1.2.2 Электроснабжение береговых промышленных сооружений

Для подачи питания к технологическому оборудованию, а также для подключения с берега к судовым электросетям используются электроколонки следующих типов и исполнений, специально разработанные для водного транспорта:

колонки на две группы коммутационных аппаратов до 500 В, 2х(200-400) А, стационарные, для наземной и подземной установки; предназначены для подключения портальных кранов и другого мощного оборудования; типы ЭПУ-2-350, ЭППУ-2-600, ПЭК-2;

колонки «прикордонные» с одной группой коммутационной аппаратуры на 500 В, 100 А; исполнение – подземное; назначение: подключение устройств трюмной механизации и освещения, для подачи электроэнергии с берега в судовые электросети; типы ЭПС-250 и ЭПС-400 на токи 250 и 400 А, соответственно;

- питательная электрическая колонка крановая;

- то же, прикордонная;

- специальная колонка с рубильником;

РП – резервная перемычка; Р – рубильник; Н - накладка

Рисунок 1.18 – Схемы электрических сетей низкого напряжения в портах

передвижные посты, подключаемые к колонкам при их недостаточном количестве, рассчитанные на подключение потребителей до 150 кВт 380 / 220 В; тип ПП-3-100.

Кроме электроколонок в тыловой зоне используются навесные пункты подключения в виде широко распространённых распределительных шкафов (например, СПУ – силовой пункт уплотнённый) или коммутационных пунктов с рубильниками и предохранителями (типов ЯРВ, ЯВЗ и другими). Навесные пункты устанавливаются на складских, продовольственных и других зданиях, расположенных за крановыми путями.

На рисунке 1.19 изображён план расположения электроколонки на причале порта.

Рисунок 1.19 – Расположение электрических колонок на причале: 1 – ряд колонок, расположенных на кордоне; 2 – ряд колонок, расположенных за тыловым подкрановым рельсом; 3 – навесной пункт подключения; 4 – передвижной пост; 5 – подкрановые пути; 6 – железнодорожные пути; 7 – портальный кран; 8 – трансформаторная подстанция; 1П – «Прикордонная» колонка (в случае установки крановых колонок во втором ряду)

На рисунке 1.20 изображены электрическая схема и чертёж общего вида электроколонки типа ЭППУ-2. Они устанавливаются в утопленном (не более 350 мм над уровнем территории) и выступающем (превышение над уровнем территории до 800 мм) исполнениях. Предпочтение обычно отдается надземному исполнению электроколонки, если нет помехи работе технологического оборудования порта.

Электроснабжение судов в портах обычно осуществлялось при переменном токе через разделительные (реже - через понизительные) трансформаторы, поскольку портовые низковольтные электросети имеют глухо заземлённую нейтраль. Учитывая неудобство установки и эксплуатации на причале разделительных трансформаторов, а также то обстоятельство, что в отношении безопасности система с изолированной нейтралью (как на судах) не имеет особых преимуществ перед системой с глухо заземлённой нейтралью (как на берегу), был рассмотрен вопрос о необязательной установке разделительных трансформаторов с коэффициентом трансформации 1:1. Инструкция Регистра по судостроению в своё время подтвердила возможность питания судов непосредственно от береговой сети с заземлённой нейтралью без применения разделительных трансформаторов с присоединением нулевого провода береговой сети к корпусу судна. При этом предусматривается блокировка, исключающая одновременное присоединение к судовой электросети береговых и судовых источников питания.

Для подключения судов к береговой сети разработаны «прикордонные» электроколонки типа ЭПС-250 и ЭПС-400 на 250 и 400 А, соответственно, (ГОСТ 17068). На судах для приёма электроэнергии имеются щиты питания с берега со шланговым кабелем для присоединения к электроколонке.

Необходимо отметить, что подключение к береговым электросетям судов, перевозящих нефтепродукты и взрывоопасные грузы, запрещается.

На рисунке 1.21 представлена электросхема и чертёж общего вида электроколонки ЭПС-250.

Рисунок 1.22 даёт представление о внешнем виде подземной электроколонки подключения в низковольтных электросетях.

Рисунок 1.20 – Электроколонка типа ЭППУ-2-350/600 на 350 и 600 А, 500В: а) электрическая схема; б) продольный разрез; 1 – разъединитель ножевого типа; 2 – поворотный пост (главный); 3 – каркас электроколонки; 4 – патрон предохранителя; 5 – крышка главного поста; 6 – средняя крышка; 7 – ось вращения крышки и поворотного поста; 8 – трансформатор 220/12 В; 9 – транзитные шины; 10 – транзитный кабель; 11 – каркас приямка

Выполнение сетей низкого напряжения на предприятиях водного транспорта производится в основном с помощью кабелей и шинопроводов.

Встречается выполнение сетей с помощью троллеев. Но этот вариант не нашёл широкого применения из-за его сложности и повышенной опасности для работников, поэтому здесь он не рассматривается.

Кабельные линии прокладываются в земных траншеях, в кабельных каналах или под водой.

При укладке в трубах используют преимущественно трубы из асбоцементных материалов, что целесообразно, так как в низковольтных сетях специальная защита от коррозии и блуждающих токов применяется только в случаях крайней необходимости.

Для прокладки линий используется четырёхжильный кабель марки АСБ-1 с алюминиевыми жилами, свинцовой оболочкой и стальной ленточной бронёй. Четвёртая жила используется как нулевой или заземляющий провод. Прокладки отдельно нулевого провода не допускаются.

На железобетонных эстакадах прокладка кабеля осуществляется под плитами в стальных трубах и в специальных каналах, образованных строительными конструкциями как единое целое (рисунок 1.23).

