Вопрос 3. Условия эксплуатации и общие требования к оборудованию

Условия эксплуатации. На судах СЭО и ЭСА могут подвер­гаться:

механическим воздействиям (вибрации, бортовой и килевой качке, ударным нагрузкам);

воздействию влаги, соли, паров масел и топлива, содержа­щихся в окружающем воздухе;

изменениям температуры окружающей среды в широких пре­делах.

Кроме того, размещение электрооборудования в тесных по­мещениях с целью экономии места на судне затрудняет эксплу­атацию.

Вибрация корпуса судна, возникающая в результате работы гребных винтов, судовых механизмов и устройств, создает зна­копеременные нагрузки в узлах и деталях СЭО. Такие нагруз­ки могут вызвать механические повреждения и ослабление элек­трических контактных соединений, а также увеличить погреш­ность измерительных приборов. В результате может существен­но сократиться время безотказной работы СЭО и ЭСА, в первую очередь контактной аппаратуры, электрических машин, измерительных приборов и кабелей.

Качка и ударные нагрузки от воздействия волн на корпус судна перераспределяют усилия на рабочих поверхностях под­шипников и создают осевые и радиальные перемещения роторов электрических машин, вредные для подшипников. Качка и удар­ные нагрузки приводят к увеличению числа отказов электриче­ских машин, электроаппаратов, распределительных щитов и светотехнических устройств на судах.

Повышенная влажность, наличие примесей в воздухе и изме­нения температуры способствуют конденсации влаги и осажде­нию примесей на поверхности СЭО, а следовательно коррозии, снижению диэлектрической прочности электроизоляции, созда­нию аварийных ситуаций, связанных с пробоем изоляции, а также ускоренному износу кинематических узлов и контактных устройств.

Требования Правил Регистра. К СЭО и ЭСА, работающим в указанных выше специфических условиях, предъявляются по­вышенные по сравнению с общепромышленным электрооборудо­ванием технические требования по обеспечению их нормальной эксплуатации в судовых условиях.

Такие требования сформулированы в Правилах классифика­ции и постройки морских судов, разрабатываемых Регистром, который осуществляет надзор за всеми видами СЭО, кроме электрооборудования хозяйственного, бытового и технологиче­ского назначения (оно подлежит надзору Регистра только в ча­сти подключения кабелей, средств защиты, изоляции и заземле­ния). В соответствии с требованиями Правил Регистра СЭО и ЭСА должны безотказно работать при следующих условиях:

длительном крене судна до 15° и дифференте до 5°, а также при бортовой качке до 22,5° с периодом 7—9 с и килевой до 10⁰ от вертикали, а аварийное - при длительном крене до 22,5° и дифференте до 10°;

вибрациях частотой 5...30 Гц, с амплитудой 1 мм для частот 5...8 Гц и с ускорением 5 м/с² при частоте 8...30 Гц;

ударах с ускорением 30 м/с² при частоте 40...80 уд./мин;

относительной влажности воздуха 75+3 % при температуре 45±2° и 95±3 % при температуре 25+2 °С;

температура окружающего воздуха при неограниченном рай­оне плавания для машинных и специальных электрических по­мещений 0...45 °С, открытых палуб - 30...+45 °С, других по­мещений 0...40 °С, а при плавании вне тропической зоны соот­ветственно 0...+40, —30... + 40, 0... + 40 °С;

отклонениях в установившихся режимах от номинальных значений напряжения питания длительно в пределах - 10... +6 % и кратковременно (1,5 с) в пределах — 30...+20 %, а частоты питающего напряжения — длительно в пределах ±5% и кратковременно (5 с) в пределах ±10%.

Для уменьшения вредного воздействия качки, вибрации и ударных нагрузок СЭО устанавливается на амортизаторах; при размещении на судне электрических машин большой мощ­ности линии их валов ориентируются параллельно диаметраль­ной плоскости судна, проводятся регулярные мероприятия по обжатию электрических соединений и периодические пуски дли­тельно неработающих машин.

