Классификация судовых распределительных устройств

Судовые электрораспре­делительные устройства классифицируют по следующим основным признакам:

а) по назначению

главный, предназначенный для присоединения источников элект­роэнергии к судо-

вой силовой сети, управления их работой и распреде­ления электроэнергии;

аварийный, являющийся частью аварийной СЭС и предназначен­ный для присоеди-

нения аварийных источников электроэнергии к аварийной сети, управления их работой и распределения электроэнер­гии;

групповой, предназначенный для распределения электроэнергии между группой приемников одинакового назначения;

приемника, предназначенный для подачи электроэнергии на отдельный приемник, а также управления его работой;

электроснабжения с берега, предназначенный для присоединения судовой сети суд-

на к береговой электрической сети или сети другого судна;

генераторный, предназначенный для передачи электроэнергии от генератора к определенному ГРЩ, а также для местного управления генератором в тех случаях, когда генератор и ГРЩ размещены в разных отсеках судна (от генераторного щита могут полу-

чать электропитание отдельные приемники электроэнергии);

соединительный электрический ящик (щит), представляющий собой судовое элект-

рораспределительное устройство, предназначенное для соединения электрических цепей;

сигнализации и контроля, предназначенный для подачи сигналов (звуковых, световых) о состоянии контролируемых помещений, установок, систем, ЭП и других объектов;

б) по месту раположения на судне

районный, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах опреде-

ленного архитектурного района судна и обеспечивающий электро­энергией несколько от-

сечных щитов;

отсечный, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах отсека судна;

в) по конструктивному исполнению на каркас­ные и блочные. Щиты в каркасном исполнении изготовляют, как правило, по индивидуальным чертежам, что затруд-

няет их производ­ство и увеличивает стоимость. Блочные РЩ выпускают в виде нормали­зованных серий на напряжении 30 В постоянного тока и 220 и 380 В при частоте 50 и 400 Гц переменного тока. При необходимости из отдельных блочных ящиков можно комплек-

товать РЩ любых размеров и для любой схемы.

г) по степени защищенности от воздействия окружающей среды различают защи-

щенные (IР21), брызгозащищенные (IР23) и водозащищенные (IР55) распределитель-

ные устройства. Ввод кабелей в щиты брызгозащищенного исполнения выполняют снизу через отвер­стия с обрамлениями, исключающими повреждение оболочки кабелей, а в щи-

ты водозащищенного исполнения - через индивидуальные или групповые сальники.

д) по роду тока различают РЩ постоянного и переменного 1- и 3-фазного тока;

е) по наличию коммутационно-защитной аппаратуры все РЩ подразделяют на 2 типа: без выключающих устройств и с вы­ключающими устройствами.

В РЩ без выключающих устройств содержатся только предохрани­тели типа ИП постоянного тока напряжением 30 В и типа ПК переменного тока напряжением 380 В. Такие РЩ применяют на маломерных судах.

В обозначение РЩ входит тип, количество групп и номинальный ток предохрани

телей.

Например, ЩИПК2-50 [Щ - щит; ИП - предохранители типа ИП; К -для маломер-

ных судов (катера); 2 - количество групп; 50 - номиналь­ный ток, А].

Обычно РЩ с выключающими устройствами бывают двух видов:

1. с пакетными выключателями и предохранителями;

2. с автоматическими выключателями.

РЩ первого вида, как правило, не применяют для питания 3-фазных АД. Это объяс

няется тем, что при перегорании предохранителя в одной фазе наступает 1-фазный режим работы АД с после­дующим его перегревом и выходом из строя. В то же время срабатыва-

ние АВ вследствие КЗ в любой фазе приводит к полному отключению асинхронного двига

теля от питающей сети.

Районные, отсечные и групповые РЩ применяют в сетях постоян­ного тока напря

жением 220 В при частоте 400 Гц. В качестве выклю­чающих устройств в перечисленных РЩ используют АВ типов АК-50 и АС-25.

ВОПРОС №17

Основные сведения

Промышленные автоматические выключатели предназначены:

1. для автоматического отключения электрических цепей в аварийных случаях;

2. для нечастых включений и отключений электрических цепей при нормальних

условиях работы.

К аварийным случаям относят:

1.короткое замыкание в электрической цепи;

2. перегрузку (по току) электрической цепи.

 

Автоматические выключатели могут иметь два вида токовых расцепителей:

1. электромагнитные, срабатывающие мгновенно при токах короткого замыкания в 2...20 раз больше номинального;

2. комбинированные, имеющие в одном корпусе электромагнитный и тепловой

расцепители. Тепловой расцепитель отключает автоматический выключатель при токах перегрузки, превышающих номинальный в 1,25...1,8 раза.

