Расчёт и выбор кабелей
К кабелям и проводам, применяемым на судах, предъявляются повышенные требования по сравнению с кабельной продукцией общего назначения. Они должны обладать следующими качествами: высокой электрической и механической прочностью водостойкостью, надежностью в работе при вибрациях и сотрясениях, теплостойкостью(наибольшая допустимая температура для изоляции жилы устанавливаемого кабеля или провода должна быть не менее чем на 10º С выше предусматриваемой температуры окружающей среды), негорючестью, минимальной массой, а также не создавать радиопомех.
Все, эти требования обусловлены необходимостью обеспечить надежное, бесперебойное снабжение судовых потребителей электроэнергией.
Кабели и провода для судов выпускают только с медными жилами. Применять на судах кабели с алюминиевыми жилами запрещено.
В цепях ответственных потребителей должны применяться кабели и провода с многопроволочными жилами, с площадью сечения каждой жилы не менее 1 мм².
Для цепей сигнализации электрических приводов, а также для цепей внутренней сигнализации и связи должны применяться кабели и провода с площадью сечения не менее 0,75 мм². Для переносного электрического, оборудования допускается использовать гибкие кабели и шнуры площадью сечения не менее 0,75 мм².
Резиновая изоляция кабелей и проводов должна быть пригодной для продолжительной работы при температуре не менее 65ºС. При выборе типа кабеля или провода для различных помещений судна необходимо учитывать свойства окружающей среды, условия прокладки и эксплуатации. В грузовых трюмах, сырых и пожароопасных помещениях, а также в тех взрывоопасных помещениях, где прокладка кабеля допущена при условии выполнения особых требований, следует применять кабель с резиновой изоляцией в оболочке из негорючей маслостойкой резины, или кабель, с пластмассовой изоляцией и металлической оболочкой. Для прокладки на открытых палубах нужно использовать кабель в резиновой негорючей маслостойкой оболочке, экранированный. Во всех помещениях, где температура может превысить 65ºС, необходимо применять кабель с, изоляцией из теплостойкой резины или лакоткани либо с пластмассовой изоляцией. Бронированные кабели прокладывают в тех местах, где возможны механические повреждения обычных кабелей и нельзя установить металлический кожух для их защиты от повреждений.
При прохождении электрического тока по кабелям и проводам в
них выделяется теплота и возникает падение напряжения.
Расчет кабелей и проводов судовых сетей, в конечном счете сводится к определению площади сечения токопроводящей жилы. Она должна быть такой, чтобы при прохождении номинального тока потребителей по токопроводящим жилам не возникало, нагрева; опасного для сохранности их изоляции и в пожарном отношении, а падение напряжения не превышало бы допустимого значения.
В практике расчетов площади сечения кабелей и проводов пользуются готовыми таблицами допустимых норм нагрузок. Для судовых кабелей и проводов такие таблицы даны в Правилах Речного Регистра РСФСР. Для каждой площади сечения токопроводящих жил определенной марки кабелей указана допустимая сила тока при продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы. Расчет сводится к выбору кабеля из таблиц по допустимой токовой нагрузке.
1. Определяют нагрузку кабеля или провода по мощности потребителей, которых он питает с соблюдением следующих условий:
а) для открытой одиночной прокладки и в, один ряд нагрузка равна
расчетному току цепи;
б) для открытой прокладки в два ряда или в пучке нагрузку находят по формуле
I = К · Iр.ц,
где Iр.ц,- расчетный ток цепи, для которой выбирается кабель
К - коэффициент снижения нагрузки, принимаемый по таблице зависимости от продолжительности работы кабеля в течении суток
в) при прокладке кабеля в металлических трубах или желобах длиной 2 м и более токовую вычисленную нагрузку умножают на коэффициент 1,25;
г) при прокладке кабелей в трассе из двух или в пучке с последующим
вводом в желоб или трубу допустимую нагрузку определяют по наибольшему расчетному току, полученному для этих видов прокладки.
2. В зависимости от ожидаемой температуры окружающей среды нагрузку корректируют делением ее на поправочный коэффициент, который выбирают по таблице
3. Выбирают марку кабеля и определяют режим его работы.
4. По значению рассчитанной нагрузки в таблице для данной марки кабеля, и соответствующего режима работы, находят большее ближайшее значение допустимого тока к расчетному.
Iрасч=Рном · Кз · 10³ / (√3Uном · ηном · cosφ)
1)Топливные и масляные насосы Ip=68A
2)Водотушение и пенотушение Ip=42A
3)Насосы забортной и питьевой воды Ip=47A
4)Система вентиляции Ip=5A
5)Буксировочная лебедка Ip=87A
6)Кампус Ip=42A
7)Освещение и сигнализация Ip=35.8A
8)Рулевая машина Ip=8.9A
9)Брашпиль Ip=40A
10)Приборы управлением судном Ip=32/8A
5. По этому значению допустимого тока выбирают площадь сечения токопроводящей жилы кабеля или провода.
Площадь сечения кабеля для питания щитов освещения и силовых распределительных щитов определяют по суммарной возможной наибольшей нагрузке потребителей с учетом коэффициента одновременности их работы: I = Ко · Iр.
где Ко - коэффициент одновременности
Iр. - суммарной наибольший возможный ток потребителя
Расчетные значения потерь напряжения в кабелях и проводах судовой сети сравнивают с максимально допустимыми потерями напряжения, которые установлены Речным Регистром РСФСР.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации сети они не должны
превышать:
на кабеле, соединяющем генератор с главным распределительным щитом или с аварийным распределительным шитом 1 %;
силовая сеть и нагревательные приборы - 7%
сеть освещения 110в и выше – 5%
сеть освещения 35в и ниже – 10%
телефонная сеть – 5%
Потери напряжения в сети переменного трёхфазного тока рассчитывается по формуле:
100 · √3 ∙ I ∙ l · cosφ
∆U = —————————
γ ∙ U ∙ S
где γ – удельная проводимость меди при температуре нагрева проводов до 65ºС принимаем равной 57 м/ом·мм²:
Uб
Проверяем кабель на потерю напряжения соединяющий ГРЩ с электродвигателем брашпиля:Uб=6,7<7%
Проверяем кабель на потерю напряжения соединяющий ГРЩ с генератором:Uг=0,094<1%
Потеря напряжения в кабелях не превышает допустимых
потерь напряжения, которые установлены Речным Регистром РСФСР.
Значит, кабель можно применять к установке.