1、第六章 船舶電網(wǎng)和船用電纜1第1頁，共73頁。第一節(jié) 概述船用電力網(wǎng)是由船用電纜、導(dǎo)線和配電裝置以一定的連接方式組成的整體，所指的是全船電力電纜電線的總稱。當船上用電設(shè)備較多時，負載不可由主配電盤直接供電，而是將電能從主配電盤經(jīng)由分配電盤在分送到負載，傳送電力的設(shè)備或系統(tǒng)稱為電力網(wǎng)。2第2頁，共73頁。船舶電力網(wǎng)的基本要求如下:(1)電網(wǎng)可靠性高、生命力強。即要求電網(wǎng)在發(fā)電機組和線路發(fā)生故障或局部破損時仍能保證在最大範圍內(nèi)對負載的連續(xù)供電，並限制故障的發(fā)展和將故障的影響限制在最小範圍內(nèi)。當電網(wǎng)出現(xiàn)嚴重故障時，應(yīng)能最大限度的保障重要設(shè)備的連續(xù)供電。(2)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)保証系統(tǒng)操作的靈活性。即電網(wǎng)運行

2、的機動性和維修保養(yǎng)的方便性，包括操作的機動性、運行方案多樣性、電源接口標準化、減少電器設(shè)備的型號規(guī)格、增加零部件的通用性。此外，電網(wǎng)還應(yīng)考慮船舶以後新增加用電設(shè)備的需求，在某些區(qū)域配電點設(shè)置一定數(shù)量的備用供電支路。3第3頁，共73頁。(3)提高電網(wǎng)建設(shè)和運行的技術(shù)經(jīng)濟指標。a.優(yōu)化電網(wǎng)連結(jié)方案，力求減少中間環(huán)節(jié)，節(jié)省配電設(shè)備，尋求最經(jīng)濟的電網(wǎng)方案。b.適當限制電纜的儲備截面，在滿足可靠性要求的前提下，合理的選用電器設(shè)備，降低電網(wǎng)建造成本。c.提高電網(wǎng)運行的自動化程度，減少管理人員，降低設(shè)備故障率，減少運行損失和維修工作量。d.合理調(diào)配負荷，保持電網(wǎng)高效率運行。e.提高功率因數(shù)，減少線路損失，提

3、高負荷設(shè)備的運行效率。(4)科學(xué)的設(shè)置電力網(wǎng)的保護。衡量船舶電網(wǎng)的優(yōu)劣，不僅要看它處於正常狀態(tài)下的運行情況，更重要的是在故障狀態(tài)下它的連續(xù)供電能力和供電範圍，以及有沒有切除故障、防止故障擴大的能力。4第4頁，共73頁。第二節(jié) 船舶電網(wǎng)一.船舶電網(wǎng)的分類1.按電壓等級劃分根據(jù)電壓等級的不同，電網(wǎng)路可分為動力電網(wǎng)、照明電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)。(1)動力電網(wǎng)動力電網(wǎng)系指全船動力用電設(shè)備及380V負載供電的電網(wǎng)。由於船上電力拖動的動力設(shè)備通常採用三相電動機，其額定電壓為交流380V，所連接的負載多是給機械提供動力的電動機設(shè)備，故此稱其為動力電網(wǎng)。5第5頁，共73頁。在動力電網(wǎng)上除接有大量的三相電動機負載外，還

4、接有600W以上的電熱裝置及功率大於1kW的探照燈等負載，動力電網(wǎng)的用電量約佔全船總用電量的70%左右。電能從主配電盤配送到用電設(shè)備之間可以有13級分配環(huán)節(jié)，但不宜超過三級。對於重要負載和容量較大的負載，應(yīng)由主配電盤直接供電；對一般性負載，可就近按負載性質(zhì)組成用電設(shè)備組，由主配電盤供電。6第6頁，共73頁。(2)照明電網(wǎng)照明電網(wǎng)係指給全船照明負載及220V單相小功率負載供電的電網(wǎng)。在220V電網(wǎng)上主要接有大量的照明燈具，因照明負載的額定電壓是220V，除了接有照明的燈具外，還接有600W以下的電熱器、小功率的單相電動機以及透過插座連結(jié)的其他單相220V電器，如電扇、冰箱、家用電器和機修設(shè)備等。