Уменьшение вредного влияния влаги, наличия примесей в воздухе и изменений температуры достигается соответствую­щим выбором конструктивных, токоведущих и изоляционных ма­териалов и конструктивного исполнения СЭО.

Конструктивные элементы должны изготовляться из прочных трудносгораемых материалов, устойчивых к воздей­ствию морской атмосферы и паров масла. Крепеж и подобные детали СЭО, устанавливаемого на открытой палубе и в поме­щениях с повышенной влажностью, должны изготовляться из коррозионно-стойких материалов или с антикоррозионным по­крытием.

Токоведущие элементы СЭО должны изготовляться из меди, медных сплавов или других материалов с равноценны­ми свойствами, за исключением элементов реостатов, коротко-замкнутых обмоток двигателей, угольных щеток и т. п. Весь внутренний монтаж СЭО должен выполняться многопроволоч­ным проводом, площадь сечения которого для устройств рас­пределения, коммутации и т. п. должна быть не менее 1 мм², а для систем управления, защиты и измерения — не менее 0,5 мм². Возможность применения однопроволочных проводов, а также проводов площадью сечения менее 0,5 мм² для электронных уст­ройств и при передаче слабых сигналов рассматривается Реги­стром в каждом случае специально. Температура нагрева токо­ведущих частей при номинальной нагрузке не должна превы­шать допустимой температуры нагрева изоляционных материа­лов.

Изоляционные материалы частей, находящихся под напряжением, должны быть при соответствующей диэлек­трической прочности устойчивыми, без появления токов утечки по поверхности, влаго- и маслостойкими и достаточно прочными или должны быть защищены.

По нагревостойкости твердые диэлектрики разделяют на семь классов (табл. 1.1), из которых в судовом электрооборудо­вании наиболее широко используются пять: Е, В, F, Н, С. Для изоляции ответственных частей (обмоток машин, аппаратов и др.) рекомендуется применять изоляционные материалы не ниже класса Е. Для охлаждения неизолированных частей СЭО допускается применять невоспламеняющиеся жидкости, возможность использования воспламеняющихся масел в каждом случае рассматривается Регистром.

Таблица.1.1.

Классификация изоляционных материалов по нагревостойкости

Значения нормального и предельно допустимого сопротивле­ния изоляции для СЭО и ЭСА должны соответствовать установ­ленным нормам (табл. 1.2).

Таблица 1.2.

Нормы сопротивления изоляции судового электрооборудования и средств автоматизации

Размещение СЭО и ЭСА осуществляется в помещениях с разными условиями, которые классифицируют следующим об­разом:

сухие (жилые, общественные, служебные, закрытые рулевые,

штурманские и т. п.);

с повышенной влажностью (умывальные, туалетные, камбу­зы, аварийных дизель-генераторов, пожарных насосов и т. п.);

влажные (кладовые, шкиперские, запчастей и т. п. и примы­кающие к ним тамбуры и коридоры);

особо сырые (бани, душевые и т. п.);

заливаемые водой (открытые палубы);

затопляемые (помещения и пространства, где СЭО работает под водой);

опасны е (где имеется горючая пыль (взрывоопасной концен­трации);

взрывоопасныетрех категорий:

1 - отсеки и цистерны для воспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров ниже 60 °С, грузовые трюмы для перевозки таких жидкостей и газов в специальной таре и смежные с этими отсеками поме­щения, неотделенные от них коффердамами и не имеющие при­нудительной вентиляции;

2 - насосные отделения, компрессор­ные помещения для сжиженных газов, аккумуляторные поме­щения, малярные кладовые и т. п., где могут образовываться скопления воспламеняющихся газов взрывоопасной концентра­ции;

3 - трюмы и помещения, где возможно образование вос­пламеняющейся смеси пыли или волокон с воздухом).

