автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Методы и средства диагностирования аккумуляторных батарей пассажирских вагонов

кандидата технических наук
Подоляк, Сергей Иванович
город
Омск
год
1998
специальность ВАК РФ
05.22.07
цена
450 рублей
Диссертация по транспорту на тему «Методы и средства диагностирования аккумуляторных батарей пассажирских вагонов»

Автореферат диссертации по теме "Методы и средства диагностирования аккумуляторных батарей пассажирских вагонов"

На правах рукописи

ПОДОЛЯК Сергей Иванович

УДК 625.23.066.004

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Специальность 05.22.07 — «Подвижной состав железных дорог и тяга поездов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 1 998

Работа выполнена в Омском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель:

доктор технических паук, профессор ЛУКИН Виктор Васильевич.

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент КУЧЕРЕНКО Виктор Константинович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ВОЛОДИН Александр Иванович; кандидат технических наук, доцент КАЛМИН Борис Иванович.

Ведущее предприятие:

Западно-Сибирская железная дорога.

Защита состоится « » /Ц Е>1СЙ/У^дД 199 / г. р ^

Ю

часов

па заседании диссертационного совета Д 114.06.01 при Омском государственном университете путей сообщения по адресу: 644046, г. Омск, гр. Маркса, 35.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан / % 199<Р г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 114.06.01.

Ученый секретарь совета — доктор технических наук, профессор

В. К. ОКИШЕВ.

Омский государственный университет путей сообщения, 1998

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Аккумуляторные батарея (АБ), применяемые в системах электроснабжения (СЭС) подвижного состава, являются наиболее взрыво- и пожароопасными элементами системы. От надежной работы АБ пассажирских вагонов зависят не только безопасность и комфортность перевозки пассажиров, но и надежность СЭС вагона в целом.

В эксплуатации АБ являются наиболее, уязвимы и трудоемки в ремонте. По данным департамента. пассажирских перевозок МПС РФ, ВНИИЖТа и результатам исследований сотрудников кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" Омского государственного университета путей сообщения, более 40% отказов в СЭС вагонов приходится на АБ, а трудовые затраты на устранение их неисправностей составляют более 60 % от всех трудовых затрат при ремонте и обслуживании СЭС вагона. Существующие в эксплуатации методы и средства контроля не дают .объективной оценки технического состояния АБ. .

Одним из путей поддержания установленного уровня надежности АБ, снижения затрат на их техническое обслуживание и ремонт является применение средств технического диагностирования (СТД).

Цель работы. Основной целью настоящей работы является исследование методов и разработка СТД АБ пассажирских вагонов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.

1. Разработка математической модели АБ и Еыбор диагностических параметров.

2. Исследование законов распределения параметров в эксплуатации, определение их номинальных и предельных значений.

3. Разработка математической модели АБ с целью выбора косвенных оценок параметров. Обоснование методов,, разработка устройств и алгоритмов измерейия параметров для переносных и стационарных СТД АБ.

4. Апробирование разработанных средств и алгоритмов.

5. Определение показателей диагностирования СТД АБ.

6. Проведение финансово-экономического анализа эффективностй применения разработанных средств.

Объект исследования. Щелочные и кислотные АБ, применяемые в пассажирских вагонах в качестве вторичных источников тока.

Методы исследования. В работе использованы методы математической статистики и теории чувствительности, графо-аналитический метод и методы программного моделирования процессов на ЭВМ.

Предложенная модель АБ проверена на натуральных образцах с применением устройств и стендов, разработанных и сконструированных автором.

Научная новизна определяется следующим:

разработаны теоретические основы диагностирования АБ с учетом специфики их эксплуатации в СЭС пассажирских вагонов;

разработана математическая модель АБ с учетом воздействия внешних факторов, влияния системы технического обслуживания и ремонта ' вагона^;

обоснована совокупность диагностических параметров,, позволяющая достоверно определить техническое состояние АБ;

разработана.математическая модель АБ, позволившая определить косвенные оценки диагностических параметров;

разработаны способы и устройства контроля диагностических параметров и алгоритмы диагностирования АБ.

Практическая ценность. В работе установлено, что диагностическими параметрами АБ являются; напряжение батареи 1!аб, сопротивление изоляции батареи относительно корпуса вагона количество отка-

завших в батарее.элементов Ы0.э и степень ее заряженности а.

Разработаны способы контроля диагностических параметров.АБ, алгоритмы для1 стационарных автоматизированных СТД пассажирских вагонов и изготовлено переносное СТД АБ.

Внедрение результатов работы. Результаты исследований и практические предложения внедрены на станциях диагностирования пассажирских вагонов (СДПВ) в вагонных депо Омск-Пассажирский (Западно-Сибирской железной дороги) и Рига^Пассажирская (Латвия). По результатам работы получено авторское свидетельство на изобретение.

Апробация работы. Основные положения и разделы диссертации докладывались и получили положительную оценку на всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства диагностирования технических средств железнодорожного транспорта" (г. Омск, 1989 г.); сетевом совещании по диагностике (г. Москва, 1990 г.); всероссийской научно-технической конференции "Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири" (г. Новосибирск, 1997 г.); научно-техническом семинаре кафедр механического направления ОмГУПСа (г. Омск, 1998 г).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах, пяти научно-исследовательских отчетах и авторском свидетельстве на изобретение. •

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и предложений, библиографического списка (78 наименований) и 5 приложений; изложена на 172 страницах текста, содержит 38 рисунков и 24 таблицы.

4

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы и приведены основные направления исследований, представляемых к защите.

