Промышленные аккумуляторы: ответы на 15 частых вопросов

Эти две группы аккумуляторов различаются в первую очередь предназначением, которое определяет и другие отличия. Бытовые батареи используются преимущественно в портативных, мобильных устройствах для бытового или личного применения, например, пультах дистанционного управления, фонариках. За небольшим исключением, это первичные или основные элементы. Промышленные АКБ предназначены для работы в сложных условиях, резервирования энергии, обеспечения бесперебойного питания электрооборудования при отключении основного источника. Применяются в промышленных установках, ОПС, ИБП, телекоммуникациях, блоках резервного питания, тяжелой складской технике и т.д. Это вторичные АКБ, подлежащие многократной перезарядке. Они отличаются от бытовых большей емкостью, размерами и массой, длительным сроком службы.

В аккумуляторных батареях, изготовленных по технологии AGM, электролит находится не в свободном, а в связанном (абсорбированном) состоянии. Жидкий раствор серной кислоты полностью поглощен пористой матрицей из стекловолокна. Мат помещен между свинцовыми пластинами-электродами и выполняет функцию сепаратора. Риск утечки кислоты и газов при такой конструкции исключен.

С конструктивными особенностями связан ряд других отличий AGM-аккумуляторов от классических кислотных:

• полная герметичность;
• необслуживаемый аккумулятор – не требует долива воды;
• повышенная емкость;
• низкий саморазряд;
• устойчивость к вибрации.

Согласно действующим нормативным документам, АКБ в системах ОПС должны обеспечивать автономную работу оборудования не менее 24 часов в режиме ожидания и не менее 3 часов в тревожном режиме. Требования могут варьироваться в зависимости от типа и размера объекта; в некоторых случаях необходимо время автономии до нескольких суток. Данные нормы регламентируются в ГОСТ Р 59638-2021 и Своде правил 484.111500.2020. На сколько часов хватит аккумулятора конкретной модели, зависит от емкости.

Теоретически это возможно, особенно если подсистемы интегрированы по принципу «видеонаблюдение + СКУД + охранно-пожарная сигнализация». Промышленные AGM-аккумуляторы КОНТАКТ специально разработаны для работы в данных системах. При этом необходимо произвести тщательный расчет совместимости АКБ и оборудования по диапазону напряжений, мощности, емкости и другим параметрам. Например, СКУД отличается большими импульсными токами и более высоким энергопотреблением, чем ОПС, поэтому для них предъявляются более строгие требования к блоку резервного питания. Для системы видеонаблюдения критичной является защита от скачков напряжения.

При замене батареи основное правило: напряжение и емкость новой АКБ должны быть почти или полностью идентичны старым. По емкости допустимы отклонения плюс-минус 10%. Другое правило: необходимо следовать рекомендациям производителя подключаемого оборудования, указанным в технической документации. Если по каким-то причинам приходится выбирать АКБ самостоятельно, следует исходить из требований конкретного типа нагрузки. Например, для ИБП чаще всего применяются аккумуляторы 12 В и 24 В. Емкость рассчитывается исходя из потребляемой мощности нагрузки и желаемого времени автономии.

Базовая формула для расчета емкости аккумуляторной батареи: С = (P × t)/(V × k), где:

• С – требуемая емкость аккумулятора (А·ч);
• P – суммарная мощность нагрузки (Вт);
• t – желаемое время автономной работы (ч);
• V – напряжение аккумулятора (В);
• k – коэффициент использования (применения), обычно составляет 0,7–0,9.

Рассмотрим для примера, как рассчитать емкость аккумулятора для двух камер видеонаблюдения напряжением 12 В. Необходимое время работы без основного питания – 10 часов.

Используя формулу, получаем: С = (24 Вт × 10 ч)/(12 В × 0,7) = 240/8,4 ≈ 28,5. Добавляем запас 20%, получаем 34 А·ч – это требуемая емкость АКБ.