Автоматические выключатели только с тепловым расцепителем не выпускаются.

Для защиты электрических цепей только от токов перегрузки служат тепловые реле (см. ниже).

Короме токовых расцепителей, автоматические выключатели могут иметь мини-

мальный расцепитель (по напряжению), отключающий выключатель при снижении напряжения до определенного значения.

В соответствии с требованиями Регистра, наличие этого расцепителя обязательно

в генераторных автоматических выключателях.

В большинстве типов автоматических выключателях для приемников электроэнер-

гии этот расцепитель отсутствует, кроме выключателей типа АКЗ.

В зависимости от времени срабатывания при коротком замыкании, автоматические выключатели делят на два вида:

1. неселективные, срабатывающие без выдержки времени;

2. селективные, срабатывающие с выдержкой времени.

Неселективные автоматические выключатели применяют для защиты приёмников

электроэнергии – электродвигателей, нагревательных и осветительных приборов.

Неселективные автоматические выключатели в пластмассовом защитном корпусе

называют установочными.

Селективные автоматические выключатели применяют для защиты генераторов постоянного и переменного тока. Задержка отключения выключателя (не более 1 с) необ

ходима для того, чтобы генератор не отключался пусковыми токами мощных электродви

гателей.

Для получения такой задержки используют т.н. селективную приставку – электро-

механическое или электронное реле максимального тока, срабатывающее с выдержкой времени.

На судах применяются генераторные выключатели серий АМ, АМ-М, В, В-М и

выключатели для приемников электроэнергии серий А3100, А3500, А3700, АК50, АК63,

АКЗ и др.

Буква „М” в обозначении серии генераторных выключателей означает, что данные выключатели, кроме ручного, имеют электродвигательный (моторный) привод для дис-

танционного включения и отключения выключателя.

В совокупности эти серии охватывают отрезок шкалы с токами от 0,6 до 5500 А и напряжеиями до 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока.

Специально изготовленные АВ могут работать в условиях тропического климата,

При этом в обозначение типа АВ добавляется буква «Т». Используются также АВ различ-

ных зарубежных фирм.

Рубильники, выключатели и переключатели

Основные сведения

Рубильники, пакетные выключатели и переключатели – это коммутационные аппа

раты ручного действия, предназначенные для включения, отключения и переключения электрических цепей под нагрузкой (под током).

Эти аппараты лишь коммутируют электрические цепи, но не защищают их, напри-

мер, от токов короткого замыкания, токов перегрузки и т.п.

Совмещают в себе функции коммутации и защиты т.н. коммутационно-защитные аппараты (см. ниже).

 

Рубильники

Рубильником называется электрический аппарат с ручным приводом, предназначен

ный для замыкания и размыкания электрических цепей под током.

Устройство рубильника показано на рис. 4.5.

 

Рис. 4.5. Рубильник:

1 – зажимные пружины; 2 – неподвижный контакт; 3 – рукоятка; 4 – главный контакт; 5 – отрывная пружина; 6 – дугогасительный контакт

Рубильник имеет два медных подвижных контакта: главный 4 и дугогасительный 6, а также один неподвижный - 2. Неподвижный контакт имеет щелевидную форму и снаб

жен нажимными пружинами 1. Контакты 4 и 6 приводятся в движение рукояткой 3 из изоляционного материала.

Для включения рубильника рукоятку поворачивают в напрпавлении протв часовой стрелки. Первым в щель контакта 2 войдет контакт 6, а при дальнейшем движении рукоят

ки до упора – контакт 4. Плотное обжатие контакта 4 внутри контакта 2 обеспечивают нажимные пружины.

При выключении порядок размыкания контактов обратный – сначала из щели вый

дет главный контакт 4, и ток будет протекать через дугогасительный контакт 6. При дальнейшем повороте рукоятки по часовой стрелке пружина 5 будет растягиваться до тех

пор, пока зажимные пружины способны удержать контакт 6 в щели контакта 2.

В конце поворота рукоятки контакт 6 под действием пружины выйдет из щели, при

чем размыкание контактов 2 и 6 происходит практически мгновенно. Тем самым резко ускоряется гашение дуги в воздухе.

Из сказанного следует, что в процессе размыкания контактов обгорает именно дуго

гасительный контакт, а поверхность главного контакта сохраняется целой.

При обгорании дугогасительный контакт легко заменяется.

При токах 600 А и выше вместо медных дугогасительных контактов применяют медно-графитные.

К рубильникам относят рубящие переключатели и разъединители.