Первый раздел посвящен обзору литературных сведений о работе и отказах АБ. Глубокие исследования в области работы аккумуляторов ведутся в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте химических источников тока, Московском энергетическом институте и других организациях; сведения о батареях, эксплуатируемых на подвижном составе, широко приведены в материалах отраслевых исследовательских и научных институтов, таких как ВНИИЖТ, ШИТ и др. Теоретические положения работы химических источников тока излагаются в трудах Б.В. Беляева, С.А. Розинцвейга, В.В. Романова, М.А. Дасояна и других авторов. Обширную информацию о5аб, находящихся в эксплуатации, приводят в своих работах Г. Г. Драчев, Б. А. Пиантковский, В. К. Кучеренко, Ф. И. Эйгель и другие исследователи. Выполненный обзор позволил выделить основные двадцать параметров и семь факторов, определяющих техническое состояние аб; установить количественные и качественные взаимосвязи между ними.

На основе анализа СЭС пассажирских вагонов и обзора литературных сведений автором предлагается рассматривать работу АВ во взаимосвязи с элементами СЭС вагона, с учетом воздействия атмосферных условий (АУ.), а также влияния системы технического обслуживания и ремонта вагона (СТОР). Структурная схема взаимосвязей АБ и влияющих на нее факторов приведена на рис. 1.

Рис.1. Структурная схема взаимосвязей АБ с элементами СЭС вагона и влияние на нее внешних факторов

При стоянках вагона и аварийных режимах АБ, характеризующаяся рядом параметров, обеспечивает питание потребителей (ПВ), имеющих сопротивление RH. Разряд батареи автоматически контролируется до напряжения UK. Заряд АБ осуществляется во время движения вагона от узла заряда (УЗ), напряжение (U3) и ток (13) заряда которого зависят от температуры воздуха (tB). Влажность воздуха (ф) влияет на сопротивление изоляции АБ относительно корпуса вагона (RH3). На RH3 й внутренние параметры АБ также влияют длительность эксплуатации (Т) и случайные ударные воздействия (Р). Для обеспечения безотказной работы АБ системой технического обслуживания и ремонта (СТОР) вагонов осуществляется поддержание ее параметров на заданном уровне.

На основании анализа СЭС пассажирских вагонов установлено, что в эксплуатации находятся АБ различного типа, номинальная емкость которых неодинакова (250, 300, 350, 370 А-ч), различны номинальные токи заряда и разряда для них. Поэтому, автором введено понятие степени заряженности (а), представляющее собой отношение остаточной емкости к номинальной и определяемое в процентах по выражению:

« = 100%Qo/Qh, (1)

где Qh, Qo - соответственно номинальная и остаточная емкости.

Введение параметра « позволяет сравнивать многие одноименные характеристики АБ различного типа.

Имеющиеся в литературе и полученные ранее автором сведения об отказах АБ в эксплуатации позволили ранжировать параметры с учетом приходящихся на них отказов. Из анализа системы технического обслуживания и ремонта АБ следует, что имеющийся резерв сокращения трудоемкости за счет применения СТД составляет 30%.

В завершений первого раздела сформулированы цель и задачи исследования.

Второй раздел содержит выбор диагностических параметров. С этой целью на основе функциональных зависимостей между параметрами и предложенной схемы взаимодействия АБ с элементами СЭС вагона и внешними факторами построен граф причинно-следственных связей (рис. 2). Произведена минимизация числа параметров из условия наибольшего охвата отказов наименьшим числом контролируемых параметров. Целевая функция минимизации имеет вид:

I F(n) —* шах,

I n — min. (2)

где F(n)- функция эффективности при контроле п параметров; п - число контролируемых параметров, (п=1, 2, ...20).

6

Для проверки тесноты связей между параметрами проведен множественный корреляционный анализ. Минимизация числа параметров и проверка тесноты связей между ними позволили из графа причинно-следственных связей выделить исходный подграф для определения оптимальной совокупности диагностических параметров.

Рис.2. Граф причинно-следственных связей.между параметрами батареи и влияющими факторами

Для исходного подграфа составлена конъюнктивная нормальная форма (КНФ) записи в виде математического Еырачсения с использованием символов логических операций.

Для исходного подграфа КНФ имеет вид: Р(КНФ) = (IV. 3 и Мо.э) П (И0 и N0.3) Г) (13 и « и Ь) П л (N0.3 и иАБ) л (а и иаб) л (¡1 и « и |?Из) п 1)дб л rиз. (3) Выражение (3) с помощью основных правил математической логики преобразовано в дизъюнктивную нормальную форму (ДНФ), имеющую следующее выражение:

Р(ДНФ) = (идБ л {?из п N0.3 п 13) и Шаб;л {?из п Но.э л а) и

и (идб л (?из п N0,3 л 1з) и (iiдб л rиз г) n^3 п ы0 л 13) и и (иАБ л 1?из П Ик.з л N0 л с£) и (11дб л Е?из П Цк.3 П N0 П Ь). (4) Выражение (4) является суммой простых отображений (импликат)

7

исходного подграфа и представляет собой математическую модель взаимосвязей параметров батареи, использующую логические операции.

При помощи графо-аналитического метода определено, что наибольшей информативностью обладает совокупность, содержащая следующие параметры: напряжение батареи 11дб, сопротивление изоляции батареи относительно корпуса вагона Ииз. количество отказавших в батарее элементов N0.3 и степень ее заряженности а. Эти параметры приняты в качестве диагностических.

Для выявления закономерностей изменения параметров и влияющих на эти изменения факторов в эксплуатации в вагонных парках Омского пассажирского депо Западно-Сибирской железной дороги и депо Красноярск-Пассажирский Красноярской железной дороги собран статистический материал. Анализ этого материала позволил определить, что данные по отдельным полигонам с доверительной вероятностью 0,95 являются выборками из одной генеральной совокупности. По объединенным выборкам для каждого диагностического параметра определены закон распределения и его числовые характеристики.

Установлено, что напряжение АБ не противоречит логарифмически нормальному закону распределения, следовательно, оно зависит от произведения множества случайных факторов, воздействие которых в отдельности невелико.

Распределение сопротивления изоляции батареи относительно корпуса вагона согласуется с экспоненциальным законом. На него наибольшим образом Елияет один фактор - влажность воздуха, и это влияние осуществляется по степенной зависимости.