Кабели в каналах подвешиваются на вертикальных стойках, так как исключить скопление воды на дне каналов практически невозможно.

Дно каналов выполняется с уклоном (0,1–0,3) % в сторону водоотводящих труб. Они имеют диаметр (80–100) мм и расположены с шагом (20–30) м. Если есть вероятность попадания воды снизу через водоотводящие трубы, то вместо них устанавливаются водосборники примерно с тем же шагом.

Рисунок 1.21 – Электроколонка типа ЭПС-250: а) электрическая схема; б) продольный разрез; В1 – разъединитель; В2 – перемыкатель; В3, В4, В5 – автоматические выключатели; ВК – выключатель конечный; Л1, Л2 – лампы 12 В; Тр – трансформатор 380/12 В; ТрТ – трансформатор тока; 1 – корпус; 2 – предохранители; 3 – трансформаторы тока; 4 – заглушка; 5 – ключ съемный; 6 – кабельный зажим; 7 – крышка; 8 – перемыкатель; 9 – разъединитель; 10 – шина

При подводной прокладке применяются кабели в свинцовой оболочке и проволочной броне, которая хорошо противостоит растягивающим усилиям при монтаже и эксплуатации. В случае малой вероятности повреждения могут применяться кабели с ленточной бронёй.

Рисунок 2.22 – Общий вид надземной электроколонки: 1 – рукоятка рубильника; 2 – крышка «кармана» для подключения вилки штепсельного соединения; 3 – отверстие для ввода кабеля; 4 – розетки пониженного напряжения для переносного освещения; 5 – телефонная розетка; 6 – болт заземления

Рисунок 1.23 – Поперечный разрез причала эстакадного типа: 1 – электроколонка прикордонная; 2 – подкрановые пути; 3 – полоса заземления; 4 – железнодорожные пути; 5 – портальный кран; 6 – электроколонка крановая; 7 – стальная труба; 8 – смотровой колодец (канал с кабелями или шинами); 9 – подвеска для трубы

Подводные кабели заглубляются в грунт на 0,8 м и более на прибрежных и мелководных участках, на 0,5 м в пределах глубоководных участков и на 1 м в зонах судоходных каналов и дноуглубительных работ. В исключительных случаях в пределах акватории порта, при илистом дне и отсутствии землечерпальных работ кабель может быть проложен без заглубления.

В подводных кабелях муфты нежелательны и допускаются обязательно в специальном герметичном исполнении только как крайняя мера. В местах выхода кабеля на берег он должен быть закреплён и предусматривается его запас по длине до 30 м, а в речных переходах – до (10–15) м. При необходимости выход кабеля на берег может быть заключён в стальную трубу и укреплён от размыва берега путём замощения. Места устройства подземных кабельных переходов обозначаются сигнальными знаками.

В случаях, когда нагрузка достигает нескольких сотен ампер (до 1000 А и выше), требуется прокладка нескольких параллельных групп кабелей. При их числе (3–4) и более применение кабеля становится экономически не выгодным из-за большого расхода кабельного материала, множества концевых разделок и т.д. В этом случае применяется прокладка в кабельных каналах алюминиевых шинопроводов без изоляции, имеющих размеры шин минимум 2 х (10х8) мм². Шинопровод с такими размерами при одинаковой пропускной способности с кабельной линией, дешевле её в (1,5–2) раза. Шинопроводы из меди не применяются из-за дороговизны.

В каналах шины монтируются на несущих конструкциях из уголковой стали с изоляторами (рисунок 1.24). Эти конструкции располагаются на расстоянии 1,5 м; расстояния между осями шин – (120–150) мм.

Изображённый на рисунке канал называется непроходным и часто с ним возникают трудности при вскрытии закрывающих плит (на рисунке плиты удалены). Поэтому в отдельных случаях каналы выполняются по так называемому полупроходному варианту шириной до 1100 мм и глубиной до 1500 мм (рисунок 1.25) нормативная длина таких каналов по ПУЭ до 100 м, но опыт подтверждает возможность увеличения их длины для портовых причалов.

Рисунок 1.24 – Расположение шин в канале: 1 – кронштейн стационарный; 2 – кронштейн съёмный; 3 – изолятор; 4 – шинодержатель; 5 – фазная шина; 6 – нулевая (заземляющая) шина

Каналы оборудуются водоотводными трубами или водосборниками, вентиляцией, освещением и сигнализацией отсутствия потребления на шинопроводе. Для устройства сигнализации (рисунок 1.26) применяются три реле минимального напряжения (2) с нормально закрытыми контактами (4). При отсутствии напряжения загораются сигнальные лампы (5).

Для создания видимого разрыва при шинной магистрали в канале рекомендуется установка вводного рубильника.

Рисунок 1.25 – Вариант полупроходного канала с шинопроводом (в тылу причала): 1 – надземная электроколонка; 2 – труба с кабелем; 3 – конструкция с изоляторами для крепления шин; 4 – входной люк; 5 – светильник; 6 – кабели освещения и сигнализации; 7 – понизительный трансформатор; 8 – полоса заземления

Рисунок 1.26 – Сигнализация отсутствия напряжения на шинах: а) схема включения реле напряжения; б) включение сигнальных ламп; 1 – фазы и нуль шинопровода; 2 – реле минимального напряжения; 3 – понизительный трансформатор; 4 – размыкающие контакты реле напряжения; 5 – сигнальные лампы

Выбор сечения кабелей и шинопроводов проводится в соответствии с ПУЭ и выполняется проверка их термической и динамической стойкости, а также падения напряжения методами, изложенными в главе 4.