Необслуживаемые аккумуляторы для железнодорожной автоматики и телемеханики

Каждая сигнальная установка автоблокировки не перегоне обеспечивается питанием от двух источников – основного и резервного. Различают две системы электропитания устройств автоблокировки – переменного тока и смешанную.

При системе переменного тока, которая является основной для Российских железных дорог, устройства автоблокировки получают основное и резервное питание от высоковольтных линий электроснабжения.

При смешанной системе релейные схемы сигнальных установок автоблокировки получают питание от высоковольтных линий, а рельсовые цепи от местных аккумуляторных батарей, которые также являются резервным источником питания для релейных схем. При новом проектировании и строительстве смешанная система электропитания автоблокировки не применяется, так как процесс технической эксплуатации аккумуляторов, расположенных на сигнальных точках, требует значительных ресурсозатрат.

Электропитание устройств автоматической переездной сигнализации и схем входных светофоров на станцию осуществляется по схеме электропитания устройств автоблокировки с обязательным третьим источником, которым опять же является аккумуляторная батарея. [1]

Аккумуляторы (аккумуляторные батареи) у сигнальных точек автоблокировки, а также на переездах, у входных светофоров размещаются в батарейных шкафах или батарейных ящиках. В течение длительного времени на железных дорогах в системах автоматики и телемеханики использовались автоблокировочные аккумуляторные батареи АБН-72 и АБН-80 с электродами намазного типа, с применением кислотного электролита. Гарантийный срок службы этих аккумуляторов не велик: АБН-72 – 3 года с момента ввода в эксплуатацию, АБН-80, не менее 2 лет. В целом аккумуляторные батареи типа АБН служат всего четыре года.[2, с. 72] В процессе эксплуатации аккумуляторы типа АБН оказались не достаточно надёжными. Более того согласно технологии обслуживания состояние кислотных аккумуляторов необходимо проверять 1 раз в 4 недели на станциях и переездах, а на перегонах в 2 раза чаще. Это условие является ещё одним из недостатков использования аккумуляторных батарей АБН. Сейчас в ОАО «РЖД» все более актуальным становится вопрос повышения надежности техники и снижения расходов на ее обслуживание. Этот вопрос затронул и использующиеся на железной дороге аккумуляторные батареи. [3] В результате в конце прошлого столетия было принято решение отказаться от применения аккумуляторных батарей типа АБН в системах железнодорожной автоматики и телемеханики.

Уже в 1997 году на железные дороги были поставлены первые аккумуляторы серии ОР, требующие минимального обслуживания. Аккумуляторы серии ОР выпускаются в корпусах из прозрачного акрилонитрилстирола повышенной прочности к ударам и вибрации, а также не поддерживающего горение. С положительной стороны эксплуатационниками был отмечен прозрачный материал корпуса, позволяющий без труда визуально контролировать уровень электролита, в отличие от не прозрачного корпуса аккумуляторов типа АБН. [4, с. 5] Новые аккумуляторы по праву завоевали доверие эксплуатационного персонала хозяйства автоматики и телемеханики, потому как с момента их внедрения количество отказов устройств автоматики по причине неисправности аккумуляторных батарей практически свелось к нулю. Общий недостаток аккумуляторов серии АБН и ОР необходимость регулярного обслуживания.

Но, несмотря на уже существующие разные типы аккумуляторов, активная разработка новых образцов продолжалась. На этот раз инновационной ступенью стало создание герметичных свинцовых аккумуляторов. Они известны как «необслуживаемые» или «безуходные свинцовые батареи». При их применении отсутствует необходимость контроля уровня, температуры и плотности электролита. Такие аккумуляторы работают на принципе использования внутреннего кислородного контура. Кислород, образующийся при перезаряде на положительном электроде восстанавливается на отрицательном. Ток перезаряда выделяет в элементе только тепло, что не приводит к каким-либо химическим изменениям, например, к потере воды.

Перспективными источниками тока соответствующими всем перечисленным требованиям стали герметизированные аккумуляторные батареи серий 24VSPzV, OРzVBlock, OGiV HP производства фирмы BAE (Берлин, Германия). Применение таких батарей существенно сокращает расходы на их эксплуатацию, они имеют длительный срок службы от 10 до 15 лет, в 3-4 раза превышающий срок службы негерметизированных аккумуляторов АБН. Герметизированные аккумуляторы не выделяют в окружающий воздух продукты электрохимических реакций, поэтому для их установки не нужны специальные аккумуляторные помещения. Кроме того, такие аккумуляторные батареи более устойчиво работают в условиях низких температур.

Низкие затраты на техническое обслуживание герметичных свинцовых батарей зарубежных производителей и возможность установки в непосредственной близости от работающего оборудования и персонала обусловили их широкое применение на сети железных дорог России.

Принимая во внимание актуальность использования современных технологий, пять лет назад был разработан новый аккумулятор 14V2SPzV 120, специально предназначенный для питания переездов, оборудованных шлагбаумами. Такой аккумулятор может быть использован и для сигнальных установок автоблокировки. Он разработан в качестве альтернативы применяемым аккумуляторам ОР и АБН и состоит из семи последовательно соединенных двухвольтовых элементов, размещенных в едином корпусе.

На постах электрической централизации герметизированные аккумуляторы так же могут располагаться в помещениях с обслуживающим персоналом. Поскольку при поддержании нормированных напряжений непрерывного подзаряда и окончания дозаряда практически не имеют газовыделения.

Необслуживаемые аккумуляторы являются более экологически безопасными, при их использовании отсутствуют вредные выбросы в атмосферу за счет внутренней рекомбинации газов в батарее. Поскольку кислота увязана в гель, вероятность получения ожога эксплуатационниками сводится практически к нулю, что позволяет также улучшить показатели охраны труда.

Опыт использования «необслуживаемых» аккумуляторов позволил оценить их неоспоримые преимущества: высокую надежность, длительный срок службы, большую безопасность в процессе эксплуатации и работоспособность при использовании в низких температурах. Кроме того, при их использовании значительно сокращается время на обслуживание и уменьшается трудоемкость при монтаже, отпадает необходимость в аккумуляторных помещениях и системе вентиляции. [5, с. 47]

Литература:

1. Источники электропитание устройств автоматики и телемеханики. scbist.com.

2. Почему герметизированные аккумуляторы лучше. Журнал АСИ №11 2006г.

3. Аккумуляторы свинцовые железнодорожные автоблокировочные типов АБН-72 и АБН-80. www.laborant.ru

4. Стационарные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи ОР (ОРС). Руководство по эксплуатации.

5. Энергоэффективные аккумуляторы для объектов ОАО «РЖД». Журнал АСИ №1 2011г.