Распределение количества отказавших элементов в батареях соответствует биномиальному закону. Следовательно, вероятность отказа элемента не зависит от наличия в батарее отказавших элементов (отказы элементов в батарее взаимно независимы).

Степень заряженности аккумуляторной батареи не противоречит экспоненциальному закону распределения. Следовательно, из множества действующих факторов имеется один, наиболее влияющий на заряженность батареи. Этим фактором при заряде АБ является зарядное напряжение, а при разряде - ток разряда.

В диссертации определены номинальное и предельное значения для каждого диагностического параметра в зависимости от типа электро- химической системы аккумуляторов и напряжения СЭС вагона (табл. 1). Эти значения получены на основе законов распределения параметров и их зависимостей от внешних факторов. При их определении учтено условие обеспечения максимальной безотказности за период межконтрольной наработки и минимума удельных издержек на проведение технического

8

обслуживания АБ.

Таблица 1

Номинальные и предельные значения диагностических параметров

Диагностический параметр и его значения Тип системы и количество элементов

щелочная кислотная

СЭС - 50 В НО В 50 В 110 в

38 39 40 86 26 56

1 2 3 .4 5 6 7 8

иАБ. В номинальное предельное 48 41 49 43 50 44 108 94 55 49 118 106

Киз. кОм номинальное предельное 25 3 25 3 25 3 50 6 25 3 50 6

Ыоэ, ШТ. номинальное предельное 0 2 0 2 0 2 0 4- 0 1 0 о ¡и

а, X номинальное предельное 100 50 100 50 100 50 100 50 100 50 100 50

Из анализа данных табл.1 следует, что номинальные и предельные значения диагностических параметров необходимо устанавливать с учетом типа батарей и количества ее элементов.

Проведенные исследования позволили выбрать способы, разработать устройства измерения параметров для переносных и алгоритмы для автоматизированных средств диагностирования.

В третьем разделе сформулированы требования к СТД АБ, на основе которых разработаны алгоритмы и создано переносное средство диагностирования АБ. Разработанные алгоритмы реализованы на станциях диагностирования пассажирских вагонов (СДПВ) в городах Омске и Риге.

Проведенный в работе обзор отечественных и зарубежных публикаций о методах и средствах контроля диагностических параметров позволил установить, что:

1) для измерения сопротивления изоляции АБ относительно корпуса вагона в переносных СТД АБ наиболее эффективным является мостовой способ измерения, а в стационарных - потенциальный;

2) менее всего разработаны способы и средства контроля количества отказавших элементов и степени заряженности батареи.

Для определения количества отказавших элементов в батарее разработано и собрано устройство, электрическая схема которого приведена на рис.3.

Напряжение между точками с и <1 схемы (см. рис.3) пропорционально количеству находящихся в батарее отказавших элементов N0.3 и определяется по формуле:

Чэл.ср N0.3

иса = -, (5)

N + 1?(М-1)/(Нз N5

где иЭл.ср _ среднее напряжение элементов;

N - общее число элементов в батарее; Я - общее сопротивление делителя, (I? = ^ +"1?2); !?з- внутреннее сопротивление измерительного прибора.

Рис.3. Схема устройства контроля отказавших элементов в батарее

Устройство защищено авторским, свидетельством на изобретение, и на его основе собран блок контроля отказавших элементов в переносном СТД АБ. Расчетное выражение (5) явилось исходной базой для-.разработки алгоритма, позволяющего' определить отсутствие или наличие отказавших элементов в стационарном СТД АБ.'

Определить с высокой точностью степень заряженности батареи можно только после полного ее разряда. Все другие известные способы предназначены для косвенной ее оценки. С целью выбора косвенного параметра, наиболее чувствительного к изменению степени заряженности, проведен комплекс экспериментальных и расчетных исследований, заключавшихся в следующем.

Для получения информации об изменении параметров АБ при ее различной степени заряженности создан стенд, электрическая схема кото-

1 п

poro представлена на рис.4.

Рис.4. Схема стенда для проведения контрольных разрядов

Заранее заряженная АБ подвергалась кратковременным контрольным разрядам различными токами. Затем батарея частично разряжалась с последующи проведением контрольных разрядов. При контрольных разрядах производилось фотографирование осциллограмм изменения напряжения с последующей их расшифровкой. Фрагмент осциллограммы представлен на рис.5.

Рис.5. Осциллограмма изменения напряжения батареи

11

После подключения нагрузки к батарее (см. рис. 5) ее ЭДС (Е) снижается на величину падения напряжения (Д110) на омическом сопротивлении батареи, характеризующуюся крутым фронтом. Затем происходит плавное падение напряжения (Дип) на сопротивлении поляризации. Далее напряжение становится равным напряжению разряда батареи (ир). Сумма падений напряжения на сопротивлении поляризации и омическом составляет падение напряжения (ив) на общем внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи. Длительность контрольных разрядов составляла три секунды (х=3 е.), при этом контролировалась сила разрядного тока (1Р).

Контрольные разряды производились для батарей различных типов при варьировании степени заряженности и токов разряда. На основе экспериментальных данных получены зависимости изменения напряжения разряда от степени заряженности а и падений напряжения на сопротивлениях омическом, поляризации и полном внутреннем при различных значениях токов разряда.

Расчетным путем определены значения сопротивлений внутреннего, омического и поляризации, а также энергии, рассеиваемой на внешней и внутренней цепях батареи. Построены зависимости изменения этих величин от степени заряженности батареи. Экспериментальные данные позволили определить аппроксимирующую функцию зависимости омического сопротивления от степени заряженности. Аппроксимирующая функция с коэффициентом корреляции 0,97 соответствует значениям, полученным экспериментальным путем. Она представлена следующим выражением:

350

гом = А[1+В(1-«/100)] -, (6)

Он

где 0Н- номинальная емкость аккумуляторов;

А, В - постоянные коэффициенты, зависящие от типа аккумуляторов.

