розряду при роботі в циклічному режимі), з високою потужністю при малих масогабаритних показниках. Використовуються в якості резервного живлення промислового обладнання, в джерелах безперебійного живлення (UPS), системах охоронної та пожежної сигналізації, портативному вимірювальному обладнанні, електроінструментах та іншому обладнанні.

Серія TPL - батарей з фронтальним розташуванням полюсних борнов яка відслужила вже до 12 років. Використовуються в якості резервного живлення в системах телекомунікації та зв'язку. Вони можуть розміщуватися в спеціальних 19 і 23-дюймових батарейних шафах. Батареї є необслуговуваних, виконаними по AGM-технології.

Популярні акумулятори CSB серії GP напругою 6 вольт представлена моделями:

Популярні акумулятори CSB серії GP напругою 12 вольт представлена моделями:

Популярні акумулятори CSB серії GPL (десятирічні) напругою 12 вольт представлена моделями:

Популярні акумулятори CSB серії HR (енергоємні) напругою 12 вольт представлена моделями:

Конструкція герметизованих акумуляторів CSB

Акумулятори CSB є герметизованими акумуляторами виробленими за технологією AGM. Усередині використовуються гратчасті пластини, що здешевлює їх вартість виробництва (на відміну від гелієвих) і спрощує конструкцію. На малюнку зображена конструкція акумуляторів технології AGM.

1-кришка
2-корпус
3-позитивна пластина
4-сепаратор
5-борни
6-запобіжні клапани
7-негативна пластина

У виробництві акумуляторів використовується як чистий свинець, так і сплави. Для зменшення виділення водню в герметизованих акумуляторах використовуються сплави свинцю з кальцієм і сплави свинцю з оловом, або сплави свинцю, кальцію і олова. Сплав свинцю і кальцію дозволяє виготовляти міцніші пластини. Тут електроліз води починається при більш високих напругах. Кристали, що утворюються в пластинах, дрібні й однорідні, їх зростання обмежений. Осипання активної маси і внутрішній опір акумулятора при використанні кальцієвих решіток переважно відбувається при заряді акумулятора. Для зменшення осипання в активну масу вводять волокнисті матеріали, наприклад, фторопласт, і використовують скловолокно, притиснуте до пластин (технологія AGM) можуть використовуватися подвійні сепаратори. Подвійні сепаратори збільшують внутрішній опір, але підвищують надійність акумуляторів. Акумулятори технології AGM можуть забезпечувати більш високі значення щільності струму, ніж гелеві. Не всі виробники герметизованих акумуляторів використовують подвійні сепаратори. У сучасних моделях акумуляторів використовуються багатошарові сепаратори, дефекти в одному з шарів захищені іншим і зростання дендритів утруднений при переході від шару до шару.

Надійність герметизованих акумуляторів також залежить від матеріалу корпусу, якості і конструкції межелементних з'єднувачів (перемичок), конструкції газового клапана. Деякі європейські виробники, аби мінімізувати витрати роблять корпусу з товщиною стінки 2,5-3 мм, що не завжди забезпечує високу надійність. Для більш високої надійності товщина стінки повинна бути 6 мм і більше.

Робоче положення герметизованих акумуляторів CSB.

Виробники герметизованих акумуляторів в своїх інструкціях по експлуатації вказують на можливу експлуатацію акумуляторів в будь-якому положенні. В процесі експлуатації герметизованих акумуляторів через неминучих втрат води при відкриванні газового клапана (при частому заряді-розряді) з часом відбувається деяке висихання електроліту, при цьому спостерігається збільшення внутрішнього опору і зниження напруги як при пасивації негативного електрода.

У герметичних акумуляторах технології AGM може відбуватися розшарування електроліту: сірчана кислота стікає вниз через більш високу питому вагу в порівнянні з водою, в результаті чого виникає концентраційний градієнт у верхній і нижній частині акумулятора, що погіршує розрядні характеристики і збільшує температуру акумулятора. Цей ефект в акумуляторах малої і середньої ємності спостерігається рідко, а використання дрібнопористою стекловолоконного сепаратора з високим ступенем стиснення всього пакета позитивних і негативних пластин практично виключає його. Високі герметизовані AGM акумулятори великої ємності краще експлуатувати лежачи на боці, але використовувати лише ту сторону, при якій пластини будуть знаходитися перпендикулярно землі (необхідно дізнатися у виробника). Китайські і японські виробники виготовляють герметизовані акумулятори великої ємності низьку висоту призматичної форми, що дозволяє їх експлуатувати вертикально.

Надійніше експлуатувати гелеві акумулятори в вертикальному положенні.

Термін служби герметизованих акумуляторів CSB.

