IEC 62973-3:2024
Железнодорожное применение - Подвижной состав - Аккумуляторные батареи для вспомогательных систем электроснабжения - Часть 3: Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
- Стандартный №
- IEC 62973-3:2024
- Дата публикации
- 2024
- Разместил
- International Electrotechnical Commission (IEC)
- Последняя версия
- IEC 62973-3:2024
- сфера применения
-
IEC 62973-3:2024 Структура стандарта и развитие технологий
В апреле 2024 года Международная электротехническая комиссия (МЭК) официально выпустила стандарт IEC 62973-3:2024 «Железнодорожное применение — Подвижной состав — Аккумуляторы для вспомогательных систем электропитания — Часть 3: Свинцово-кислотные аккумуляторы». Будучи ключевым компонентом серии стандартов IEC 62973, этот стандарт специально определяет технические требования, методы испытаний и характеристики безопасности для свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием (VRLA), используемых во вспомогательных системах электропитания железнодорожного подвижного состава.
Область применения стандарта и основные требования
Настоящий стандарт распространяется на свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием, используемые во вспомогательных системах электропитания железнодорожного подвижного состава, предоставляя подробную структуру для электрического интерфейса, конфигурации емкости (для удовлетворения требований нагрузки) и управления эксплуатацией аккумуляторной системы. Если не указано иное, содержание стандарта дополняет и улучшает общие требования IEC 62973-1.
Параметры системы Технические требования Методы испытаний Стандарты соответствия Напряжение плавающего заряда 2,15–2,30 В/элемент (25 °C) IEC 60896-21:2004 Требование по точности ±1% Напряжение ударного заряда 2,30–2,45 В/элемент (25 °C) IEC 60896-21:2004 Температурная компенсация требуется Диапазон рабочих температур -25°C до +55°C IEC 62498-1:2010 С защитой от перегрева Испытание на вибрацию IEC 61373:2010 Cat.1B Фактическое тестирование или анализ FEA Сохранение 50% емкости
Конструкция аккумуляторной системы и технические требования
Типы аккумуляторов и структурные характеристики
Стандарт определяет два типа свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием: аккумуляторы с гелем-электролитом и AGM Аккумуляторы (с абсорбированным стекломатом). Обе конструкции аккумуляторов используют технологию рекомбинации кислорода для эффективного снижения выбросов газа и потери влаги электролитом, а также поддерживают как вертикальную, так и горизонтальную установку.
Требования к адаптации к окружающей среде
Согласно стандарту IEC 62498-1:2010, уровни внутренней температуры окружающей среды железнодорожных транспортных средств подразделяются на категории от T1 до TX. Аккумуляторная система должна обеспечивать нормальную работу в диапазоне температур от -25°C до +55°C, выдерживая такие условия окружающей среды, как влажность, вибрация, удары и высота.
Характеристики электрических характеристик
В стандарте подробно описаны основные электрические параметры аккумуляторной системы, включая диапазон напряжения, характеристики заряда и разряда:
Режим зарядки Диапазон напряжения (В/элемент) Коэффициент температурной компенсации Максимальная длительность Плавающий заряд 2,15-2,30 -0,003 до -0,005 В/К Неограниченно Выравнивающий заряд 2,30-2,45 -0,003 до -0,005 В/К ≤8 часов
Требования к безопасности, защите и обслуживанию
Защита от чрезмерного разряда
Стандарт требует от производителей аккумуляторов четкого определения условий глубокого разряда и соответствующих мер обработки, включая:
- Отношение ампер-часов разряда к номинальной емкости
- Длительность, в течение которой напряжение разряда ниже указанного предела
- Особые требования к зарядке и обслуживанию после глубокого разряда
Контроль и компенсация температуры
Система аккумуляторов должна быть оснащена датчиком температуры для контроля температуры аккумулятора в режиме реального времени и предоставления ее системе управления зарядом для компенсации напряжения. Температурный датчик должен быть установлен в самой горячей части аккумуляторной батареи, изготовлен из коррозионно-стойкого материала и надежно закреплен.
Требования по предотвращению пожаров и взрывов
Все вентиляционные пробки должны быть оснащены пламегасителями, соответствующими стандарту IEC TS 61430, для предотвращения взрыва водорода внутри аккумуляторной батареи. Конструкция вентиляции аккумуляторного отсека должна обеспечивать концентрацию водорода не более 4% по объему в соответствии с требованиями к расчету вентиляции, изложенными в стандарте IEC 62485-2:2010.