Широко известные в литератур« схемы замещения аккумулятооа я его внутреннего сопротивления, а также имеющиеся в н*й выражения для ЗЛС. внутреннего сопротивления и напряжения разряда позволили получить .автору диссертационной работы математическую модель зависимости параметров аккумулятора от степени заряженности с<:

Фо(20+сО / 3(100-«)

еЭл = е0 + - + Фоехр--, (7)

120 ^ 250

иГ0 ( Г ( ЮШри

гв = - <1 *■ 0 1 - ехр--}, (8)

1р 1 1 1 0н(20+а)Л/

гп = гв - гсм- (9)

Фо(20+сс) г 3(100-«) иЭл = ео + ——-+ Фоехр|

г <з(дии-а,| \ ^ 250 /

игО 1р

120 250

1001РС л-,

1 + 3

1 - ехр

' сыго+аУ

Лwp = ЛиЭл0.нЛ«/10б, (11)

Д^Г. В = Диг.вС!нЛо£/100, (12)

где ео, Фо. Фо. С, иго - постоянные коэффициенты, зависящие от вида электрохимической системы и типа аккумулятора; Гр - ток разряда аккумулятора;

ДиЭл, Аиг.в, Да - изменение соответственно напряжения, внутреннего сопротивления, степени заряженности при кратковременном разряде.

Выражения (#), (10) для определения энергии, рассеиваемой соответственно на внешней цепи и внутреннем' сопротивлении аккумулятора при кратковременном его разряде, получены автором работы.

По разработанной в диссертационной работе программе в соответствии с математической модель» (6) - (12) получены значения гСм. еэл, гв. иэл, ДмР, Дъуг.е при варьировании степени заряженности и тока разряда. Отличие расчетных и экспериментальных значений не превысило 10%, что подтверждает высокую адекватность математической модели реально происходящим процессам в аккумуляторе.

Косвенный параметр для оценки.« выбран с использованием методов теории . чувствительности. С»той целью каждое из имеющихся выражений {6) - (Щ) нормировано в исследуемом диапазоне изменения «от 0 до 100% по своему среднему значению. В качестве критерия чувствительности принята частная производная нормированной функции исследуемого параметра по переменной «. Выражения критериев.чувствительности имеют вид:

1 г Фо Зфо ( 3(100-«)

Н(иэ„-:) = - - + - ехр - -- I +

п„. „Л 1?п *

Чэл.ср 120 250 ^ 250.

1ООиго-0С1р / 100С1Р + -;-— ехр -

0Н(20+«)" ^ Он (20+-«) 100С1Р

(13)

100иго-ЗСехр -

(20+«)

Н(гв) =--5-—, (14)

Гв.срСн(20+«)'-

Н(Гом) = -Ю""2АВ/Гом .ср» (15)

13

Н(Дир) = -ДиэлДсс/Дир, ср, (17)

Н(Дкгг.в) = Диг.вАй/Мр.ср. (18)

По выражениям (13) - (18) и разработанной автором программе рассчитаны значения критериев чувствительности при варьировании <х от О до 100% . Их зависимости от а. приведены на рис.У.

5

- 4

3

^ 2 ^ 1

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Степень заряженности, %

Рис. 6. Зависимость критериев чувствительности параметров от степени заряженности а: 1 - Н(иэл); 2 - Н(Д»Р); 3 - Н(Дюг.в); 4 -Н(гв); 5 - Н(гом); 6 - Н(гп)

Из анализа представленных на рисунке зависимостей следует, что наибольшей чувствительностью к изменению степени заряженности а в диапазоне от 0 до 50% обладают сопротивление поляризации (гп) и энергия (йыг.в), рассеиваемая на внутреннем сопротивлении аккумуляторов, а в диапазоне а от 50 до 100% - омическое сопротивление (Гом)■

Так как требованиями нормативно-технических документов является условие заряженности батареи не ниже 50%-ной, то в качестве косвенной оценки степени заряженности выбрано омическое сопротивление батареи.

Для определения степени заряженности батареи по ее омическому сопротивлению предлагается обратная функция зависимости г0м от с<:

а = [1 + 1/В -Тс$5О/(0дАВ)31ОО%. (19)

На основании полученных результатов создано переносное СТД АБ и разработан алгоритм диагностирования батарей (рис.7) стационарными СТД АД, который реализован на станциях диагностирования пассажирских вагонов.

Подключение j АБ к СДПВ I 1и его под- / утверждение/

Дата, N вагона , кол-во элементов

Вычисление f СДПЕ \

«о.э измерение

UAS .

Выдача информации о подключении АБ к СБПВ

Сообщение о проведении заряда и повторной проверке

Запрос ввода даты, типа и номера вагона, количества элемен тов в АБ

Сообщение о необходимости повторной поверке

Сообщение о поиске, замене отказавших элементов и повторной проверка

Рис. 7. Алгоритм диагностирования аккумуляторной батареи

15

В четвертом разделе определены показатели диагностирования переносных и стационарных средств.

При создании СТД особое место занимает вопрос показателей диагностирования. Стандартами и нормативно-техническими документами их определение возлагается на разработчика средств диагностирования.

Проработка метрологических характеристик разработанных средств диагностирования и полученные законы распределения диагностических параметров в эксплуатации позволили определить вероятности ложного срабатывания (ау), пропуска дефекта (Ву) по каждому диагностическому параметру и рассчитать показатели диагностирования, а именно:

Р1.2 - вероятность совместного наступления событий: АБ находится в работоспособном состоянии, а в результате диагностирования считается находящейся в неработоспособном состоянии;

Р2.1 " вероятность совместного наступления событий: АБ находится в неработоспособном состоянии, а в результате диагностирования признается находящейся в работоспособном состоянии;

Б - вероятность правильного диагностирования (достоверность диагностирования); '

Результаты расчета приведены в табл.2.