Устройство переключателей и разъединители во многом схоже с устройством ру-

бильников.

Рубящий переключатель предназначен для замыкания, размыкания и переключе-

ния электрических цепей под током.

Разъединитель предназначен для замыкания и размыкания электрических цепей без тока.

Разъединители применяют на судах в качестве секционных выключателей на ГРЩ. При помощи этих выключателей шины ГРЩ делятся на несколько участков, которые при нормальной работе электрически через разъединители соединены между собой, образуя единую систему шин.

Если же надо обесточить какой-либо участок ГРЩ, например, для выполнения про

филактических работ, соответствующий разъединитель выключают, предварительно сняв нагрузку с отключаемого участка (обычно путем отключения автоматов приемников элек

троэнергии).

Рубящие переключатели применяют в мощных понижающих трансформаторах для плавного регулирования напряжения. С помощью этих переключателей изменяют число витков первичной обмотки трансформатора, в результате изменяется напряжение на вто-

ричной обмотке.

 

Выключатели и переключатели

Основные сведения

Судовые выключатели и переключатели – это коммутационные аппараты ручного управления, состоящие из собранных в пакеты секций с контактами. Поэтому они получи-

ли название «пакетные».

Пакетные выключатели предназначены для включения и выключения цепей посто

янного и переменного тока.

Пакетные переключатели предназначены для переключения упомянутых цепей.Не-которые типы переключателей, кроме переключения, позволяют включать и выключать питание переключаемых цепей.

Пакетные выключатели и переключатели делятся по таким признакам:

1. по числу полюсов – на одно-, двух- и трехполюсные;

2. по способу исполнения корпуса – открытые, защищенные и герметические.

Переключатели выполняются на два или три направления.

Пакетные выключатели и переключатели изготовляются на номинальные токи от

10 А до 400 А

 

Пакетные выключатели

Пакетный двухполюсный выключатель изображен на рис. 4.6.

 

Рис. 4.6. Пакетный двухполюсный выключатель:

а – общий вид; б – пакет выключателя; в – схема; 1 – крышка; 2 – рукоятка; 3 – изоляторы; 4 – неподвижные контакты; 5 - фибровые шайбы; 6 – подвижные контакты

 

Выключатель имеет два пакета (рис. 4.6, а), каждый из которых (рис. 4.6, б) вклю

чает в себя подвижный латунный контакт 6 в виде лепестка, два неподвижных контакта 4 и корпус 3 из изоляционного материала.

В исходном положении ось подвижного контакта 6 расположена горизонтально, поэтому этот контакт соединяет через себя левый и правый неподвижные контакты 4. Та-

му состоянию контактов соответствует схема на рис. 4.6, в (нижняя).

При повороте рукоятки выключателя на 90º по часовой стрелке подвижный кон-

такт устанавливается вертикально, поэтому цепь через контакты 6 и 4 обрывается. Такому

му состоянию контактов соответствует схема на рис. 4.6, в (верхняя).

При помощи пружины в верхней части выключателя (не показана) контакты раз-

каются мгновенно при подходе рукоятки к положению, близкому к 90º. Такое мгновенное размыкание контактов способствует уменьшению их обгорания.

 

Пакетные переключатели

Устройство и принцип действия пакетных переключателей те же, что и пакетных выключателей. Отличие состоит в форме подвижных контактов (рис. 4.7).

Как видно из рис.4.7, двухполюсный переключатель на три направления имеет че-

тыре контакта, расположенных в направлении сверху вниз. Каждый контакт выполнен в виде цельного лепестка, состоящего из двух частей в виде линий с поперечными черточ-

ками.

При этом угол раствора линий верхнего и третьего сверху контактов составляет 135º, второго и четвертого - 90º.

Схема на рис. 4.7. позволяет поочередно подключить к выходным проводам С , С одну из трех питающих сетей с выводами соответственно 1Л , 1Л , 2Л , 2Л и 3Л .

В положении контактов, изображенном на рис. 4.7, провод 1Л соединен с прово-

дом С через первый сверху подвижный контакт, провод 1Л с проводом С - через тре-

тий сверху контакт. Иначе говоря нагрузка, подключенная к выводам С , С , подключена к первой сети с выводами 1Л , 1Л . Это положение на корпусе переключателя обозначе-

но как «I».

Рис. 4.7. Принципиальная электрическая схема двухполюсного переключателя на три направления:):

0, I, II, III – положения рукоятки переключателя; 1Л , 1Л - провода первой питаю-

щей сети; 2Л , 2Л - провода второй питающей сети; 3Л , 3Л - провода третьей питаю-

щей сети; С , С - провода нагрузки

 

При повороте рукоятки на 90º по часовой стрелке все четыре подвижных контакта также повернутся на этот угол. В результате через второй и четвертый сверху подвижные контакты с выводами С , С соединятся выводы 2Л , 2Л (положение «II»).

