Читайте также:
|
|
Передача электрической энергии в силовых и осветительных сетях и телефонная связь осуществляются при помощи кабелей и проводов.
Кабель состоит из одного или нескольких изолированных проводников, заключенных в общую защитную, а поверх нее герметичную оболочки. Кабели можно прокладывать в сырых помещениях и на открытой палубе.
Провод по сравнению с кабелем имеет облегченную защитную оболочку. Поэтому провода прокладывают только в сухих и отапливаемых помещениях.
Кабели и провода для силовых и осветительных установок рассчитывают на напряжение до 700 В переменного или 1000 В постоянного тока, для телефонных установок - на напряжение 100 В постоянного тока.
Помимо судовых проводов, внутри приборов и аппаратуры применяют изолированные монтажные провода, допускающие непосредственную прокладку по металлическим деталям. Для соединения антенны судовой радиостанции с антенным вводом применяют разновидность неизолированных проводов - антенные канатики.
К кабелям и проводам предъявляется ряд требований, обусловленных особенностями прокладки и эксплуатации: повышенная гибкость (что важно при прокладке трасс в ограниченных по размеру судовых помещениях); электрическая прочность изолирующих оболочек; негорючесть; стойкость к воздействию воды, масла и др.
Токоведущие жилы скручивают из отдельных отожженных медных проволок с площадью поперечного сечения от 0,35 до 625 мм2 для силовых кабелей и проводов и 1 мм2 для телефонных проводов.
Жилы заключены в изолирующую оболочку из резины, поливинилхлоридного пластиката и полиэтилена, стекловолокна, фторопласта-4 и др.
Наружные защитные оболочки кабелей изготовляют из маслобензостойкой, не распространяющей горения резины, шлангового поливинилхлоридного пластиката и свинца. Поверх изолирующей оболочки кабели и провода могут иметь металлические оболочки различного назначения.
Для уменьшения помех радиоприему применяют экранирующие оболочки из медной луженой проволоки, охватывающие весь кабель, жилы внутри кабеля экранируют металлизированной бумагой.
Для защиты от механических повреждений используют неэкранирующую оплетку из стальной оцинкованной проволоки (панцирную оплетку) или металлическую броню из стальной ленты или проволоки. Лента (проволока) наматывается спирально и образует сплошной цилиндрический слой. Допускается применение кабелей с оболочками из меди, чистого свинца и его сплавов.
Обозначение кабелей и проводов состоит из марки, числа жил и площади их поперечного сечения, значения допустимого напряжения (например, кабель КНРЭ 3x25).
Буквы в марке обозначают:
- для кабелей силовых приемников и осветительных приборов: К - кабель, Н - негорючий, Р - резиновая изоляция жил и наружная оболочка, П - оплетка из стальных оцинкованных проволок («панцырь»), Э - экранированный, М - морской, Б - изоляции на основе бутилкаучука, В - поливинилхлоридная оболочка, О - облегченный.
На судах для таких приемников применяют кабели типов КНРк, КНРП, КНРЭ, КБН, КБНЭ, КОВЭ (при неподвижной прокладке) и РШМ, НРШМ (при подвижной).
- для кабелей управления, связи, телефонии (в дополнение к указанным выше обозначениям): С - судовой, М - малогабаритный, Т - телефонный.
К таким кабелям относятся кабели типов КНРТ, КНРТП, КНРТЭ, КНРЭТЭ и др. Если буква Э находится внутри марки кабеля, то это означает, что экранируется одна или несколько жил, если в конце марки, то экранируется весь кабель.
Судовые кабели и провода имеют, как правило, многопроволочные жилы, что увеличивает их гибкость и исключает переломы жил вследствие вибрации и других механических воздействий.
Количество жил в различных кабелях составляет 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12, 14, 16, 19, 24, 27, 30, 33, 37, 41, 44, 48, 52 и 61, что удовлетворяет потребностям судовых электрических сетей любого назначения.
Внедрение новых видов изоляции с повышенными тепловыми нагрузками (бутилрезиновая, кремнийорганическая, минеральная и др.) позволяет уменьшить массу кабельных сетей вследствие уменьшения толщины изоляционных оболочек и одновременно увеличить срок службы кабелей. Последнее позволяет обойтись без трудоемкого и дорогостоящего ремонта кабельных трасс в течение всего периода эксплуатации судна.
Следует заметить, что применение на судах кабелей с минеральной изоляцией проблематично. Такие кабели представляют собой медную трубку, внутри которой запрессованы в непроводящей окиси магния одна или несколько медных жил. Эти кабели огнестойки, компактны, долговечны, однако их недостатком является отсутствие гибкости.
На судах кабели и провода прокладывают в виде кабельных трасс, состоящих из отдельных кабелей или групп кабелей. Последние образуют ряды и пучки.
Ряд - это группа кабелей, имеющая общее крепление, в которой каждый кабель соприкасается с двумя соседними, кроме крайних (рис. 8.2, а).