Таблица 2

Результаты расчета точностных показателей диагностирования

Параметр Показатель диагностирования

I «V : ¿.у I Р1.2 Ре л I о

Переносное СТД

иАБ Риз N0.3 а 0,01078 0,00155 0,00180 0,00123 0,00860 0,00285 0,00280 0,00223 0,20501-10~3 0,24480-10 3 0,96845

Стационарное СТД

идв Риз Мо.э а 0,00051 0,00066 0,00055 0,00073 0,00058 0,00126 0,00075 0,00142 0,01477-10~3 0,02512-Ю-3 0,99355

Вероятности ошибок диагностирования («V; зу; Р1.2; Р2.1) стационарным СТД АБ на порядок.ниже по сравнению с переносным, что приводит к повышению его обобщающего показателя - вероятности правильного диагностирования (достоверности) на 2,6 X.

Опытная эксплуатация в Омском пассажирском депо разработанных СТД АБ позволила определить их технико-экономические показатели диагностирования. Численные значения этих- показателей приведены в табл.3.

■ Таблица 3

Технико-экономические показатели диагностирования СТД АБ

Тип СТД АБ Продолжительность хд, ч. Стоимость •Сц, руб. Трудоемкость Бд, чел.-ч.

Переносное 0,03533 0,21200 0,03533

Стационарное 0,01250 0,33750 0,02500

Из приведенных в табл.3 результатов следует, что продолжительность и трудоемкость диагностирования стационарным средством в 1,5 раза ниже по сравнению с переносным, а стоимость диагностирования им в 1,6 раза выше, чем переносным.

В пятом разделе проведен финансово-экономический анализ эффективности как раздельного применения переносных и стационарных СТД АБ, так-и их совместного использования. Анализ проведен с учетом изменений экономических условий деятельности пассажирского депо с годовой программой ремонта 750 вагонов, формирующего пять составов в сутки. Принятые цены на комплектующие изделия и материалы соответствуют уровню середины 1998 года.

■ Значения основных финансово-экономических показателей эффективности по трем вариантам использования СТД АБ приведены в табл.4.

Таблица 4

Основные финансово-экономические показатели ■ эффективности применения СТД АБ

Показатель ■ эффективности Вид применяемого СТД АБ

переносное стационарное : совместное

1. 2 3 . 4

Уменьшение численности работников, чел. 1 Нет 1

Окончание табл.4

1 2 3 4

Повышение производительности труда, % 6 80 13

Чистый дисконтированный доход, руб. 57794,31 2552,55 - 58940,56

Индекс доходности 78,06 52,05 73,68

Внутренняя норма доходности 7,81 7,21 7,37

Срок окупаемости, месяцев 1,54 2,31 1,63

Как следует из анализа результатов табл.4, эффективным являются как переносное, так и стационарное средство диагностирования. Наибольшую финансово-экономический) эффективность имеет переносное СТД АБ. Эффективным является и совместное применение переносного и стационарного СТД АБ, при котором достаточно высокая экономическая эффективность от их применения сочетается с высокой объективностью диагностирования, способностью получения документированной информации, пригодной для накопления и последующего ее анализа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны теоретические основы и практические предложения по проблемам диагностирования аккумуляторных батарей с учетом специфики их эксплуатации в системах электроснабжения современных пассажирских вагонов.

2. Создана математическая модель взаимосвязей параметров АБ и влияющих на нее факторов. На основе теории графов определена совокупность диагностических параметров АБ, позволяющая получить достоверную информацию о ее техническом состоянии. Установлено, что диагностическими параметрами АБ пассажирского вагона являются: напряжение и степень заряженности батареи, сопротивление изоляции батареи относительно корпуса вагона и количество отказавших в батарее, элементов.

3. На основе анализа статистического материала выявлены закономерности и причины изменения диагностических параметров в эксплуатации. Определены их законы распределения, позволившие научно обосновать номинальные и предельные значения для каждого диагностического параметра.

4. Разработана математическая модель изменения параметров аккумулятора от степени' заряженности. Отклонения значений параметров, полученных на основе модели, от действительных не превышают 10%. На основе методов теории чувствительности выбраны косвенные оценки степени заряженности аккумулятора.

5. Сформулированы основные требования к средствам технического диагностирования АБ. На их основе разработаны переносное устройство диагностирования и алгоритмы для стационарного средства. Алгоритмы реализованы на станциях диагностирования пассажирских вагонов в городах Омске и Риге.

Предложена новая технология.диагностирования аккумуляторных батарей, позволившая с высокой достоверностью оценить их техническое состояние в эксплуатации и определить качество проведенного ремонта..

6. Разработана программа расчета регламентированных стандартами показателей диагностирования. На основе эксплуатации СТД АБ определены показатели диагностирования. Так, вероятность правильного диагностирования разработанных переносного и стационарного средства составляет 0,968 и 0,994 соответственно.

7. Для условий рыночной экономики и уровня цен середины 1998 года произведен финансово-экономический анализ, подтвердивший эффективность применения как переносных, так и стационарных средств диагностирования. Внутренняя норма доходности этих средств составляет 7,8 и 7,2 соответственно.

Доказана эффективность совместного применения средств диагностирования: переносного - при подготовке составов в рейс и стационарного - при деповском ремонте вагонов. При этом повышение производительности труда составит 13%, чистый дисконтированный доход - до 60 тыс. руб., индекс доходности - более 70, внутренняя норма доходности - более семи, а срок окупаемости не превысит двух месяцев.

Положения диссертации опубликованы в 10 работах, основные из •них следующие.

1. Лукин.В.В., Подоляк С.И. Применение графо-аналитического метода при выборе параметров диагностирования аккумуляторных батарей пассажирских вагонов//Сб. науч. тр./Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск,1985. С. 43-47.

2. Кучеренко В.К., Подоляк. С.И. Исследование особенностей работы аккумуляторных батарей, состоящих из последовательно соединенных никель-железных аккумуляторов// Сб. науч. тр./Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск,1980. С. 30-34.

3. Подоляк С.И., Товгина Т.В. Влияние уровня электролита на емкость аккумуляторного элемента//Сб. науч. тр./Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск,1985. С. 56-57.

