Причины возникновения утечки тока аккумуляторной батареи
Аккумулятор считается одной из главной составляющей работы автомобиля. Он должен быть заряжен, обеспечивая тем самым работоспособность двигателя и других устройств. Часто причиной утечки тока становится забывчивость владельца. Многие оставляют свой автомобиль на ночь с включенным оборудованием или откладывают на длительный срок покупку нового аккумулятора. Кроме этого, ток может уходить из-за нарушений при работе проводки. Таким образом, причинами появления утечки являются:
- Большой ресурс выработки аккумуляторной батареи;
- Не выключенные фары, габариты, магнитола;
- Разрушение изоляционного слоя проводов под воздействием неблагоприятных климатических и дорожных факторов;
- Окисление основных узлов или скопление слоя грязи на них (гнезда для подключения приборов, контакты клеммных колодок);
- Короткое замыкание в проводке дополнительно установленного оборудования из-за невнимательности прокладки проводов;
- Повреждение проводов металлическими креплениями;
- Оплавление некоторых участков проводки, расположенных рядом с двигателем.
Исключив вариант, что водитель не забывает выключать фары и электронику, следует искать утечку тока в другом месте.
Причины и последствия
Для начала необходимо разобраться, что такое автомобильный АКБ. Как и любой другой аккумулятор – это химический источник тока, имеющий электрическую ёмкость, значение которой обычно наносится на этикетке батареи. Измеряется она в ампер-часах (А·ч).
Ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах и показывает каким током будет происходить разряд автомобильного аккумулятора
Фактически ёмкость определяет количество электрической энергии, которую может отдать полностью заряженный аккумулятор. Утечка тока представляет собой ток, потребляемый от батареи. Допустим, у нас серьёзное короткое замыкание в автопроводке, и ток утечки составляет 1 А. Тогда приведённый в качестве примера аккумулятор на 77 А·ч разрядится за 77 часов. В ходе использования ресурс батареи и её эффективная ёмкость уменьшаются, поэтому стартеру может не хватать пускового тока уже при разряде АКБ наполовину (в холодное время до 75 %). С такой утечкой можно считать, что через сутки завести авто с ключа станет практически невозможно.
Главная неприятность заключается в глубоком разряде аккумулятора. При получении энергии с АКБ, серная кислота, входящая в состав электролита, постепенно преобразуется в соли свинца. До некоторого момента этот процесс является обратимым, так как подобное происходит при заряде аккумулятора. Но если напряжение в ячейках опускается ниже определённого уровня, электролит образует нерастворимые соединения, оседающие на пластинах в виде кристаллов. Эти кристаллы никогда не восстановятся, но будут уменьшать рабочую поверхность пластин, приводя к увеличению внутреннего сопротивления батареи, а, значит, к уменьшению её ёмкости. В конце концов, придётся покупать новый аккумулятор. Опасным разрядом считается напряжение ниже 10,5 В на клеммах АКБ. Если вы принесли домой на зарядку автомобильный аккумулятор и увидели более низкое напряжение, настало время бить тревогу и срочно разбираться с утечкой!
Кроме того, утечки, вызванные короткими замыканиями или расплавленной изоляцией проводки при достаточно больших токах могут привести не просто к порче АКБ, но и к возгоранию. Действительно, новый автомобильный аккумулятор способен отдавать в течение небольшого периода времени сотни ампер, которые по законам физики могут привести к плавлению и воспламенению за несколько минут. Старые батареи могут вскипеть или взорваться при постоянной повышенной нагрузке. Хуже того – всё это может произойти совершенно случайно в любое время, например, ночью на парковке.
Электрическая система автомобиля представляет собой комплекс сложных электронных систем, соединённых между собой
После рассмотрения всех неприятных последствий тока утечки стоит разобраться и в его причинах. Раньше, во времена карбюраторных автомобилей с минимумом электроники нормальным током утечки считалось полное его отсутствие. В тех машинах просто нечему было потреблять ток с батареи, когда зажигание было отключено. Сегодня всё изменилось: любой автомобиль просто напичкан различной электроникой. Это могут быть как штатные устройства, так и установленные водителем впоследствии. И хотя вся современная электроника под дружное шествие экологов с лозунгами об энергосбережении поддерживает специальные «спящие» режимы или режимы ожидания с очень низким потреблением энергии, какое-то количество тока потребляется дежурными цепями. Потому небольшие значения тока утечки (до 70 мА) являются нормой.