Если группа кабелей состоит из двух рядов, не разделенных зазором и имеющих общее крепление, то прокладка называется 2-рядной (рис. 8.2, б).
Если в группе 3 и более рядов, кабели образуют пучок (рис. 8.2, в).
Рис. 8.2. Способы прокладки Рис. 8.3. Кассета со скользящим
кабелей: а – 1-рядный; 2 – 2-ряд- замком
ный; в - пучком
Ряд - это группа кабелей, имеющая общее крепление, в которой каждый кабель соприкасается с двумя соседними, кроме крайних (рис. 8.2, а).
Если группа кабелей состоит из двух рядов, не разделенных зазором и имеющих общее крепление, то прокладка называется 2-рядной (рис. 8.2, б).
Если в группе 3 и более рядов, кабели образуют пучок (рис. 8.2, в).
При прокладке отдельных кабелей применяют скобы, скоб-мосты и перфорированные панели. При прокладке рядов и пучков кабелей применяют специальные подвески, называемые кассетами (рис. 8.3).
Кассеты приваривают к корпусу судна на определенном расстоянии одна от другой по длине трассы, их можно устанавливать вертикально, горизонтально и наклонно.
Пучки кабелей в кассеты укладывают без крепления, что значительно ускоряет и упрощает монтажные работы. Кассетами и скобами крепят кабели с площадью поперечного сечения пучка соответственно до 400 и 150 см2. Применяется также свободная укладка кабелей в трубы и желоба.
Кабельные трассы должны быть по возможности прямыми, доступными для осмотра и обслуживания.
Места изгиба кабелей должны иметь определенное значение внутреннего радиуса R: обычно R = (2…10)d, где d - внешний диаметр кабеля.
Металлические или броневые оболочки кабелей должны быть надежно заземлены, т. е. электрически соединены с корпусом судна. Для заземления применяют медный провод или металлические скобы, плотно прилегающие к оболочке кабеля. Если кабель проходит через кабельный сальник, для заземления применяют кольца, находящиеся внутри сальника.
Для образования ответвлений от судовых кабелей и проводов применяют разветвительные (крестовые) коробки, внутри которых электрическое соединение кабелей проводят при помощи винтовых зажимов.
Для маркировки кабелей и проводов применяют бирки - латунные или фибровые пластинки, прикрепленные к кабелю узким пояском из латуни или оцинкованной стали. На пластинки наносят необходимые маркировочные надписи.
8.3. Расчёт и выбор кабеля
Кабель для подключения электрооборудования выбирается в три этапа:
1. Выбор марки кабеля
2. Выбор сечения кабеля
3. Проверка кабеля на допустимую потерю напряжения
Надежность СЭО во многом определяется состоянием изолирующих оболочек кабелей и проводов, которое зависит в основном от характера и продолжительности тепловых процессов при нагреве оболочки током жилы.
Марку кабеля выбираем из условий прокладки.
Сечение кабеля выбирается из стандартных по допустимому току с учётом режима работы подключаемого оборудования.
Расчётный ток определяем по мощности электрооборудования:
- для двигателей постоянного тока
I = 10 Р k / (U η )
- для цепей переменного однофазного тока
- для двигателей трёхфазного тока
I = 10 Р k / ( U η cosφ )
k - коэффициент загрузки двигателя;
U - номинальное напряжение двигателя (для асинхронного двигателя линейное), В;
η - номинальный КПД двигателя;
cosφ - номинальный коэффициент мощности асинхронного двигателя;
8.3.1.Определение расчетных токов кабелей
Расчёт тока одиночного потребителя постоянного тока
I = P/U
Расчетный ток (А) кабеля, питающего группу приемников постоянного тока
I = k + I
где k - коэффициент одновременности работы приемников, питающихся от данного фидера;
n - число приемников;
- сумма полных токов всех п приемников, питающихся от данного фидера, А; I - ток запасных ответвлений, А;
Расчётный ток двигатель постоянного тока
I = 10 Р k / (U η )
Расчётный ток однофазной цепи переменного тока
I = 10 Р / (U cosφ)
Расчётный ток трехфазного асинхронного двигателя
I = 10 Р k / ( U η cosφ )
где Р - номинальная мощность двигателя, кВт;
k - коэффициент загрузки двигателя;
U - номинальное напряжение двигателя (для асинхронного двигателя линейное), В;
η - номинальный КПД двигателя;
cosφ - номинальный коэффициент мощности асинхронного двигателя;
Расчетный ток 3-фазного генератора принимают равным номинальному
I = I = (S *10 ) / ( 3* U )
где S - номинальная мощность генератора, кВ*А;
10 - коэффициент перевода киловатт в ватты;
U - номинальное первичное напряжение генератора (линейное), В.
8.3.2. Выбор площади поперечного сечения жил кабелей
. Для выбора площади поперечного сечения жил кабелей используют таблицы норм токовых нагрузок (табл. 8.1). Эти нагрузки допускаются при прокладке не более 6 кабелей в одном пучке или в 1 ряд с плотным прилеганием одного к другому, или в 2 ряда, независимо от числа кабелей, но при условии, что между группой или пучком из 6 кабелей имеется свободное пространство для циркуляции воздуха.