4. Подоляк С.И. Влияние сопротивления изоляции аккумуляторов на потерю емкости батареи//Сб. науч. тр./Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск,1985. С. 53-56.

5. Повышение безопасности пассажирских перевозок посредством внедрения автоматизированных средств диагностирования/ В. К. Кучеренко , С.И. Подоляк С.И., А.Н. Тимонин, А.Н. Тарасенко. // Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири: Тезисы научн.- техн. конф. / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск,1997. 263 с.

6. A.c. 1107193 СССР МКИ Н 01 М 10/42. Устройство для контроля аккумуляторной батареи / В. К. Кучеренко, С.И. Подоляк (СССР). -N3596603/24-07; Заявл. 30.05.83; Опубл.07.08.84, БЮЛ-И 29.

7. Автоматизированные методы диагностирования систем пассажирских вагонов/В.К. Кучеренко, Б.Б. Сергеев, С.И. Подоляк, А.Н. Тимонин, А.Н. 'Тарасенко.// Повышение надежности и качества ремонта подвижного состава: Межвуз. темат. сб. науч. тр./Омская гос. акад. путей сообщения. Омск,1997. 53 с.

Текст работы Подоляк, Сергей Иванович, диссертация по теме Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Специальность 05.22.07 -"Подвижной состав железных дорог и тяга поездов"

ПОДОЛЯК СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

УДК 625.23.066.004

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Лукин В. В.

ОМСК 1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................^

1. ОБЗОР СВЕДЕНИЙ О РАБОТЕ И ОТКАЗАХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ...........Р

1.1. Обзор литературных источников о работе аккумуляторных батарей.....................................?

1.2. Анализ отказов аккумуляторных элементов и батарей

в эксплуатации.....................................27

1.3. Анализ системы технического обслуживания аккумуляторных батарей...........................

1.4. Постановка цели и задач исследования...............з*

1.5. Выводы по разделу..................................58

2. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ИНФОРМАТИВНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.............................39

2.1. Построение логической модели объекта диагностирования...................................-39

2.2. Анализ диагностической модели объекта..............

2.3. Выбор параметров диагностирования..................¿о

2.4. Исследование диагностических параметров в эксплуатации.......................................$3

2.5. Определение номинальных, предельных значений и допускаемых отклонений диагностических параметров.

2.6. Выводы по разделу..................................69

3. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ..................................70

3.1. Требования к средствам диагностирования аккумуляторных батарей.............................

3.2. Обзор публикаций о методах и средствах

контроля диагностических параметров................7/

3.3. ^Выбор способов контроля и разработка устройств

измерения диагностических параметров...............йг

3.4. Апробация результатов работы.......................

3.5. Выводы по разделу..................................//4

4. ПОКАЗАТЕЛИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПЕРЕНОСНОГО

И СТАЦИОНАРНОГО СТД АБ..................................//¿Г

4.1. Точностные показатели диагностирования.............

4.2. Технико-экономические показатели диагностирования, ,/ss

4.3. Выводы по разделу................................../¿g

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ----/2в

5.1. Эффективность переносного СТД АБ.................../4/

5.2. Эффективность стационарного СТД АБ................./44

5.3. Эффективность совместного применения переносного и стационарного СТД АБ...............................Ш

5.4. Выводы по разделу................................../4f

6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ............................/S0

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. .............................../52

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................../S3

ВВЕДЕНИЕ

Конечной целью научных, технических исследований и разработок является создание материальных ценностей высокого качества при минимальных энергетических, материальных и трудовых затратах. Среди характеристик технического объекта одно из главных мест занимает надежность, с уровнем которой связаны безотказность в работе и долговечность изделий. Обеспечить требуемый уровень надежности изделий в условиях производства, эксплуатации или хранения невозможно без контроля и восстановления их технического состояния. Контроль и восстановление составляют суть управления техническим состоянием изделий, устройств и систем. Эффективная организация такого управления является главной целью технической диагностики, которая, таким образом, выступает как одно из средств повышения надежности.

Техническая диагностика характеризуется двумя взаимно проникающими и взаимно связанными направлениями: теорией распознавания и теорией контролепригодности. Теория распознавания содержит разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил и диагностических моделей. Теория контролепригодности включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль и поиск неисправностей.

Работы по созданию систем контроля технического состояния удобно разделить на четыре группы: исследование , объектов контроля; теория, методы и алгоритмы построения программ проверки; способы и средства контроля и, наконец, исследование свойств и характеристик систем контроля в целом.

Эксплуатируемые системы электроснабжения (СЭС) и системы на

вновь строящихся пассажирских вагонах предусматривают высокую квалификацию обслуживающего персонала и требуют значительной трудоемкости при своем ремонте и обслуживании. Существующие методы и средства контроля не дают полного представления о техническом состоянии электрооборудования, недостаточно обоснованы критерии оценки состояния, которые были выработаны на основе практического опыта.

Среди элементов и узлов СЭС вагона аккумуляторная батарея (АБ) является наиболее уязвимой в эксплуатации и трудоемкой в ремонте. Более 40 % из всей массы отказов в СЭС вагона приходится на АБ, а трудовые затраты на устранение ее неисправностей составляют более 60 % от всех трудовых затрат при ремонте и обслуживании СЭС вагона /1, 14, 15/.

Настоящая работа посвящена проблемам диагностирования систем пассажирского вагона, в частности, диагностированию АБ. Возможны два пути решения задачи диагностирования АБ пассажирских вагонов. Первый - определение технического состояния батареи при эксплуа-1 тации вагона, при котором решаются вопросы прогнозирования безотказной работы АБ на период рейса. Второй - определение технического состояния батареи до и после ремонта, при котором решаются вопросы распознавания ее технического состояния с целью определения объема предстоящего ремонта или качества выполненного ремонта.

В зависимости от конкретно поставленной задачи диагностирования выбираются показатели технического состояния батареи, которые оцениваются своими, присущими этой задаче параметрами, средствами измерения и пределами изменения этих параметров.