За класифікацією Європейської асоціації виробників акумуляторів (Евробат) акумулятори поділяються на чотири групи:

10 років і більше (спеціальне призначення) телекомунікації і зв'язок, атомні і звичайні електростанції, нафтохімічна і газова промисловість та ін.,
до 10 років (поліпшені характеристики) в основному, ця група батарей відповідає попередній групі (спеціальне призначення), але вимоги за технічними характеристиками і надійності не такі високі,
5-8 років (універсальне застосування) технічні характеристики цієї групи такі ж, як і для групи поліпшені характеристики, але вимоги до надійності і випробувань нижче,
3-5 років (широке застосування) ця група батарей знаходить застосування в установках, наближених до побутовому споживачеві, популярна в UPS, надзвичайно популярна в нестаціонарних умовах.
Закінченням терміну служби вважається настання моменту часу, в який віддається ємність становить 80% від номінальної.

В даний час завдяки високому рівню обох технологій (GEL і AGM) герметизовані акумулятори мають близькі терміни служби. Термін служби герметизованих акумуляторів залежить від багатьох факторів, але найбільший вплив надають режим заряду і температура експлуатації акумуляторів. Для постійної готовності до роботи в електроживлячих установках (ЕПП) акумулятори повинні перебувати під напругою постійної підзарядки (буферний режим). Напруга постійної підзарядки величина напруги, безперервно підтримувана на висновках акумулятора, при якій протікання струму компенсує процес саморозряду акумулятора. Необхідно враховувати, що струм постійної підзарядки акумулятора залежить від напруги постійного підзаряду і температури акумулятора. Обидва параметра змінюють силу струму постійної підзарядки акумулятора і, тим самим, впливають на витрату води. Особливо важлива підтримка оптимального напруги постійної підзарядки для герметизованих акумуляторів, в яких немає надлишкового електроліту і неможливо додавати його в процесі експлуатації.

При збільшенні температури акумулятора на 100 ° С все хімічні процеси, включаючи і корозію решіток, прискорюються в два рази. Слід пам'ятати, що при заряді герметизованих акумуляторів їх температура може бути вище температури навколишнього середовища на 10-15 ° С. Це пов'язано як з розігрівом акумуляторів через процес рекомбінації кисню, так і з відведенням тепла від батареї. Різниця температур особливо помітна при прискорених режимах заряду і в разі розташування батареї всередині стійки ЕПУ.

Для всіх типів герметизованих акумуляторів шкідливий глибокий розряд. Менш чутливі до глибокого розряду акумулятори з гелевим електролітом.

Мал. 3

Для герметизованих AGM - акумуляторів шкідливі часті розряди-заряди, акумулятори з електролітом у вигляді гелю мають кращі характеристики по циклічності, але у GEL акумуляторів більше виділяється водню при заряді, ніж у AGM акумуляторів. У гелевих акумуляторів раніше, ніж у AGM акумуляторів при низьких температурах замерзає електроліт, і можуть виникати розриви корпусу, т. К. Електроліт займає весь об'єм банки. Герметизовані акумулятори дуже чутливі до перезаряду. На рис. 3 показано, як швидко знижується термін служби при роботі в буферному режимі при збільшенні напруги постійної підзарядки. Недозаряд акумуляторів також шкідливий.

Для забезпечення тривалого терміну служби герметизованого акумулятора в буферному режимі необхідно, щоб усталене відхилення вихідної напруги постійного струму ЕПУ не перевищувало ± 1%. Змінна складова вихідної напруги постійного підзаряду шкідлива для герметизованих акумуляторів. Сплески (піки) і інші види пульсуючого напруги (при відключеній батареї, але з приєднаною навантаженням) вважаються допустимими, якщо розкид пульсацій напруги ЕПУ, включаючи межі регулювання не перевищує ± 2,5% рекомендованого напруги постійної підзарядки батареї. Великі пульсації змінного струму можуть призвести до термічного розігріву (терморазгону) акумуляторів. При використанні герметизованих акумуляторів в інверторах критичною вважається частота менше 50 Гц (46-35 Гц). Зазвичай це відбувається через несправність інвертора. Наприклад, частота 20 Гц може привести до великого перезаряду акумулятора і виходу його з ладу протягом декількох днів. Особливо чутливі до таких несправностей AGM - акумулятори. При частотах нижче 20 Гц може зупинитися електрохімічна реакція в акумуляторах.

Для тривалого терміну служби герметизованих акумуляторів важливі: збільшена товщина позитивної пластини (4-5 мм), склад сплаву і конструкція решітки. Деякі виробники заявляють великий термін служби акумуляторів, при цьому використовують стандартні (тонкі 2,5-3 мм) пластини; реальний термін служби таких акумуляторів залишається невідомим і може бути визначений тільки в процесі експлуатації.