Из заводского оборудования в автомобиле в норме постоянно потребляют некоторое количество энергии следующие девайсы:
- Диоды в выпрямителе генератора (20-45 мА);
- Магнитола (до 5 мА);
- Сигнализация (10-50 мА);
- Различные коммутирующие устройства на базе реле или полупроводников, бортовой компьютер двигателя (до 10 мА).
В скобках указаны максимально допустимые значения тока для исправного оборудования. Компоненты с неисправностью могут резко увеличить своё потребление. О выявлении и устранении таких компонентов мы поговорим в последней части, а пока приведём список устанавливаемых водителями дополнительных устройств, которые часто могут добавить к утечке ещё добрую сотню миллиампер:
- Нештатная магнитола;
- Дополнительные усилители и активные сабвуферы;
- Противоугонка или вторая сигнализация;
- Видеорегистратор или радар-детектор;
- GPS-навигатор;
- Любое оборудование с питанием через USB, подключенное к прикуривателю.
Измерения с помощью специального оборудования
Существует ли профессиональный прибор для измерения тока утечки? Разумеется, но пользоваться им в домашних условиях нерационально (в смысле покупки). Другое дело, если такой прибор совмещен с мультиметром, и его функционал расширен.
Это так называемые токовые клещи, предназначенные для работы с проводниками без отключения электропитания.
Мало того, если электроприбор отключить от сети, померить ток утечки будет невозможно.
Как он работает? Истинное назначение клещей — бесконтактное определение токов нагрузки на силовых линиях. Почему нельзя использовать возможности прибора для иных целей? Охватить кабель питания можно только целиком, то есть фазный провод и нулевой будут в кольце вместе с заземляющим проводником. Замер не получится.
Использование токовых клещей для измерения тока утечки
Распускать силовой кабель на отдельные провода нежелательно, это опасно для дальнейшего использования. Выход есть: надо изготовить временный удлинитель, предназначенный исключительно для замеров.
- распускаем кабель из общей наружной изоляции на три отдельных проводника;
- подключаем электроустановку, на которой требуются измерения;
- фиксируем данные, которые измерял прибор по каждому проводу.
Если значение отлично от нуля, ток утечки присутствует. Необходимо тщательно проверить всю внутреннюю электросхему внутри электроустановки. Если это невозможно сделать в домашних условиях — изделие отдается в ремонт в профильную мастерскую. Пользоваться им опасно. А при наличии в помещении УЗО, будет постоянно срабатывать защита.
Штатный режим измерения тока утечки предусмотрен, но для этого электроприбор должен иметь выносной (отдельный) заземляющий проводник. Если есть возможность подключить на корпус отдельную клемму — необходимо соединить переносной заземлитель с корпусом, и замерить клещами ток при включенном состоянии электроприбора.
Так же, как и в предыдущем случае, значение должно быть нулевым.
Специальные измерители токов утечки
Для общего образования рассмотрим специализированный прибор ИТВ 140Р. Он не предназначен для ремонтных измерительных работ, его задача — постоянный контроль за состоянием электроустановок.
Измерительная часть располагается в непосредственной близости от потенциального места утечки, а съем информации производится дистанционно
Поскольку речь идет об электроустановках, работающих под напряжением более 1000 В, такая предосторожность необходима для безопасности
Разумеется, такие приборы в домашних условиях не применяются.
Еще один вариант специального прибора — емкостной дистанционный измеритель токов утечки. С помощью специального датчика электромагнитных волн, он определяет наличие электротока на заземляющих шинах. Однако стоимость такого оборудования слишком велика для личного пользования.