5、因為船舶配電系統(tǒng)的線制多採中性點不接地的三相絕緣系統(tǒng)，從380V電源中無法直接獲取220V電源，故須經(jīng)變壓器將380V變換成220V電源。7第7頁，共73頁。對照明類負載的配電，通常由主配電盤的交流220V照明負載屏將電能配送給各照明分配電箱，再由各照明分配電箱供電給各照明燈具。電能從照明變壓器副邊到用電負載之間可以有14級分配環(huán)節(jié)，但不宜超過四級。8第8頁，共73頁。(3)低壓電網(wǎng)低壓電網(wǎng)系指額定電壓在50V以下的電網(wǎng)。在船舶電力網(wǎng)中，低壓電網(wǎng)指船上的臨時應(yīng)急供配電網(wǎng)路。船舶低壓電網(wǎng)的電源一般由直流24V蓄電池提供。低壓電網(wǎng)一方面滿足公共場所、主機操縱臺、主配電盤前後、鍋爐儀表、應(yīng)急出入口處

6、、艇甲板等處最低照度的應(yīng)急照明；另一方面供給重要設(shè)施的控制系統(tǒng)、無線電和通信導(dǎo)航設(shè)備的應(yīng)急用電。9第9頁，共73頁。2.按電源性質(zhì)不同劃分根據(jù)電源性質(zhì)的不同，船舶電網(wǎng)還可分為主電網(wǎng)、應(yīng)急電網(wǎng)、小應(yīng)急電網(wǎng)、弱電電網(wǎng)和事故電網(wǎng)。(1)主電網(wǎng)主電網(wǎng)指由主發(fā)電機供電到各正常用電負載的網(wǎng)路。它是正常情況下船舶動力網(wǎng)和照明電網(wǎng)的總和，或者說是正常條件下從發(fā)電機出口到用電負載間的電能輸送網(wǎng)路。用電設(shè)備的電能可由主配電盤直接供電，也可由主配電盤經(jīng)分配電箱在供給用電設(shè)備。為了保證一些重要負載的供電可靠性，在主電網(wǎng)中對於重要的動力、照明及通信導(dǎo)航等設(shè)備必須由主配電盤直接供電。10第10頁，共73頁。由主配電盤直接

7、供電的負載設(shè)備有:舵機；錨機、起錨絞盤機；消防泵、總用泵、舵機泵；為推進裝置服務(wù)的電動輔機的分配電箱；油船貨油泵、起貨機；冷藏船的冷藏電動裝置；主照明變壓器；航行信號燈控制箱、探照燈、艙室照明分配電箱；無線電臺分配電箱、雷達、助航設(shè)備分配電箱；駕駛室集中控制板。11第11頁，共73頁。除上述的直接供電之外，還必須滿足對下列設(shè)備的供電。舵機和消防泵必須有兩路獨立電源供電線路。為提高可靠性其路徑應(yīng)盡量遠離(如兩路電纜分左右舷鋪設(shè))，當船舶設(shè)有應(yīng)急發(fā)電站時，其中一路由應(yīng)急配電盤供電。必須保證駕駛室集控盤供電的連續(xù)性。對於導(dǎo)航設(shè)備分配電箱、航行信號燈控制箱、工作燈和探照燈、室外照明分配電箱等，應(yīng)保證這

8、些設(shè)備的連續(xù)供電。當這些設(shè)備集中在駕駛室內(nèi)構(gòu)成集控盤時，可採集中供電，應(yīng)從主配電盤鋪設(shè)兩路單獨饋電線路對其供電。當設(shè)應(yīng)急電源時，其中一路可由主配電盤經(jīng)由應(yīng)急應(yīng)急配電盤供電。每路饋電線的額定電流應(yīng)滿足駕駛室控制盤內(nèi)所有電氣設(shè)備滿負載時的用電量，並能保證其中一路饋電線路發(fā)生故障時，另一路能通過自動或手動轉(zhuǎn)換，保證其不中斷供電。12第12頁，共73頁。(2)應(yīng)急電網(wǎng)應(yīng)由應(yīng)急發(fā)電機或應(yīng)急蓄電池供電的電網(wǎng)。在主電網(wǎng)失電情況下，應(yīng)急電網(wǎng)應(yīng)能向船舶最重要設(shè)備以及一些重要的控制設(shè)備進行供電。應(yīng)急電網(wǎng)應(yīng)具有相對的獨立性，在安裝和佈線上應(yīng)盡量與主電網(wǎng)分開，而且應(yīng)具有較高的安全可靠性，在特殊情況下，允許適當降低應(yīng)急