Таблица 8.1-Длительные допустимые токовые нагрузки (А) одножильных кабелей и проводов для температуры окружающей среды + 45ºС
Номинальное сечение жилы, мм | Изоляционный материал | ||||
Поливинилхлорид | Поливинил- хлорид теплостойкий | Бутиловая резина | Этиленпро- пиленовая резина | Силиконовая резина или минеральная изоляция | |
Максимальная рабочая допустимая температура жилы, ºС | |||||
1,5 | |||||
2,5 | |||||
- | |||||
- |
Если фактические условия отличаются от перечисленных нормированных, вводят поправочные коэффициенты k … k .
Коэффициент k учитывает изменение условий прокладки кабелей (при прокладке более 6 кабелей или при отсутствии свободного пространства между ними k = 0,85).
Коэффициент k учитывает изменение числа жил в кабеле (для 2-жильных кабелей k = 0,85, для 3- и 4-жильных k = 0,7).
Коэффициент k - учитывает изменение режима работы по отношению к длительному (при кратковременном режиме k = 1,06…1,46, при повторно-кратковременном k = 1,24…1,51).
Коэффициент k - учитывает отличие температуры окружающей среды от нормированной 45 ºС (для температур 35…85ºС k = 1,29…0,45).
Площадь поперечного сечения жил кабеля выбирают из условия
I ≥ k k k k I
где I - расчетный ток кабеля, А;
I - допустимый ток нагрузки для кабеля с выбранной площадью поперечного сечения жил при нормированных условиях эксплуатации.
8.3.3.Проверка кабелей на потерю напряжения
Напряжение на выводах приемника электроэнергии всегда меньше напряжения на шинах ГРЩ вследствие потерь напряжения в линии между ГРЩ и приемником.
В линиях электропередачи постоянного тока потеря напряжения численно равна арифметической разности напряжений в начале и конце линии, причем понятия "потеря напряжения" и "падение напряжения" равнозначны.
Потеря напряжения (%) в линии электропередачи постоянного тока
ΔU =(2*10 I l) / (γsU ) или ΔU = (2*10 Р l) / (γsU )
где 2 – коэффициент, учитывающий наличие двух проводов линии;
I - ток приемника, А;
l - длина линии, м;
γ = 48,1 м/(Ом*мм ) - удельная проводимость меди при 65ºС;
s - площадь сечения жилы кабеля, мм ;
U - номинальное напряжение приемника, В;
Р - потребляемая из сети мощность приемника, кВт.
В сетях переменного тока потеря напряжения имеет активную и реактивную (индуктивную) составляющие, причем последней можно пренебречь, так как при частоте тока 50 Гц она значительно меньше активной.
С учетом этого потеря напряжения (%) в 1 -фазной линии электропередачи переменного тока
ΔU =(2*10 I l cosφ) / (γsU ) или ΔU =(2*10 Р l) / (γsU )
Потеря напряжения в каждом проводе 3-жильного кабеля при номинальном токе
ΔU = ( 3*10 I Lcos φ ) / (γsU ) или ΔU = ( 3*10 Р l) / (γsU )
где: I - ток двигателя (генератора), А;
L – длина кабеля, м;
cos φ - номинальный коэффициент мощности двигателя (генератора);
γ = 48,1– удельная проводимость меди при + 65° С, м / Ом*мм
s - площадь поперечного сечения жилы выбранного кабеля, мм ;
U - номинальное (линейное) напряжение двигателя (генератора), В.
Если полученное в расчете значение потери напряжения в линии окажется больше допускаемого, надо из таблицы выбрать кабель с ближайшим большим значением поперечного сечения жил и повторить расчет.
В случае если линия электропередачи обеспечивает электроэнергией несколько приемников, потеря напряжения определяется отдельно для каждого участка, в пределах которого площадь сечения и ток не изменяются.
Тогда для наиболее удаленного приемника потеря напряжения в линии определится суммой потерь на отдельных участках
ΔU = ΔU + ΔU + …+ ΔU
8.3.4. Требования Правил Регистра к значениям падения напряжения в линиях электропередач
Правила Регистра устанавливают такие нормы падения напряжения
ΔU(%) при номинальном токе нагрузки приемников электроэнергии ΔU :
- на участке генератор – ГЭРЩ (АРЩ) - ΔU ≤ 1%;
- на участке ГЭРЩ – приемник электроэнергии:
- для приемников освещения и сигнализации при напряжении выше 55 В - ΔU ≤5%;
- для приемников освещения и сигнализации при напряжении 55 В и ниже 55 В - ΔU ≤10%;
- для силовых, нагревательных и отопительных приемников независимо от напряжения - ΔU ≤7%;
- для силовых приемников с кратковременным (S2) или повторно-кратковременным режимом работы независимо от напряжения - ΔU ≤10%;
- на клеммах асинхронного двигателя при прямом пуске - ΔU ≤25%.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 119 | Нарушение авторских прав