У гелевих акумуляторах з панцирними пластинами термін служби залежить від корозії стрижня електрода. Товщина пластин дорівнює 8-10 мм, що обумовлює великий термін їх служби. Іноді при жорстких режимах експлуатації (при низьких температурах) для герметизованих акумуляторів бувають корисні короткі сильні розряди, після яких напруга на елементах можна підвищувати до 2,6 В / ел., При цьому необхідно контролювати температуру корпусів акумуляторів. Якщо температура збільшиться до 45 ° С, потрібно перевести батарею в режим постійної підзарядки (буферний режим) або припинити заряд.

Види відмов герметизованих акумуляторів:

Відомо, що погіршення електричних характеристик герметизованих акумуляторів і вихід з ладу (відмова) при експлуатації обумовлені корозією основи (решітки) та оползанием активної маси позитивного електрода, які іноді називають деградацією позитивного електрода. Корозія решіток позитивних пластин найбільш частий дефект герметизованих акумуляторів, експлуатованих в буферному режимі. На швидкість корозії решіток впливає багато чинників: склад сплаву, конструкція самої решітки, якість технології відливання решітки на заводі, температура, при якій працює акумулятор. У якісно відлитих решітках зі сплаву Pb-Ca-Sn швидкість корозії мала. А в погано відлитих решітках швидкість корозії висока, окремі ділянки решітки піддаються глибокої корозії, що викликає локальний ріст ґрат і її деформацію. Локальні нарости приводять до короткого замикання при контакті з негативним електродом. Корозія позитивних решіток може призводити до втрати контакту з нанесеною на неї активної масою, а також з сусідніми позитивними електродами, які з'єднуються один з одним за допомогою мостів або бареток. У герметичних акумуляторах простір під пластинами для скупчення шламу або дуже мало, або зовсім відсутній пластини мають щільну упаковку, тому, викликане корозією оползание активної маси може призвести до короткого замикання пластин. Коротке замикання пластин найнебезпечніший дефект в герметизованих акумуляторах. Замикання пластин в одному герметизированном акумуляторі виведе з ладу всі інші, якщо це вчасно не помітить обслуговуючий персонал. Залежно від конструкції і ємності герметизованого акумулятора, режиму роботи на даний момент, час, протягом якого може статися вихід з ладу сусідніх акумуляторів, може бути від 10 годин до 0,5 години.

При експлуатації акумуляторів в буферному режимі через малих струмів підзарядки може спостерігатися дефект пассивация негативного електрода. У герметичних акумуляторах будь-якої технології негативні електроди виготовляються з ґратчастих пластин. Вважають, що під час роботи акумулятора на негативному електроді переважно йдуть Рідкофазний процеси (розчинення-осадження), і обмеження його розряду пов'язано з утворенням фізична хімія. Ознакою пассивации негативного електрода зазвичай буває зниження напруги розімкнутого ланцюга (НРЦ) на зарядженому акумуляторі нижче 2,10 В / ел. Для зниження пасивації негативного електрода деякі виробники вводять в нього спеціальні добавки, які працюють як розширювачі активної маси негативних пластин і перешкоджають її усадки. Якщо герметизовані акумулятори працюють в режимі циклирования (при частих відключеннях електроенергії або в циклічному режимі), то частіше виникають дефекти, пов'язані з деградацією активної маси позитивного електрода (її розпушення і сульфатация), які призводять до зниження ємності при контрольному розряді. Проведення тренувальних зарядів для руйнування сульфату, як радять в своїх інструкціях по експлуатації деякі виробники, нічого не дає, а навіть призводить до ще більш швидкого зниження ємності. Розпушення призводить до втрати контакту між частинками Рb02, вони стають електрично ізольованими. Великі розрядні струми прискорюють процес розпушення. Наявність і ступінь сульфатации активної маси можна проконтролювати, оскільки вона супроводжується зміною щільності електроліту, яке може бути грубо оцінено по вимірюванню НРЦ акумулятора після закінчення заряду. НРЦ зарядженого герметизованого акумулятора одно 2,10-2,15 В / ел. в залежності від щільності електроліту. В акумуляторах технології AGM щільність електроліту дорівнює 1,29-1,34 кг / л, в гелевих акумуляторах щільність нижче і має значення 1,24-1,26 кг / л (через високу щільності електроліту акумулятори технології AGM можуть працювати при більш низьких температурах, ніж гелеві). При розряді, в міру розведення електроліту, НРЦ герметизованого акумулятора зменшується і після розряду стає рівним 2,01-2,02 В / ел. Якщо НРЦ розрядженого герметизованого акумулятора менше 2,01 В / ел., То акумулятор має високу ступінь сульфатации активної маси, яка може бути вже незворотною.