9、電網(wǎng)的運行指標。13第13頁，共73頁。應(yīng)急電網(wǎng)必須保證對下列負載供電。應(yīng)急動力負載。包括:a.操舵裝置的動力及控制設(shè)備；b.通信導(dǎo)航設(shè)備、應(yīng)急照明負載等的變流機組、應(yīng)急空壓機；c.主機電遙控裝置及電傳令鐘；d.電動消防泵。應(yīng)急照明負載。包括:a.主機操縱臺的上方、主配電盤及應(yīng)急配電盤的前後方；b.舵機艙、機艙集中控制處所及機艙集中監(jiān)視處所；c.廣播室、無線電室、海圖室及駕駛室、滅火控制室；d.機爐艙及其出入口處、應(yīng)急逃生出口處、通道、扶梯口、救生艇停放處；e.公共場所以及超過16人的客艙。各種信號燈及通信助航設(shè)備。包括:a.信號燈、磁羅經(jīng)；b.機械傳令鐘；c.滅火劑釋放預(yù)告信號裝置；d.緊急

10、集合警報裝置、火警系統(tǒng)。14第14頁，共73頁。(3)小應(yīng)急電網(wǎng)小應(yīng)急電網(wǎng)系指由應(yīng)急蓄電池供電的電網(wǎng)，通常是指由24V蓄電池供電的電網(wǎng)，或稱作臨時應(yīng)急電網(wǎng)。小應(yīng)急電網(wǎng)應(yīng)能在全船電網(wǎng)失效時自動供電，即當主電源失電時，小應(yīng)急電網(wǎng)應(yīng)立即自動投入向小應(yīng)急負載供電，直至應(yīng)急發(fā)電機組投入供電或主發(fā)電機恢復(fù)供電後，小應(yīng)急電網(wǎng)自動退出。15第15頁，共73頁。小應(yīng)急電網(wǎng)供電的負載或用電設(shè)備有:小應(yīng)急照明、擴音機；主機操縱臺、鍋爐儀錶及助航儀；失火警報和探火系統(tǒng)；機電設(shè)備故障檢測警報系統(tǒng)；船內(nèi)通信設(shè)備；操舵控制系統(tǒng)；失控信號燈。16第16頁，共73頁。(4)弱電電網(wǎng)弱電電網(wǎng)包括助航、通信、無線電設(shè)備中，各種不同

11、電壓、不同電流、不同頻率的電網(wǎng)?；蚴窍虼盁o線電收發(fā)報機、各種助航設(shè)備(如雷達、測向儀、定位儀、測深儀等)、船內(nèi)通信設(shè)備(如電話、廣播等)以及信號警報系統(tǒng)供電的網(wǎng)路。這類用電設(shè)備的特點是耗電量不大，但使用的電源與主電源的基本參數(shù)不同，對供電電源的電壓、頻率、穩(wěn)壓穩(wěn)頻的性能有特殊要求。因此，船上往往需要配置專門的交流機組或變頻器向這些弱電設(shè)備供電。17第17頁，共73頁。(5)事故電網(wǎng)對於護衛(wèi)艦等的軍用船舶還應(yīng)該配置事故電網(wǎng)，這是一種用一些固定鋪設(shè)的幹線以及可以移動的電纜和快速接頭聯(lián)合組成，可以在緊急狀態(tài)下臨時拉設(shè)的輔助性電網(wǎng)。事故電網(wǎng)自身通常不包括電源，平時它和主電網(wǎng)是分開的，只有在事故狀態(tài)下

12、，才透過專用的開關(guān)和插頭，接插至某些特定部位，組成新的緊急電源電路，使一些重要設(shè)備的供電得到保障。18第18頁，共73頁。通常裝設(shè)有事故供電接頭的設(shè)備和部位有:消防設(shè)備的配電盤；照明系統(tǒng)的變壓器；內(nèi)部通信設(shè)備的配電盤；電子設(shè)備的配電盤；船舶最重要的機械和武器裝置；通用區(qū)域配電盤(其所處的地位及負載具有特殊意義的)。19第19頁，共73頁。二.電網(wǎng)中配電盤設(shè)置原則一方面為了減少主配電盤上的開關(guān)設(shè)備和節(jié)省電纜，另一方面為了對用電設(shè)備能實現(xiàn)分區(qū)控制，從主配電盤引出的主幹電纜，除了必須由主配電盤直接供電的一部份比較重要的用電設(shè)備和大容量的設(shè)備外，其餘大量的用電設(shè)備均應(yīng)透過分配電盤(箱)進行供電。分配電