Последствия утечки тока
Аккумулятор не только является источником энергии при запуске двигателя, но также может подпитывать бортовую сеть, если ресурсов генератора недостаточно или он выходит из строя. Утраченный заряд АКБ возмещает именно за счёт генератора во время поездки. Разрядка во время длительной стоянки, частичная или полная — это не рядовая ситуация, которая свидетельствует об утечке тока. Последствия могут быть следующими:
- автомобиль невозможно завести в самый неподходящий момент;
- проводка возгорается, что провоцирует возникновение пожара в машине.
От водителя, в свою очередь, требуется своевременно обнаружить утечку и ликвидировать её причины.
Способы проверки
Автовладельцев, столкнувшихся с быстрым разряжением аккумулятора, начинает интересовать, как проверить утечку тока в автомобиле мультиметром. Сделать это можно самостоятельно, без обращения в сервис.
Для начала необходимо разобраться, какое напряжения является нормой утечки тока в автомобиле. Для машин без дополнительно подключенных электрических приборов, допустимый ток утечки варьируется от 20 до 30 мА. Для автомобилей с мощными габаритными огнями, стереосистемой с усилителем, колонками и телевизором, норма утечки может доходить до 80-90 мА. Далее будут описаны способы, как найти утечку напряжения.
Способ 1
Утечку тока в автомобиле мультиметром нужно начинать замерять с аккумулятора. Батарея должна держать заряд при отключении всех систем, при этом показания нагрузки (ампер), не должны быть выше нормы утечки.
Для проверки понадобится тестер или мультиметр, переключенный в режим замера постоянного напряжения до 20 вольт. Далее необходимо:
- Выключить зажигание, закрыть все двери на ключ, поднять стекла.
- Красный контрольный щуп тестера подключить к клемме «+» аккумулятора.
- Черный щуп мультиметра подключить к клемме «–» на АКБ.
- Так с помощью мультиметра замеряется общее напряжение батареи, которое должно быть не ниже 12 вольт. Дополнительную проверку можно провести утром, после 8–12 часов простоя автомобиля. Отклонение в 1 вольт вполне приемлемо для разряжения при допустимой норме утечки.
Далее необходимо проверить ток утечки на аккумуляторе автомобиля.
- Красный контрольный щуп соединить с корпусом батареи.
- Черный щуп с «минусом» АКБ.
- Если изоляция исправна, ток утечки не должен определиться тестером. Если замер дал результаты, стоит помыть и почистить корпус батареи и повторить проверку.
Этим способом можно обнаружить утечку через короткое замыкание самого аккумулятора. Проблема возникает, если на корпус попала влага или он сильно загрязнен.
Способ 2
Если первый способ не дал результатов, то искать проблему нужно в электроцепи. Поиск также начинается с АКБ.
- Тестер перевести в режим амперметра.
- При помощи гаечного ключа ослабить крепление клеммы «минус» на батарее.
- Снять клемму.
- Красный щуп соединить с клеммой «минус» на АКБ.
- Черный щуп с концом провода, который отключили от АКБ.
Тестер покажет ток утечки в автомобиле. Этот способ поможет померить и вычислить значения, которые превышают стандартную норму. При этом проверку на «+» проводе проводить не допускается, так как только через этот провод происходят утечки.
Способ 3
Для этого способа понадобятся измерительные клещи. Это специальный тестер для замера электрической нагрузки. Перед поиском утечки, необходимо отключить оба контрольных щупа от прибора. Далее перевести токоизмерительные клещи в режим замера ампер. Для того чтобы проверить цепь на неисправность, необходимо открыть клещи и закрыть их вокруг клеммы «+» аккумулятора. Тестер покажет значение утечки при отключенной цепи питания.
Если в процессе замеров любым из трех способов, была обнаружена утечка части напряжения, источник потребления необходимо найти. Мастера ищут подобные неисправности методом исключения.
Как происходит разрядка батареи?
Ускоренный разряд аккумулятора возникает в случае превышения указанного значения в несколько раз. Если норма будет превышена незначительно (до 0,1–0,5 А), автолюбитель не заметит проблемы и спокойно продолжит эксплуатацию авто, хотя срок службы источника питания станет незаметно сокращаться.