Обоснованный выбор методов, разработка средств технического диагностирования и внедрение их в эксплуатацию сократят время на поиск и устранение отказов в СЭС вагона, обеспечат требуемый уро-

вень его надежности, снизят пожароопасность пассажирских вагонов и повысят безопасность движения поездов.

Основным направлением работы является разработка и внедрение средств диагностирования аккумуляторных батарей пассажирских вагонов в эксплуатации и при их ремонте.

1. ОБЗОР СВЕДЕНИЙ О РАБОТЕ И ОТКАЗАХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Срок службы АБ, устанавливаемых на пассажирских вагонах, в 3-4 раза ниже по сравнению со стационарно работающими. Такое различие объясняется тяжелыми условиями эксплуатации: работой в широком диапазоне изменения температур (от +40 до -50°С), динамическими воздействиями, недостаточно квалифицированным и полным по объему техническим обслуживанием в эксплуатации /1-3, 5/.

1.1. Обзор литературных источников о работе аккумуляторных батарей Химические источники тока (ХИТ) созданы на рубеже ХУШ-Х1Х веков. На щелочной никель-железный (НЖ) аккумулятор выдан патент в США изобретателю Т.А.Эдисону в 1900 году. Дальнейшие разработки в области аккумуляторов проводились в направлении совершенствования конструкции, состава активной массы и улучшения энергетических показателей. С 1910 года в пассажирских вагонах электрическое освещение от аккумуляторов стало интенсивно вытеснять свечное и газовое.

В России специалистами в области электрохимии С.А.Розинц-вейгом, М.Г.Абахаевым, Н.В.Митягиной и другими ученными в 30-е годы был создан отечественный аккумулятор, не уступающий своими показателями зарубежным.

С ростом комфортабельности перевозок пассажиров и требований безопасности движения росла электровооруженность вагона: появились генераторы, усложнялись схемы электрооборудования, создавались системы автоматического регулирования напряжения и защиты источников тока и потребителей. В связи с этим росла техническая база обслуживания и ремонта электрооборудования в вагонных депо и

а

участках. При этом в аккумуляторном хозяйстве вагонных предприятий, особенно в части обслуживания АБ при подготовке вагонов в рейс, образовалась диспропорция между всевозрастающей трудоемкостью обслуживания и вооруженностью обслуживающего персонала средствами, позволяющими в короткий срок определить состояние батарей.

Имеющиеся в эксплуатации приборы - измерители сопротивления изоляции (ИСИ) /4/ Способны лишь проверить сопротивление изоляции АБ относительно корпуса вагона и определить место утечки в батарее. Этого недостаточно для комплексной оценки состояния батареи.

Для того,чтобы получить полную картину механизма возникновения отказов АБ, выявить важнейшие параметры, определяющие ее техническое состояние, необходимо рассмотреть работу батареи во взаимосвязи с СЭС вагона, с системой ее обслуживания и ремонта, раскрыть влияние на работу АБ случайных ударных воздействий, атмосферных условий и срока службы.

На рис. 1 представлена предложенная автором диссертационной работы функциональная схема взаимодействия АБ с потребителями вагона (ПВ), узлом заряда (УЗ), сопротивлением изоляции АБ относительно корпуса вагона (1?Из) > системой технического обслуживания и ремонта (СТОР), а также действующие на батарею атмосферные условия (АУ) и длительность эксплуатации (Т). Воздействие этих факторов изменяет внутренние параметры батареи, характеризующие ее работу.

При дальнейшем рассмотрении под внутренними параметрами понимаются те, которые могут быть определены независимо от того, подключена АБ к СЭС вагона или нет. При этом следует также отличать внешние параметры, обусловленные взаимодействием АБ с внешними факторами. Внешние параметры, в свою очередь, могут быть разделены на переходные, обслуживания и ремонта, а также параметры влияния атмосферных условий. Переходными параметрами, в этом

Рис.1. Функциональная схема работы аккумуляторной батареи

случае, будет ток разряда (1р) и заряда (13). Параметром обслуживания - уровень электролита (Ь). Параметрами влияния атмосферных условий - температура (1в) и влажность (ф) окружающего воздуха. 1.1.1. Внутренние параметры аккумуляторной батареи и влияющие на

них факто ры Эти параметры в первую очередь определяются одноименными параметрами отдельных элементов, последовательно соединенных в батарею. Число элементов в батареях определенного типа фиксировано и в эксплуатации не изменяется, изменяется число отказавших элементов. Следовательно, для напряжения и ЭДС батареи справедливы выражения

Ы-Ио.э Ыо.э

иАБ = 2 иЭЛ1 + £ (1)

1=1 а =1

Ы-Ыо.э Ыо.э

Еаб = £ еЭЛ1 + Е еЭлз, (2)

1=1 а =1

где иЭль ©эл1 ~ напряжение и ЭДС исправных элементов; иэлз> еЭлз ~ напряжение и ЭДС отказавших элементов;

N - общее количество элементов в батарее;

Ыо.э _ количество отказавших элементов. Отказы элементов происходят как по причине "отставания" напряжения отдельных элементов батарей, так и по причине появления внутренних коротких замыканий в элементах. Следовательно,

N0.3= И0 + Ик.з» (3)

где И0 - количество "отстающих"элементов;

Ик.з ~ количество короткозамкнутых элементов.

Напряжение отдельных элементов и их ЭДС зависят от ряда параметров: запасенной емкости (СО, температуры электролита (1э), 1Р, И и качества электролита (КЭл)- Влияние этих параметров на Чэл и еЭл изучены достаточно глубоко /1-3, 5, б/. Так, например, в /6/ показано, что

о* - 1рь , З1рт ч

еэл = е0 + Фо-+ Фоехр--, (4)

V о® )

<эф 4 <ЭФ

А1,

иэл = еэл - иг.о{1 + е[1 - ехр(---—- 11),

^ 1 ^ С}ф - 1РТ

(5)

где фо, Фо» 3, А - постоянные коэффициенты, зависящие от типа

элемента;

е0 - ЭДС разряженного аккумулятора, В;

С}Ф - емкость аккумулятора при 100-часовом режиме разряда, А-ч Шф = 1,20н, где С1н - номинальная емкость);

РФ - емкость начального криволинейного разрядного участка, А-ч (С№ = 0,250н.);

Т - продолжительность разряда, ч; иг.0- падение напряжения на полном внутреннем сопротивлении заряженного аккумулятора при 1р = 0,010н, В;

Проанализировав (4) и (5), можно сделать вывод, что еЭл и иЭл зависят, в основном, от емкости, отнятой при разряде.