При повороте рукоятки еще на 90º по часовой стрелке через второй и четвертый сверху подвижные контакты с выводами С , С соединятся выводы 3Л , 3Л (положе-

ние «III»).

При установке рукоятки в положение «0» все четыре подвижных контакта размы-

каются.

Пакетные выключатели и переключатели имеют такие свойства:

1. малые габариты;

2. удобство в монтаже;

3. высокая вибро- и ударостойкость;

4. отсутствует выброс наружу газов и пламени (т.к. дуга в них гасится в замкну

том пространстве);

5. быстрый износ контактной системы и приводного механизма.

Например, допустимое число операций «включено-выключено» при токах от 100

до 400 А и напряжении 220 В – не более 10 000

ВОПРОС №18

В соответствии с Правилами Регистра, при нормальной работе основной электро

станции от шин ГЭРЩ по отдельным фидерам должны питаться такие приемники:

.1. электрические приводы рулевых устройств;

.2. электрические приводы якорного устройства;

.3. электрические приводы пожарных насосов;

.4. электрические приводы осушительных насосов;

.5. электрические приводы компрессоров и насосов спринклерной (пожарной) системы;

.6. гирокомпас;

.7. щит холодильной установки грузовых трюмов;

.8. электрические приводы агрегатов возбуждения электрической гребной установ

ки;

.9. секционные щиты основного освещения;

.10. щит радиостанции;

.11. щит навигационных приборов;

.12. щит сигнально-отличительных фонарей;

.13. секционные щиты и распределительные устройства питания других потребите

лей ответственного назначения, объединенных по принцип однородности выполняемых функ­ций (например, грузовые краны, лебедки и др.);

.14. распределительные устройства объединенного пульта управления;

.15. щит станции автоматической сигнализации обнаружения пожара;

.16. электрические приводы механизмов обеспечивающих работу главных механиз­

мов;

.17. щиты электрических приводов грузовых швартовных, шлюпочных и других

уст­ройств вентиляции и нагревательных приборов;

.18. устройства управления винтом регулируемого шага;

.19. зарядные устройства стартерных аккумуляторных батарей и батарей, питаю-

щих ответственные устройства;

.20. щиты питания электрических приводов закрытия водонепроницаемых дверей и

устройств, удерживающих противопожарные двери в открытом состоянии, а также щиты сигнализации о положении и закрытии водонепроницаемых и противопожарных дверей;

.21. щит холодильной установки системы углекислотного тушения низкого давле-

ния;

.22. щиты освещения ангаров и светотехнического оборудования посадочных пло

ща­док для вертолетов;

.23. другие, не перечисленные выше потребители - по требованию Регистра.

Допускается питание потребителей, перечисленных в.4,.6,.10,.11,.12,.15,.16,.18,

.19,.20 от распределительных устройств, указанных в.13 или.14, по отдельным фидерам, имеющим коммутационные и защитные устройства.

Все остальные приемники электроэнергии должны получать питание через вторичные распределительные щиты.

Силовая электрическая сеть предназначена для распреде­ления электроэнергии на участках от ГРЩ до приемников или преобра­зователей электроэнергии. Различают следу

ющие типы силовых элект­рических сетей: фидерную, магистральную и магистрально-фидерную (рис. 6.1).

 

Рис. 6.1. Принципиальные схемы силовых электрических сетей:

а – фидерная; б – магистральная; в – магистрально-фидерная

 

В случае использования фидерной сети (рис. 6.1, а) ответственные и наиболее мощ-

ные приемники П1 и П2 получают питание непосредствен­но от ГРЩ по отдельным фиде-

рам, а приемники ПЗ-П8 - от электрорас­пределительных щитов (районного РРЩ1, отсеч-

ных ОРЩ1-ОРЩЗ и групповых ГрРЩ1-ГрРЩ2, соединенных с ГРЩ фидерами.

При использовании магистральной сети (рис. 6.1, б) приемники электроэнергии П1-П6 получают питание от электрораспределитель­ных щитов РЩ1-РЩЗ или магистраль

ных коробок МК1-МКЗ, присоеди­ненных параллельно к магистральным линиям МЛ1-МЛЗ.

На современных судах применяют смешанную, магистрально-фидерную сеть (рис. 6.1, в). В этой сети приемники П1 получают питание по фидерам, а приемники П2-П5 - по магистральным линиям МЛ1 и МЛ2.