Когда потребление каким-либо электроприбором вызовет повышение тока в цепи от 1 до 10 А, аккумулятор начнет разряжаться очень быстро – буквально за ночь. Почему автомобильное оборудование «тянет» из батареи электроэнергию в состоянии покоя:
- В подавляющем большинстве случаев (около 90%) причиной ускоренной разрядки становится неквалифицированное вмешательство в электрическую схему машины. Сюда относится установка и неправильное подключение нештатных приборов – усилителей, сабвуферов, стеклоподъемников, противотуманных фар и дополнительных обогревателей.
- На автомобилях с большим пробегом (свыше 200 тыс. км) нередко возникают неполадки силового оборудования – генератора либо стартера. В результате обмотки указанных агрегатов становятся потребителями энергии.
- Залипание контактов одного либо нескольких реле, включающих силовые цепи, например, подогревателя стекла или сиденья.
Если вы столкнулись с ситуацией, когда требуется ежедневная подзарядка вполне исправного источника питания, необходимо измерить ток утечки аккумулятора и сопоставить показания с нормой. В случае превышения попытайтесь найти источник проблемы описанными ниже способами.
Такая неисправность проявляется иначе – слышен запах горелого пластика, виднеется дым и искры, затем проводник перегорает или вызывает пожар. За столь короткий промежуток времени аккумуляторная батарея не успевает разрядиться «в ноль».
Требования безопасности
При любых проверках электрических сетей, находящихся под напряжением, необходимо выполнять требования техники безопасности. Нельзя работать без защитной изолированной обуви, а также лучше надевать резиновые перчатки. При проверках целостности и сопротивления изоляции электрических цепей нужно обязательно обесточивать сеть путем отключения автоматов, поэтому следует проводить все проверки в светлое время суток, так как при аварийном освещении и при свете фонарей можно работать только при возникновении чрезвычайной ситуации.
Электрическая сеть (электропроводка) современных автомобилей является однопроводной, вторым проводником служит «масса» — кузов машины и двигатель. В ходе эксплуатации автомобиля можно столкнуться с некоторыми неисправностями проводки (например, короткое замыкание или обрыв). Далее рассмотрим инструкцию, как их найти самому.
Все электрические цепи (кроме силовых цепей стартера и генератора) защищены плавкими предохранителями. А цепи питания мощных потребителей электроэнергии (фары, стеклоподъемники, обогревы зеркал или сидений и т.д.) коммутируются через реле. Поэтому начинать поиск неисправности электропроводки стоит в такой последовательности:
- если не работает осветительный прибор (например, фара или плафон освещения), то сначала проверяем не перегорела ли лампа;
- проверить исправность предохранителя;
- проверить исправность реле;
- проверить надежность контактов в разъемах цепи (они могут окисляться, в этом случае их нужно зачистить).
Также рекомендуется проверить все точки крепления «массы».
Схемы реле и предохранителей для автомобилей LADA:
Проверка сети на наличие утечки
Для проведения проверки потребуется не так уж и много – достаточно под рукой иметь амперметр или мультиметр с возможностью измерения силы тока до 10 А, набор ключей рожковых, перчатки хлопчатобумажные.
Что касается автомобиля, то перед проверкой бортовой сети, на нем глушится двигатель, и отключаются все потребители энергии.
То есть обязательно нужно отключить магнитолу, кондиционер, проверить, не включены ли какие-либо лампы.
В общем, нужно сделать все, как будто авто ставится на стоянку, но при этом нужно обеспечить доступ к АКБ.
Важно перед замерами еще раз проверить, не осталось ли включенных потребителей энергии. Проверяют утечку тока обычно по «минусовому» выводу с аккумулятора. Следует послабить крепление «минусового» клеммника от АКБ и снять его с клеммы
Следует послабить крепление «минусового» клеммника от АКБ и снять его с клеммы
Проверяют утечку тока обычно по «минусовому» выводу с аккумулятора. Следует послабить крепление «минусового» клеммника от АКБ и снять его с клеммы.
Плюсовой провод остается подключенным. Далее производится подключение прибора.
Одним щупом мультиметра или амперметра следует коснуться «минусовой» клеммы АКБ, а вторым – снятого клеммника.