В ряде случаев установка АКБ с запасом по емкости целесообразна. Например, если планируется подключение дополнительного оборудования, при эксплуатации в условиях пиковых нагрузок, при необходимости длительной автономной работы на удаленных объектах, работе при низких температурах. Чрезмерное превышение необходимой номинальной емкости может вызвать хронический недозаряд, что приводит к преждевременной деградации батареи. Кроме того, избыточная емкость чревата увеличением бюджета закупки.

Современный рынок предлагает большой выбор качественных аккумуляторных батарей. Предлагаем обратить внимание на несколько брендов и серий эффективных свинцово-кислотных АКБ. Стационарные AGM-аккумуляторы КОНТАКТ – оптимальное решение для обеспечения бесперебойной работы систем безопасности, оптимальное соотношение цены и качества. Батареи бренда Ventura отличаются долговечностью и высокой производительностью, подходят для использования в сложных условиях или при нестандартных требованиях заказчика.

Эксплуатация АКБ, в том числе установка батарей, должна производиться в соответствии с технической документацией на изделия. В то же время существует ряд общих правил. Для безопасного размещения, защиты и эксплуатации аккумуляторов на объекте используются следующие решения:

• батарейные шкафы (кабинеты);
• стеллажи (полки);
• контейнеры (боксы);
• отсеки в составе ИБП.

Монтаж производится в изолированных помещениях или на специально выделенных участках. Шкафы и контейнеры могут размещаться вне зданий.

Обязательна приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая концентрацию водорода в воздухе не выше 0,7% по объему. Дополнительно можно устроить аварийную и местную вытяжную вентиляцию. Температура воздуха должна быть не ниже +10°С. Нежелательна эксплуатация при t выше +20°С. Необходимо избегать перепадов температур и расположения вблизи дополнительных источников тепла.

Не рекомендуется смешивать новые и старые аккумуляторы или аккумуляторы разной емкости в одной системе. Смешивание новых и старых элементов может вызвать разбаланс зарядки, неравномерный разряд и нагрев, повышенную нагрузку на ЗУ и другие проблемы, способные вывести новые аккумуляторы из строя. Установка в одну систему АКБ разной емкости может привести к нарушению баланса заряда/разряда, ускоренному износу меньших по емкости элементов и нестабильности всей системы резервного питания.

Дата производства – важный, но не единственный критерий замены АКБ. Как часто нужно менять аккумулятор, зависит от ряда факторов. ГОСТ Р 59638-2021 рекомендует заменять свинцовые аккумуляторы согласно технической документации производителя, но не более чем через 10 лет после даты изготовления. Также подлежат замене батареи при снижении остаточной емкости до менее 80% от номинальной. На то, сколько лет служит аккумулятор фактически, влияют тип АКБ, условия эксплуатации, отсутствие глубоких разрядов, качество зарядного устройства и другие факторы. Источники энергии по технологии AGM в среднем служат 5-7 лет, гелевые – до 12 лет. Что лучше: AGM или GEL аккумулятор – однозначного ответа нет, у каждого типа есть свои плюсы и минусы. Базовые критерии – предназначение и условия эксплуатации. AGM подходят для систем, где необходима высокая токоотдача, устойчивость к вибрациям. GEL предпочтительны, если требуется долговечность, устойчивость к глубокому разряду.

Как при любых манипуляциях, необходимо следовать указаниям производителя. Превышение рекомендуемого напряжения зарядки может вызвать перегрев, образование газов и повреждение АКБ. Слишком низкое напряжение приведет к неполному заряду батареи. Для 12-вольтовых свинцово-кислотных элементов диапазон напряжения зарядки составляет 12,9–14,4 В, для гелевых – 14,1–14,4 В. Ток зарядки зависит от емкости батареи. Обычно он составляет 10% от этого параметра, в свинцово-кислотных может достигать 20%. Главное – он не должен превышать максимального показателя, указанного в инструкции. Многие современные модели АКБ требуют многоступенчатого режима зарядки с изменением тока и напряжения на разных фазах.

Для AGM и GEL аккумуляторов требуются специальные зарядные устройства. Лучше всего выбирать ЗУ с функцией автоматического отключения при достижении полного заряда.

На зарядных устройствах рекомендуется включить следующие настройки:

• контроль температуры во время зарядки;
• автоматическое отключение;
• зимний режим (учет температуры окружающей среды).

Дополнительные функции РИП:

• защита от коротких замыканий на выходе;
• защита от превышения выходного напряжения;
• возможность измерения сетевого напряжения, выходного напряжения, напряжения на батарее и тока нагрузки;
• передача данных о состоянии РИП по интерфейсу.

Сколько часов заряжать аккумулятор, зависит от типа элемента, его емкости, тока зарядки, глубины разряда, температуры окружающей среды и характеристик зарядного устройства. Промышленный AGM-аккумулятор заряжается в среднем 6-12 часов, литий-ионные – быстрее.

Основные признаки деградации:

• Частая подача сигнала на дисплее об ошибке питания.
• Сокращение времени автономной работы.
• Быстрая (10–15 минут после отключения сети) потеря заряда даже при небольшой нагрузке, необходимость частой подзарядки.
• Нестабильное напряжение в автономном режиме.
• Напряжение ниже 12 В при полной зарядке в покое или под нагрузкой.
• Увеличение температуры блоков АКБ.
• Истечение срока службы.
• Видимые повреждения корпуса: вздутия, деформация, трещины, подтеки электролита, налет на клеммах.
• Запах сероводорода.

Важно не только определить признаки потери емкости, но и знать, как проверить аккумулятор. Базовые методы контроля емкости:

1. Визуальный осмотр и регулярная проверка уровня заряда.
2. Измерение мультиметром.
3. Использование нагрузочной вилки.
4. Применение специализированных тестеров.

Тестирование аккумуляторных батарей проводится в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60896-21, ГОСТ Р 53165-2020 и другими нормативными документами. Проверить работоспособность источника энергии можно в специализированных сервисных центрах, магазинах автозапчастей, а также в лабораториях, занимающихся экспертизой АКБ.

Плановая проверка проводится согласно инструкции производителя или нормативным документам для данного типа АКБ. Так, для свинцово-кислотных батарей по ГОСТ измерения проводятся не реже одного раза в 36 месяцев с даты выпуска. Внеплановая проверка требуется при появлении любых функциональных отклонений. В условиях эксплуатации при температуре окружающей среды выше +30°С тестирование производится ежемесячно.

Методы тестирования емкости аккумулятора:

1. Контрольный разряд – полная зарядка, затем разрядка до заданного конечного напряжения с измерением времени разряда и расчетом фактической емкости. Наиболее точный метод.
2. Использование нагрузочных блоков и профессиональных тестеров.
3. Измерение внутреннего сопротивления специальными приборами. Внутреннее сопротивление растет по мере деградации.

При работе с промышленными аккумуляторами необходимо соблюдать следующие правила:

1. Использовать средства индивидуальной защиты: перчатки, фартуки, защитные очки и другие.
2. Обеспечить в помещении приточно-вытяжную вентиляцию.
3. В помещениях запрещено курить, использовать открытый огонь, проводить искрящие работы или использовать искрящее оборудование.
4. Исключить возможность короткого замыкания клемм с металлическими деталями.
5. Обучение, инструктаж и обязательные медосмотры сотрудников, контактирующих с АКБ.

Утилизация аккумуляторов регламентируется Федеральным законом № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» и рядом других документов. Отработанные устройства складируют в отдельные закрытые контейнеры, защищенные от влаги и механического воздействия. Транспортировку и утилизацию производят специализированные организации, имеющие лицензию на эти виды деятельности. Можно заключить договор с такой организацией или получить соответствующую лицензию и делать это самостоятельно.