Вопрос 47

Суднові кабелі і проводи. Методи прокладки кабелю. Перевірка кабелю на втрату напруги.

Судовые кабели и провода, методы прокладки кабелей

На судах для передачи электроэнергии от источников к потребителям используют специальные морские кабели и провода, рассчитанные на эксплуатацию в морских условиях. Морские кабели и провода должны обеспечивать тепло- и вибростойкость, негорючесть, а также надежную защиту от действия воды и масел.

Судовой провод состоит из одного или нескольких гибких изолированных электрических проводников с облегченной изоляцией, заключенных в общую защитную оболочку, допускающую прокладку в сухих и отапливаемых помещениях.

Судовым кабелем называют один или несколько изолированных гибких электрических проводников, заключенных в общую защитную оболочку, допускающую прокладку по металлическим конструкциям в сырых помещениях и на открытых палубах.

На судах допускаются к применению негорючие и не распространяющие горение кабели и провода с медными жилами, изготовленные в соответствии с установленными требованиями. Жилы судовых кабелей и проводов для увеличения гибкости выполняют из пучка тонких проволок, причем число и площадь сечения проволок в одной жиле зависят от назначения кабеля. Жилы кабелей, предназначенных для питания ответственных потребителей обязательно должны быть многопроволочными. По количеству токопроводящих жил судовые кабели подразделяются на одно-, двух-, трёх-, четырёхжильные и т.д..

В качестве изоляционных материалов в кабелях и проводах могут быть применены: полихлорвинил обычный; полихлорвинил теплостойкий; этилен-пропиленовая резина; полиэтилен сетчатой структуры; кремний - органическая резина. Длительное время на судах применялись кабели с резиновой изоляцией в оболочке из негорючей маслостойкой резины, изготовляемой на основе натурального или синтетического каучука (кабели марок КНР, КНРП, ...) с длительно допустимым нагревом токопроводящих жил до 65°С. Применение электроизоляционных материалов с бутилрезиновой основой обеспечивает значительное улучшение массогабаритных показателей электрических сетей и повышение длительно допустимого нагрева токопроводящих жил кабелей с до 85 °С (вместо 65 °С), что позволяет увеличить нормы нагрузок почти в 1,3 раза.

Весьма перспективно использование судовых кабелей с кремнийорганической изоляцией. Эти кабели огнестойки, не выделяют токсичных газов, компактны, долговечны и обладают большей надежностью, особенно при высоких температурах. Применение кабелей с кремнийорганической изоляцией вместо кабелей КНР позволяют уменьшить площадь поперечного сечения трассы примерно на 5060 % и сократить массу на 20 %. К их недостаткам следует отнести необходимость герметизации концов, а также отсутствие гибкости, которой обладают кабели с резиновой изоляцией.

Защитное покрытие кабеля служит для защиты жил проводов и кабелей от внешних механических воздействий и влияния окружающей среды. В качестве защитных покрытий применяются: оплетка из полихлорвинилового пластика, наложенная на изоляцию; оплетка из хлопчатобумажной пряжи, пропитанная специальным составом из смолистых веществ; оплетка из стальной оцинкованной либо медной проволоки, укрепленная на оболочке кабеля; металлическая броня.

Прокладка кабельных трасс по судну усложняется тем, что большое их количество сосредоточено в машинных отделениях и служебных помещениях, насыщенных судовыми системами, устройствами и механизмами со стеснёнными условиями и большим количеством поворотов, проходов через переборки и палубы. Морские классификационные общества предъявляют определённые требования к маршрутам и способам прокладки кабельных трасс по судну. Кабели должны быть проложены по возможности по прямым и доступным трассам. Трассы должны проходить через места, в которых кабели не будут подвергаться продолжительному воздействию масла, топлива, воды и чрезмерного внешнего подогрева. Кабельные трассы не должны проходить:

• на расстоянии менее 100 мм от источников тепла;

• на расстоянии менее 50 мм от двойного дна, цистерн топлива или масла;

• на расстоянии менее 20 мм от наружной обшивки, а также от противопожарных, водонепроницаемых и газонепроницаемых переборок и палуб.

Не рекомендуется прокладывать кабели под настилом машинных помещений. Если же такая прокладка неизбежна, то кабели следует прокладывать в металлических трубах или в закрытых каналах.

Если подключение потребителей электроэнергии предусмотрено по двум отдельным фидерам (например, электропривод рулевого устройства), то кабели нужно прокладывать разными трассами, максимально отдаленными одна от другой.

Прокладку кабелей на судах обычно ведут непосредственно по переборкам и другим частям корпуса судна с креплением стальными скобами, на металл-. перфорированных панелях, на скоб-мостах, с помощью кабельных подвесок (кассет).

Прокладка кабелей через палубы выполняется либо в металлических трубах (стояках), либо в общих металлических стаканах или в коробках с дополнительной защитой кабелей кожухами.

Проход отдельных кабелей через палубы и переборки выполняют с применением водонепроницаемых уплотнительных сальников либо кабельных коробок, залитых уплотняющей негорючей изоляционной массой. Проходы кабелей через палубу выполняются с помощью проходных кабельных кассет или при помощи труб с сальниками.

Проходы кабелей через водонепроницаемые, газонепроницаемые и противопожарные переборки и палубы должны быть уплотнены.

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. В линиях передачи переменного тока потеря напряжения численно равна арифметической разности модулей (т. е. полных значений) напряжений в начале и конце линии, а падение напряжения определяется геометрической разностью напряжений в начале и конце линии.

Потеря напряжения (%) в линии электропередачи постоянного тока

или,

где 2 - коэффициент, учитывающий наличие двух проводов линии; I - ток приемника, А; l - длина линии, м;  = 48,1 м/(0ммм²) - удельная проводимость меди при 65 С; s - площадь сечения жилы кабеля, мм²; U_ном - номинальное напряжение приемника, В; Р₁ - 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

или,

Потеря напряжения (%) в каждом проводе 3-фазной линии электропередачи

или,

где U_ном — номинальное линейное напряжение приемника, В.

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.

Потеря напряжения на участке ГРЩ (РЩ) - приемник при номинальной нагрузке не должна превышать: 7 % для силовых, нагревательных и отопительных приемников с длительным режимом работы; 10 % для силовых, нагревательных и отопительных приемников с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы; 10 и 5 % для сетей освещения и сигнализации при напряжении соответственно не более 55 и свыше 55 В. Потеря напряжения на участке ГРЩ (АРЩ) -генератор не должна превышать 1 % номинального, а на кабеле, питающем 3-фазный АД, - 25 % номинального в момент прямого пуска.