В зависимости от места расположения СЭО должна приме­няться соответствующая степень защиты электрооборудования. Правилами Регистра в соответствии с рекомендациями МЭК и требованиями стандартов предусмотрены буквенно-цифровые обозначения возможных степеней защиты электрооборудования. Каждое такое обозначение состоит из латинских букв IP (начальные буквы английских слов InternationalProtection) и двух цифр. Первая цифра (от 0 до 6) указывает степень защиты электрооборудования от попадания внутрь посторонних твер­дых тел и защиты персонала от контакта с токоведущими и вращающимися частями (табл. 1.3).Таблица 1.3.

Степень защиты электрооборудования, определяемая первой цифрой обозначения

Вторая цифра (от 0 до 8) характеризует степень защиты электрооборудования от попадания внутрь воды (табл. 1.4).

Таблица 1.4.

Степень защиты электрооборудования, определяемая второй цифрой обозначения

При расположении СЭО в сухих помещениях степень защиты должна быть не ниже IP20 (жилые, общественные и служебные помещения), IP22 (рулевые, штурманские, радиорубки и т. п.), IP30 (каюты, салоны и т. п.) и IP 10 (сухие специальные элек­трические помещения).

В помещениях с повышенной влажностью и влажных уста­навливается СЭО со степенью защиты не ниже IP23, кроме умывальных, туалетных, камбузов и т. п. помещений, в которых степень защиты СЭО должна быть не ниже IP44. В особо сы­рых помещениях степень защиты СЭО должна быть не ниже IP55, а в особо сырых, заливаемых водой, - IP56. В затопляе­мых и опасных помещениях устанавливается СЭО с самой вы­сокой степенью защиты - IP68.

Во взрывоопасных помещениях третьей категории допуска­ется установка СЭО со степенью защиты не ниже IP65, а в слу­чае, когда появление пожароопасной пылеволокнистой смеси может возникнуть временно, - IP55.

В помещениях второй категории взрывоопасности допуска­ется устанавливать светильники, устройства сигнализации об­наружения пожара, приборы контроля, управления и связи, электроприводы вентиляторов во взрывозащищенном исполне­нии. В помещениях первой категории взрывоопасности не допус­кается установка электрооборудования за исключением датчи­ков уровня и температуры, вибраторов эхолотов и устройств сигнализации обнаружения пожара во взрывозащищенном ис­полнении.

Электрооборудование необходимо устанавливать таким об­разом, чтобы был удобный доступ к органам управления и ко всем частям, требующим ТО. При установке СЭО и ЭСА в мес­тах, где вибрации и удары более сильные, чем приведенные выше, нормальная работа СЭО и ЭСА должна обеспечиваться за, счет соответствующего конструктивного их исполнения или установкой на амортизаторе.

Защитное заземление должны иметь все металлические ча­сти СЭО и ЭСА, не находящиеся под напряжением, соприкос­новение с которыми в эксплуатационных условиях возможно (кроме СЭО, питаемого напряжением безопасной величины, имеющего двойную или усиленную изоляцию; изолированных металлических частей СЭО; крепежных элементов кабелей; одиночного приемника с напряжением до 250 В, питающегося от изолирующего трансформатора).

Стационарное СЭО должно быть заземлено неотключаемым заземлением с помощью наружных заземляющих проводников или жилы заземления в питающем кабеле (следует применять медные проводники или из другого коррозионно-стойкого мате­риала, сопротивление их не должно превышать сопротивление требуемого медного проводника). Заземление передвижных при­емников нужно выполнять через заземленное гнездо штепсель­ной розетки или другое заземленное контактное устройство и медную заземляющую жилу питающего кабеля. Вторичные об­мотки всех измерительных трансформаторов тока и напряже­ния также должны быть заземлены.

К каждому конкретному виду электрооборудования судов, в. том числе к судовым средствам автоматизации, Правилами Ре­гистра, кроме указанных выше общих требований, предъявля­ются дополнительные требования.

Общие требования к техническому состоянию СЭО и ЭСА определены в Положении о технической эксплуатации морского флота. Техническое состояние СЭО и ЭСА должно обеспечивать потребность судна в электроэнергии и работу электрических ме­ханизмов и устройств при всех режимах работы судна. В связи с этим запрещается выпускать в плавание суда при неисправно­сти следующих машин и оборудования: