第十三章船舶电网.doc

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1、第十三章 船舶电网船舶电网：把全船的电缆和电线构成的整个传输线路称之。13-1 船舶电网的线制和分类一次网络：发电机主配电板负载为一次电络二次网络：控制线路为二次网络一、船舶电网的分类根据供电电源不同可分：1、 主电网：由主配电板供电的那部分电网称为主电网。包括动力网和照明网动力网：向全船动力负载及大功率电设备等供电照明网：由照明变压器经主配电板中照明负载屏向全船正常照明包括航行灯，小功率电机等供电。2、 应急电网：由应急配电板向船上需应急供电的负载供电的网络。3、 小应急电网：由蓄电池提供给临时应急照明的电网。4、 弱电电网：向全船无线通信设备，各种助航设备，船内通信设备（如电话、广播等）以

2、及信号、报警系统供电的网络。二、船舶电网的结构方式船舶电源、配电板与负载之间电缆的联结方式称为船舶电网的结线方式。1、发射式 2、树杆式 3、环状式 1）状式 图13-1-1（a）特点：电缆的总长度较小，主配电板主开关少。缺点：当馈线发生故障时，由该线馈电区域就停电，可靠性差。2）环形式： 图13-1-1(b)主馈电线为一环形的闭合回路，负载电缆分别从主馈电线路上的分线盒引出，这种称为环状结线方式 。特点：可靠性高；电压损失和功率损耗较小；维修保养较复杂；造价较高一般客船、军舰等采用之。2、主要负载的供电方式（1） 由主配电板直接供电；（2） 由双路供电；（3） 采用自动卸载装置；（4） 采用

3、分段汇流排供电。3、主电网与应急电网的连接方式采用中间联络线和联络开关采用互锁方式，当主配电板失电，联络开关自动失压跳闸，由应急发电机供电。当主配电板有电时，应急发电机的开关自动跳闸，而联络开关自动合闸，应急配电板由主配电板供电。三、船舶电网的线制1、三相三线绝缘系统由于中性点与地绝缘，当系统发生单相接地时，不会影响三相电压之间的对称关系，系统仍可短时工作。特点：绝缘性能相对较好；安全可靠。但发生一相接地之后，其它相对地电压升高为线电线。2、中性点接地的三相四线系统特点：照明和动力直接由发电机供电，不需变压器，当发生单相接地，就发生单相短路，保护装置动作，可见，单相接地故障易找，但照明系统单相

4、接地故障多，易造成停电，所以，供电可靠性低，安全性差。3、中性接地三相三线系统它以船体为中性线。特点：较四线系统节省电缆；容易发生触电和短路故障，一般不采用。13-2 船舶电缆一、船用电缆的构造和性能由导线芯线，电气绝缘层和防护套等组成。1、芯线：一般不少于7根直径为0.262.47mm的圆形软铜丝绞合而成。单芯、双芯、三芯、多芯2、电气绝缘用于芯之间，芯与外界之间绝缘3、防护套电气绝缘层之外有一层防护套作用：保护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机械损伤，有的还具有防燃性能。4、铠装层作用：增强电缆的抗机械损伤能力或起电屏蔽的作用材料：镀锡铜丝编织，镀锌钢丝编织，尼龙编织及金属软管二、船用电缆版

5、号的选择电缆的牌号应根据其用途，敷设环境，敷设方式等来选择电缆芯线载面积的选择：按载流大小和用电设备的工作制等来确定。一般选电缆的最大允许载流量不小于该线路可能出现的最大电流。注意事项：1、 发电机配电板，按发电机额定电流来选。2、 电动机馈线，按电动机额定电流来选。3、 分配电板，应计入同时系统，负载系统和一定余量。4、 起货机分配电板馈线，应按满载电流乘以负载系数。5、 直流发电机均压线不应小于主电路电缆截面的50%。6、 三相四线制中性线的截面与相线相同。7、 交流电电缆应避免采用单心电缆，非用不可，应选用其非磁性材料套蔽护套，并采取防止涡流损耗，发热的有效措施。三、电缆敷设1、 避免敷

6、设在容易受机械损伤、油水侵蚀、高温、易燃、易爆或腐蚀气体的场合。2、 还应直接敷设在船体壳板上。3、 电缆穿过舱壁、甲板，不应影响其防护性能和强度。4、 应尽量远离磁罗经等设备。5、 敷设在便于检修地方。6、 主馈线、应急馈线和备用馈线之间尽量远离一些。7、 为了防止对无线电设备的干扰，凡露天和非金属上层建筑内的电缆，进无线电室、无线电助航设备仪器系统的，应采用屏蔽措施，屏蔽套应可靠接地。13-3 船舶电网的保护电网保护：短路、过载、单相接地、绝缘低、接岸电的相序及断相保护一、 船舶电网短路保护处理原则：避免造成不必要的停电，这样就应满足选择性。选择性：为保证与没有故障电网连接的设备能继续正常

7、工作，当短路故障发生时，仅允许切除有故障的电路，除非短路保护装置失灵，否则其前一级保护装置不应抢先动作，即保护范围内应动作，不是的应拒绝动作。1、 方法：（1）按时间原则：以各级保护装置的动作时间整定值的不同来选择性，整定的原则是各级开关或保护装置朝发电机的方向级增大。（2）按照电源原则：以各级电流的整定值的不同来选择性，动作电流的整定值也应保证负载向发电机的方向逐渐递增。2、保护装置自动空气开关的过流脱扣器和熔断器过流脱扣器：整定的动作比较准确熔断器：具有反时限特性，兼有时间原则和电流原则，一般用于电网的未级的短路保护船舶电网短路保护一般与用电设备短路保护共用一套，装在配电板的出线端。3、短

8、路保护的设置为了满足短路保护的速动性汇流排电动机之间保护级数不宜超过4级，照明电路保护级数不宜超过5级。二、 过载保护船舶电网多为单侧电源，采用发射式配电，所以，导线一般都按用电设备，发电机的额定电流来选择。所以，电网过载保护都与用电设备共用一套，装在出线端。三、 单相接地及电网绝缘监置1、单相接地三相三线制绝缘系统，发生单相接地，不会使三相电压对称性发生变化，三相用电设备仍然能正常工作，但属于异常供电，因为，对地电压升高为线电压，触电危险性增大，应及时排除接地点。通常采用地气灯方法来监视。2、绝缘监测船舶电网绝缘不小于2M图13-3-2 采用一般测电阻原理船电整流电网测量机构第十四章 船舶照

9、明系统14-1 照明的基本概念一、光与视觉1、 光对人眼的三大功能：识物形识物颜色识物亮度2、 看清物条件：物亮度与背景亮度对比物体的颜色和色对比及光颜色物体的大小和视距远近观察时间的长短等。用视力表明识别细小物体的程度，视力随亮度而显著的变化，但过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼晴的为舒适感，并使视力下降，这种现象称眩光。先是一种电磁辐射能，在空间以电磁波的形式传播，波长为780380mm之间的电磁辐射为可见光，能使人的眼晴产生视觉。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、七色，混合在一起为白光。（一）人对不同颜色视觉灵敏度不一样黄、绿、最灵感 红、紫最低（二）常用照明物理量和参数1、光通量辐射能：

10、以电磁波或光子式子发射，传播或接收的能量。辐射功率：单位时间的辐射能量叫做辐射通量或辐射功率光通量：光源在单位时间内向周围空间辐射的，能使人产生光感觉的能量，单位为流明（Lm）白炽灯：200V3000流明（lm）2、发光强度发光强度简称光强：光源在某一特定方向上单位主体角内辐射的光通量，单位坎德拉(cd)3、 照度（E）照度：受光照表面单位面积上入射的光通量，称之单位：勒克斯（lx）（lx）F总光通量(lm)；A受照面积（m2）在同一光源，被照面越远，照度越小，入射角越大照度越小。一般以0.8m高度的水平面的照度舱室照度要求，见表14-1-14、 亮度物理的照度是入射到物体表面光通量的量度，而

11、物体的亮度则是从物理表面射入人眼的光通量，这与眼晴看到的物体面积和物体在眼晴观察方向上的光强有关，因此，亮度的定义：单位投影面积上的光强，单位：坎/平方米（cd/m2）5、 显色性同一颜色的物体在不同的光源照射下会显示出不同颜色，光源显现被照物体颜色的性能，称为显色性。显色指数：物体在某光源照射下显出的颜色与白光照射下的颜色相符合的程度，称为该光源显色指数。6、 闪烁效应U、I发光闪烁当被照物体转动的频率与灯光闪烁的频率成整数倍数时，就看不出物体在转动。7、 发光频率 白炽灯比日光灯低8、 电光源寿命在测试一批光源中，当有50%的光源已失效不亮时的点燃时数，称为平均寿命。当其光通量降低到初始值

12、的70%时的点燃时数，称为有效寿命。14-2 船舶照明电光源按光源分：1、热辐射光源：白灯、卤钨灯2、 气体放电光源：日光灯、高压汞灯、钠灯、金属卤化物灯等。一、热辐射电光源用电能将灯丝加热到白炽程度而产生热辐射光。1、 白炽灯寿命和光通量受电压波动影响较大2、 卤钨灯二、气体放电灯1、 气体放电灯的发光原理气体放电灯都是利用强电场加速自由电子，使自由电子能以很大的动能撞击气体或金属蒸气的原子，产生雪崩式的电离并使温度升高，在高温下金属蒸气原子又产生热电离，从而形成自持放电过程。电离的原子吸收能量跃迁到一个不稳定的激发态，但很快就自发的以辐射光子的形式释放能量，返回到基态，处于不同激发态的原子

13、，辐射出不同频率的光，有可见光和不可见光，不可见光（例如紫外线），也可用来激发光物质发出可见光。当形成自持放电后，电流将急剧增大，为维持一定电流下的稳定持续放电，需要降低放电电压和限制放电电流。所以，气体放电灯一般都要有能产生较高的点燃电压和限制放电电流的装置，如镇流器和触发器。1、荧光灯（日光灯）图14-2-2 镇流器：限流、起辉电压启辉器：预热断开，起辉后，管压小启动器热小，不会断开。2、 高压汞灯图14-2-3结构：内外管内管：耐高温的石英玻璃，有二个自热式主电极和一个串限流电阻的辅助电极，管内充有适量的汞和氩气，工作时在很高的管壁温度下，汞蒸气压力较高（26个大气压），故称为高压汞灯。

14、外管：硬质玻璃泡，内壁涂有荧光物质工作原理；接通电源后首先引起辅助电极与较近的主电极放电，产生电子和离子，并很快过渡两主极之间放电，发出白色辉光，随着放电的加热作用和汞蒸气压力的升高，使汞蒸气逐渐成为放电的主要因素，逐渐发出明亮的蓝绿色光，并由紫外线激发荧光物质发出红色的补充光色，以改改善发光颜色。从起动到稳定工作需48分钟（min）特点：光效高，成本低，寿命长，耐震和不受户外恶劣气候条件影响；受电压影响大，低于5%UN自行熄灭，不能频繁开关；需要起辉过程3、 高压钠灯、结构与汞灯相似，没有辅助极，因为钠更易于激发，但需更高电压（20002500V）图14-2-4、工作原理：内起动式高压钠灯接入电源外泡内部有一冷接触式双金属片膨胀开关，冷起动时电流通过开关及其加热线圈，在金属片膨胀断开瞬时，镇流器产生高压脉冲使内管放电此后因管内高温使双金属片保持断开状态。也有采用电子式脉冲触发的高压灯。特点：光效高，紫外线辐射小，透雾性好，光通维持性好，耐震及可在-40100下的工作。