Полярность прибора при проведении проверки через «минусовой» вывод роли не играет. После подсоединения на дисплей выведется значение потребляемого тока.
Нормальное потребление тока из АКБ находится в диапазоне 15-70 мА, в некоторых авто допускается ток утечки на уровне 70 — 80 мА.
Такой диапазон обуславливается количеством электроприборов – если оно минимальное, к примеру, на карбюраторном авто только с базовым электрооборудованием и без сигнализации, то и расход тока будет малым.
А вот если в авто используется инжектор, имеются охранные мультимедийная системы, то и потребление тока будет больше.
Если при проверке замеры утечки тока оказались в норме, то следует тогда уже обращать внимание на состояние АКБ. А вот если прибор показал увеличенный расход, то следует продолжать проверку. А вот если прибор показал увеличенный расход, то следует продолжать проверку
А вот если прибор показал увеличенный расход, то следует продолжать проверку.
Дальнейшие замеры производятся достаточно просто, но потребуется доступ к блоку предохранителей.
Из предохранительного блока следует поочередно вытаскивать предохранители, причем после каждого проводить замер утечки.
Если после извлечения очередного предохранителя, утечка снизилась до нормального показания, значит, повышенное потребление тока происходит именно по той ветке, за которую отвечал извлеченный предохранитель.
Остается только при помощи схемы электрооборудования определить, какие приборы запитывались под данной «ветки», после чего уже тщательно осмотреть проводку, а также проверить работоспособность электроприборов.
Что такое утечка тока
Схема поражения человека электричеством
В ГОСТах 61140-2012 и 30331.1-2013 дано определение понятия. Токовая утечка – это протекание электротока в грунт, к открытым, проводящим, сторонним предметам или защитным проводникам в нормальных рабочих условиях.
Ток направляется от фазы к земле по непредназначенному для этого маршруту:
- корпусу бытового оборудования – стиральных или посудомоечных машин, бойлеров, электрических плит;
- металлическим трубам водопроводной или газопроводной магистрали;
- сырому штукатурному слою квартиры или дома;
- иным токопроводящим путям.
Явление возникает в условиях повреждения изоляции в процессе старения, перегрузки домашнего оборудования или механических повреждений проводки.
Направленность тока при утечке
Ток утечки в землю
Направление токов зависит от типа заземления:
- Изолированная нейтраль IT – утечка осуществляется через изоляционный слой к токопроводящим элементам. С них по проводникам она отводится в область растекания.
- Схема TN с глухим заземлением нейтрали – утечка проходит по REN-шине до вводного устройства защиты.
- Система ТТ – утечка выполняется через основную изоляцию от токоведущих до открытых проводящих элементов. По проводнику и заземлителю ток направляется в локальный грунт.
Это интересно: Перегрузка электросети — причины, последствия, меры защиты
Чем опасна высокая утечка тока
Следствием наличия высокой утечки тока является разряд аккумулятора. Современные батареи совсем несложно зарядить, однако, в данном случае это всего лишь временное решение проблемы.
В состав кислотных аккумуляторов входят пластины, залитые электролитом, который состоит из смеси дистиллированной воды. Во время электрического разряда кислота оседает на пластинах (в виде солей), уменьшая рабочую поверхность аккумулятора. С течением временем происходит кристаллизация солей, и они перестают растворяться в электролите, что приводит к снижению емкости АКБ и приводит его в непригодность.
Обнаружив высокие показатели утечки тока, нельзя откладывать устранение этой проблемы, поскольку выхода из строя батареи аккумулятора обойдется гораздо дороже, чем ремонтные работы.
Поиск и устранение неисправности
Самостоятельно проверить ток утечки на аккумуляторе автомобиля мультиметром несложно. Для этого совсем не обязательно обращаться в сервисный центр, поездка в который потребует и времени, и денег. Для проверки бортовой сети своими силами понадобится лишь гаечный ключ на 10 и мультиметр, способный измерять токи величиной не менее 3-5 А. Таким пределом измерения обладают если не все, то большинство авометров (тестеров), включая китайские.