На рис. 2 представлены расчетные и экспериментальные зависимости иэл и еэл от О/Он при различных разрядных токах. Эти графики, полученные В.В.Романовым и Ю.М.Хашевым /6/, свидетельствуют о высоком соответствии расчетных значений экспериментальным. Авторы исследовали также влияние температуры электролита на величины иг.о и О/Он- Эти зависимости представлены на рис. 3.

На напряжение элементов и батареи оказывает влияние уровень электролита /1/, однако, каких-либо зависимостей не приводится. Можно лишь предположить, что это влияние проявляется за счет изменения падения напряжения на полном внутреннем сопротивлении. Отсутствие электролита в каком-либо элементе является причиной разрыва электрической цепи батареи и, следовательно, отсутствия ЭДС и напряжения на выводах батареи.

1,6 в

1.4

I 1.2

^эл»

еэл 1,0

0,8

0

с;

Ч ^ —у— — ~ ■" и

- ^^ > 4

X ^ 2 ... NN \\

0,2

0,4

0,8

1,0

0,6 О/Он —

Рис. 2. Разрядные характеристики щелочного элемента:

1.2

- экспериментальная зависимость;

- расчетная зависимость;

1, 2, 3, 4 - иЭл при 1р численно равном соответственно 0Н; 0,50н; 0,10н; 0,0ЮН; 5 - еэл

1,0 0,8 I 0,6

О/Он

0,4 0,2

О/Он ,______

\ \

иго \ \ \

V-

20

10

В-10"3 8

6 I

иго

4

10

О

-20

-10 — tэ

Рис. 3. Влияние температуры электролита:

-30

3С -40

- расчетные

зависимости;

- экспериментальные зависимости

Наличие высокого переходного сопротивления межэлементных соединений вызывает понижение напряжения батареи при разряде и требует повышенного напряжения при заряде /2, 5/. Напряжение батареи при разряде и имеющихся высоких переходных сопротивлениях можно описать следующей зависимостью:

43

N-Ыо.э No.a

Uab = £ USJli + L USJlj ~ RnIp, (6)

i =1 j-1

где Rn - суммарное переходное сопротивление между элементами.

Качество электролита определяется содержанием примесей в нем. Особо пагубное влияние оказывают карбонаты калия Ка^СОз или

натрия МагСОз, в зависимости от типа электролита (калиевый или

\

натриевый). Наличие.карбонатов снижает проводимость электролита.

В эксплуатации содержание карбонатов допускается не более 75 г/л.

Грачев К.Я. в /2/ приводит зависимость напряжения элемента от

продолжительности разряда при различном содержании карбонатов в

электролите (рис. 4).

1,3 В

1,2

t

1,1

Чэл

1,0 0,9

О 1 2 3 4 5 б 7 Ч 8

t —>

Рис. 4. Влияние примесей в электролите на напряжение элемента: 1 - свежеприготовленный электролит без примесей, 2 - электролит с содержанием 30 г/л К2СО3, 3 - электролит с содержанием 180 г/л К2С03

Немаловажным внутренним параметром аккумуляторной батареи является ее емкость, которая определяет способность продолжительное время поддерживать напряжение батареи в заданных пределах при подключенной к ней нагрузке. Следует различать разрядную, сообщенную, номинальную и остаточную емкости.

Разрядной емкостью (Qp) называют количество электричества, которое можно получить от ХИТ при разряде.

■ ьР

оР = |1Р л, (7)

о

где 1р - текущее значение тока разряда; - продолжительность разряда.

При неизменном токе, равном 1р, эта емкость определяется из следующего выражения

0Р = 1рЬр (8)

Под сообщенной емкостью (Оз) понимают количество электричества, сообщенное при заряде ХИТ. Величина Оз определяется по следующим выражениям

Оз = ¡и (9)

О

Оз = (Ю)

где 13, 13 - соответственно текущее и постоянное значения тока заряда;

- продолжительность заряда.

Номинальной называется та емкость (Он), которую регламентирует завод-изготовитель. Остаточная емкость (Оо) - это та емкость, которую может отдать частично заряженный ХИТ при разряде.

Полностью разряженным элемент считается тогда, когда его напряжение достигло значения, называемого конечным разрядным напряжением (ик). Величина ик зависит от силы разрядного тока, причем, чем больше 1р, тем ниже регламентирована величина ик. При номинальном разрядном токе (1н.р), численно равном 0,20н, для всех щелочных аккумуляторов ик равно 1,0 В. Для кислотных - 1,8 В (при 1н.р=0,10н)- При заряде номинальным является ток (1н.з), численно равный 0,250н - для щелочных и 0Д0Н - для кислотных аккумуляторов.

Работа аккумуляторов с систематическими разрядами ниже конечного разрядного напряжения приводит к резкому сокращению срока

службы (2-3 раза) /2/. Для того, чтобы предохранить батарею от "глубоких" разрядов в СЭС вагона, предусмотрена защита в виде реле пониженного напряжения (РПН), отключающего мощные потребители при уменьшении напряжения батареи менее величины уставки РПН.

На пассажирских вагонах установлены аккумуляторные батареи различного типа, номинальная емкость которых неодинакова (250, 300, 350, 370 А-ч), неодинаковы также номинальные ток заряда и разряда для них. В связи с этим усложняется сравнение между собой некоторых одноименных параметров батарей различного типа, так например, напряжения и токов при различной остаточной емкости. Поэтому, �