Требования к испытаниям и сертификации
Элементы типовых испытаний
Стандарт устанавливает строгие требования к типовым испытаниям, в том числе:
Элементы испытаний Стандарт испытаний Стандарт квалификации Примечания Разрядная емкость IEC 60896-21:2004 6.11 ≥95% номинальной емкости 3-часовой режим работы при 1,70 В/элемент Работа при низких температурах IEC 60896-21:2004 6.19 Степень сохранения емкости ≥ 0.95 Отсутствие механических повреждений Срок службы в режиме плавающей зарядки IEC 60896-21:2004 6.13 ≥300 циклов Ежедневный цикл разрядки Чувствительность к тепловому разгону IEC 60896-21:2004 6.18 2.45 В/элемент ≥ 1 недели <; 60°C Критическое испытание безопасности Требования к типовым испытаниям
Каждая партия отгружаемых аккумуляторов должна пройти типовые испытания, в том числе:
- Испытание емкости в течение 3 часов (согласно IEC 60896-21:2004 6.11)
- Внешний осмотр
- Испытание электрической прочности диэлектрика
- Проверка постоянства напряжения отдельных элементов
Рекомендации по внедрению и руководство по применению
Выбор и конфигурация аккумуляторов
При проектировании вспомогательных систем электропитания железнодорожного транспорта выбор аккумуляторов должен основываться на подробном анализе нагрузочных характеристик:
- Анализ нагрузочных характеристик: точно оценить требования к току и мощности в различных условиях эксплуатации
- Оценка условий окружающей среды: Рассмотрите экстремальные температурные условия в рабочей зоне
- Требования к сроку службы: Определите расчетный срок службы батареи в соответствии с планом эксплуатации и обслуживания
- Соображения масштабируемости: Зарезервируйте соответствующий запас производительности, чтобы справиться с будущим ростом нагрузки
Спецификации установки и обслуживания
Установка и обслуживание системы батарей должны соответствовать следующим передовым практикам:
- Место установки должно обеспечивать хорошую вентиляцию и рассеивание тепла
- Отсек для батарей должен быть четко обозначен предупреждающими знаками безопасности
- Регулярно проверяйте затяжку соединительных клемм
- Создайте всеобъемлющий мониторинг состояния батареи и записи об обслуживании
Планы устранения неисправностей и реагирования на чрезвычайные ситуации
Разработайте подробные процедуры устранения неисправностей системы батарей, включая:
- Процедуры восстановительной зарядки после переразряд
- Меры защиты от температурных аномалий
- Планы отключения электроэнергии и изоляции в аварийных ситуациях
- Стандартные рабочие процедуры для замены батареи
Технические проблемы и решения для внедрения стандарта
Основные технические проблемы, возникающие при внедрении стандарта IEC 62973-3:2024, включают точность температурной компенсации, адаптируемость к вибрационным условиям и обеспечение долгосрочной надежности. Рекомендуются следующие решения:
Технические проблемы Решения Точки реализации Точность температурной компенсации Использование высокоточных датчиков температуры Оптимизация места установки датчика для уменьшения теплового гистерезиса Адаптивность к вибрации Усиление конструкции механического крепления Оптимизация прочности конструкции с помощью анализа конечных элементов Долгосрочная надежность Регулярное тестирование емкости Создание системы оценки состояния аккумуляторной батареи Простота обслуживания Модульная конструкция Поддерживает замену в режиме онлайн (концепция LRU) Полностью внедрив требования стандарта IEC 62973-3:2024, железнодорожные операторы могут значительно повысить надежность, безопасность и срок службы вспомогательной системы питания, обеспечивая надежные гарантии безопасной эксплуатации поездов.
IEC 62973-3:2024 Ссылочный документ
- IEC 60896-21:2004 Стационарные свинцово-кислотные батареи. Часть 21. Типы с клапанным регулированием. Методы испытаний
- IEC 60896-22:2004 Стационарные свинцово-кислотные батареи. Часть 22. Типы с клапанным регулированием. Требования
- IEC 61373:2010 Железнодорожное оборудование. Оборудование подвижного состава. Испытания на удар и вибрацию.
- IEC 62485-2:2010 Требования безопасности к аккумуляторным батареям и аккумуляторным установкам. Часть 2. Стационарные батареи
- IEC 62498-1:2010 Применение на железнодорожном транспорте. Условия окружающей среды для оборудования. Часть 1. Оборудование на борту подвижного состава.
- IEC 62973-1:2018 Железнодорожное применение. Подвижной состав. Аккумуляторы для систем вспомогательного электроснабжения. Часть 1. Общие требования.
- IEC TR 61431:2020 Руководство по использованию систем мониторинга свинцово-кислотных тяговых аккумуляторов
- IEC TS 61430 Аккумуляторные элементы и батареи. Методы испытаний для проверки работоспособности устройств, предназначенных для снижения опасности взрыва. Батареи стартерные свинцово-кислотные.
- ISO/IEC 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий [Стандарт на французском языке]
IEC 62973-3:2024 История
- 2024 IEC 62973-3:2024 Железнодорожное применение - Подвижной состав - Аккумуляторные батареи для вспомогательных систем электроснабжения - Часть 3: Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