Эти приборы могут измерять постоянный ток до 10 А (слева) и 3 А (справа).
Измерение общего тока
Проверка утечки тока в автомобиле мультиметром производится путем измерения потребляемого от аккумулятора тока оборудованием авто при отключенном зажигании. Для этого необходимо произвести все манипуляции, которые выполняются при постановке автомобиля на стоянку: отключить потребители (фары, обогреватели, кондиционеры и пр.), выключить зажигание, активировать систему охраны, если она есть, и плотно закрыть все двери. Перед этим, конечно, нужно открыть крышку моторного отсека, где установлен аккумулятор. Дополнительно стоит опустить стекло в одной из дверей на случай, если манипуляции с АКБ вызовут случайное срабатывание дверных замков.
Этот тестер имеет максимальный предел измерения тока в 10 А, его и нужно выбрать.
Далее от АКБ отсоединяется одна из клемм, между сброшенным проводом и клеммой включается уже настроенный мультиметр. Чтобы не держать щупы тестера руками, их можно оснастить зажимами «крокодил». После подключения мультиметра включать какое-либо бортовое оборудование нельзя, поскольку ток, потребляемый этим оборудованием, может превысить максимальный предел измерения тестера. В результате тестер просто сгорит.
Зажимы типа «крокодил», надетые на щупы тестера, оставляют руки свободными.
На фото выше прибор показывает 0,33, что на пределе измерения 10 А соответствует току 0,33 А или 330 мА. Теперь самое время выяснить, какой ток утечки вообще допустим. Согласно рекомендациям специалистов, нормальным током утечки в автомобиле считается:
- до 50 мА — авто со штатным электрооборудованием;
- до 80 мА — авто с дополнительным оборудованием (сигнализация, магнитола, навигатор и пр.).
Теперь нужно оставить все как есть и, не отключая прибор, подождать минут 5-10. Дело в том, что современное оборудование авто достаточно интеллектуально, некоторые узлы его могут переходить в режим пониженного энергопотребления не сразу после выключения зажигания. Прошло 10 минут, но ток не уменьшился? Похоже, с током утечки проблемы, и причину придется искать.
Поэтапное отключение потребителей
Прежде чем начинать разносить автомобиль на куски, имеет смысл проверить нештатное оборудование – то, что было установлено не на заводе-изготовителе. Это могут быть магнитолы, обогреватели, навигаторы, охранная система, дополнительные осветители и пр. Для локализации проблемы все нештатное оборудование поочередно отключается, при этом показания мультиметра постоянно контролируются.
Почему имеет смысл начинать поиск именно с нештатного оборудования? Просто потому что для него чаще всего не предусмотрено штатных мест подключения, а значит, каждый мастер «прикручивает» его туда, куда считает нужным. Прикрутили, к примеру, обогрев сидений или навигатор до замка зажигания и получили проблему. Соединили основное питание магнитолы с дежурным, питающим часы той же магнитолы, – еще одна проблема.
Но все нештатное оборудование отключено и проверено, а утечка есть. Придется продолжать поиски, но теперь надо отключать оборудование, установленное производителем. Работа довольно кропотливая, но необходимая. Впрочем, если знать, как проверить потребление тока на автомобиле без серьезных монтажных работ, то можно обойтись «малой кровью».
Оказывается, проще всего это сделать при помощи колодки предохранителей, которая есть в каждом автомобиле. Конечно, колодки на различных авто выглядят по-разному, но принцип работы у них один. Каждый из предохранителей отвечает за несколько вполне определенных потребителей. Каких конкретно, можно узнать, взглянув на электрическую принципиальную схему нужной модели авто.
Вот так выглядит предохранительная колодка у LADA Kalina.
Определив, снятие какого предохранителя устраняет утечку, остается выяснить, какие узлы к этому предохранителю подключены и проверить исправность каждого из них. При этом нужно иметь в виду, что неисправность может крыться не только в самих узлах и оборудовании, но и в проводке (перетерлась о кузов изоляция проводов, соединительные колодки забиты пылью или залиты, ослаблены винтовые колодки и пр.).