При довгому зберіганні герметизованих акумуляторів перед експлуатацією, систематичних недозаряд при експлуатації (наприклад через несправність ЕПП), відсутність термокомпенсации напруги постійної підзарядки, некомпетентності персоналу і ін. На його електродах, особливо, на негативному, відбувається сульфатация, поступовий перехід мелкокристаллического сульфату свинцю в щільний твердий шар сульфату з великими кристалами. Утворений при цьому погано розчинний у воді сульфат свинцю обмежує ємність акумулятора і сприяє виділенню водню при заряді (акумулятори при заряді часто «пихтять»), заряд акумуляторів сильно ускладнюється. Якщо на позитивних пластинах акумулятора спостерігається товстий оксид коричневого кольору, то це ознака корозії решітки.

Можливі причини корозії:

- акумулятори перед експлуатацією довго лежали на складі без підзарядки;
- при експлуатації подавався змінний струм (~ I).


У герметичних акумуляторах можуть проявлятися і специфічні корозійні процеси на мостах (частіше на негативних) і на Борна. Оскільки продукти корозії мають більший обсяг, ніж свинець, може видавлюватиметься компаунд, герметизирующий висновок, може бути пошкоджено гумове ущільнення борна, кришка і навіть корпус акумулятора. Дефекти такого роду часто спостерігаються в акумуляторах, якщо немає строгого дотримання технологічного процесу (наприклад, використання миючого засобу для миття посуду для очищення комплектуючих перед складанням).

Статистика причин відмов герметизованих акумуляторів в Центральній Європі (за останні 5 років):

Вихід з ладу через виробничі дефектов- 25%.
Вихід з ладу через умови експлуатації-70%.
Вихід з ладу через форс-мажорних обставин і др 5%.
Виробничі дефекти пов'язані з якістю виробництва акумуляторів. При частих змінах власників заводів, їх перенесення з одного місця на інше, зміні постачальників комплектуючих, зміну керівництва, частих звільнення кваліфікованого персоналу і ін. Збільшується кількість виробничих дефектів, які приховані і можуть бути виявлені тільки в процесі експлуатації. Порушення умов експлуатації найбільш часто зустрічається причина відмови. Навчання персоналу, підвищення його кваліфікації стає все більш актуальним завданням.

На термін служби батареї CSB вплинули наступні несприятливі фактори:

недостатня стабілізація вихідної напруги ЕПУ,
великий рівень пульсацій,
відсутність режиму обмеження струму,
відсутність термокомпенсации вихідної напруги,
відсутність в ЕПП вузлів контролю за станом батареї,
часті і глибокі розряди акумуляторної батареї,
недотримання вимог щодо встановлення необхідного напруги,
недостатній гігієнічний догляд за батареєю,
невиконання обслуговуючим персоналом вимог по точному підтримання напруги підзаряду.
При виборі акумулятора для стаціонарних умов роботи слід керуватися, в першу чергу, умовами експлуатації. Якщо є приміщення, обладнане для розміщення обслуговуваних акумуляторів, то його слід використовувати тільки за призначенням. Герметизовані акумулятори краще застосовувати при наявності хорошого сучасного випрямляча (наприклад, виробництва Eltek Valere Group і ін.). Герметизовані акумулятори доставляють менше клопоту своїм господарям. Це не означає, що обслуговування взагалі виключається. У будь-якому випадку необхідно контролювати стан акумуляторних батарей (напруга, ємність, стан корпусу і висновків, температуру акумуляторів). Для успішної експлуатації герметизованих акумуляторів важливо, щоб в випрямлячах (ЕПП), використовуваних для заряду акумуляторів були реалізовані всі вимоги, які пред'являються до заряду герметизованих акумуляторів.

Для того, щоб підняти надійність ЕПУ з герметизованими акумуляторами, необхідно частіше отримувати якомога повнішу інформацію про стан і режимах роботи акумуляторної батареї. Це можливо за рахунок використання системи контролю та моніторингу електроживлення. Для цих цілей можна використовувати стандартні блоки контролю і управління, що входять до складу ЕПУ. Як правило, блок управління може автоматично виконувати тести перевірки акумуляторів, автоматично налаштовувати параметри і видавати попередження про предкрітіческом стан батареї. При використанні стандартного програмного забезпечення і модему можна побудувати віддалену систему контролю і моніторингу ЕПУ. За результатами тестів можна прогнозувати терміни заміни та планувати технічне обслуговування.