13、箱設(shè)置原則如下。(1)為便於控制管理，可為船上同一系統(tǒng)或同時投入工作的多個用電設(shè)備一個分配電箱。例如，同為主機燃油系統(tǒng)的燃油輸送泵、駁運泵、油水分離器等可由同一個分配電箱供電。類似的尚有滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、鍋爐設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)、起貨設(shè)備、防搖裝置、航行燈及助航設(shè)備等。20第20頁，共73頁。(2)安裝位置相似的各個用電設(shè)備往往可單獨設(shè)置一個分配電盤，尤其對於遠離主配電盤的非重要用電設(shè)備常按此原則考慮。例如，照明系統(tǒng)常按甲板來劃分設(shè)置照明分配電箱。但對走道(包括出入口、扶梯)、機艙、爐艙、舵機艙、客船上公共場所以及超過16人的客船等處的照明，應(yīng)至少有兩個獨立分路供電。當其中一路不能供電時，另一路仍

14、可保持上述處所必要的照明。機爐艙內(nèi)各路燈點應(yīng)交叉佈置。(3)每一分配電箱的供電點數(shù)不宜過多，以防止因該線路故障導(dǎo)致很多設(shè)備停電。如規(guī)定220V的照明分配電箱每一分路的燈具數(shù)(包括電扇、電鐵，及容量不大於100W的小型日用電器、插座等)應(yīng)不超過24個，110V的應(yīng)不超過14個，低於24V的應(yīng)不超過10個。21第21頁，共73頁。三.提高供電網(wǎng)路可靠性的途徑船舶電網(wǎng)的供電網(wǎng)路應(yīng)具有高度的可靠性。這裡所說的供電可靠性系指電網(wǎng)以下幾方面的能力:a.發(fā)電機組和線路發(fā)生局部故障時，電網(wǎng)繼續(xù)在最大範圍內(nèi)維持供電的能力；b.電網(wǎng)發(fā)生嚴重故障時，繼續(xù)保持對最重要設(shè)備不間斷供電的能力；c.將電力系統(tǒng)設(shè)備故障的影響

15、面縮小和限制在最小範圍的能力等。22第22頁，共73頁。為了提高電網(wǎng)的可靠性，電網(wǎng)設(shè)計往往在供電方面採取以下措施。(1)合理建構(gòu)可靠性較高的電網(wǎng)種類。電網(wǎng)類型不同其可靠性則不同，電網(wǎng)類型必需符合用電負荷的性質(zhì)、分布、相互關(guān)係、環(huán)境及外界條件等要求才能發(fā)揮出其優(yōu)勢，才能具有較高的可靠性。(2)重要負載由主配電盤直接供電。例如，舵機、錨機、消防泵、消防自動噴水系統(tǒng)、航行燈控制箱、電羅經(jīng)、蘇伊士運河探照燈、無線電臺及助航儀電源等均須由主配電盤直接供電，而不經(jīng)分配電箱供電，以保證對船舶航行最重要的設(shè)備的供電。23第23頁，共73頁。(3)特別重要的負載採用雙電源供電。這是一種雙重或多重供電措施，它保證

16、重要設(shè)備能夠從兩個或兩個以上完全獨立的電源得到電能，從而得到供電可靠性。在兩路電源的供電線路的鋪設(shè)路徑上應(yīng)盡量遠離，以提高供電線路的可靠性，通常船舶的電纜是分兩舷鋪設(shè)的，只有沿兩舷的電源線路才不易同時損壞。例如，舵機電動機和航行燈控制箱等應(yīng)由兩路供電，分別由主配電盤從左、右舷鋪設(shè)電纜供電或由主配電盤及應(yīng)急配電盤分別供電。24第24頁，共73頁。兩舷制的雙重供電被認為是船舶最常用、最基本的供電方式。重要設(shè)備由來自兩舷不同的電站供電，當正常供電電源中斷時，可立即轉(zhuǎn)換到另一舷“交替”供電的電源上去。圖是應(yīng)急供電轉(zhuǎn)換的示意圖。正常情況下自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（）至於主母線側(cè)，應(yīng)急母線由主發(fā)電機側(cè)供電。當主母線失

17、電時，應(yīng)急發(fā)電機自行啟動投入運行，應(yīng)急母線轉(zhuǎn)由應(yīng)急發(fā)電機供電。25第25頁，共73頁。(4)按用電設(shè)備的重要性施行分級供電。這就是區(qū)別對待的供電措施，其目的在於優(yōu)先保護重要設(shè)備的供電可靠性。當負荷高峰引起發(fā)電機過載時，將次要用電設(shè)備從電網(wǎng)上自動切除，及自動卸載，以使發(fā)電機恢復(fù)到正常運行狀態(tài)。圖2是分級供電的一種方式。通常選擇靠發(fā)電機電源最近的配電盤(如主配電盤)作為1級配電盤，向最重要的負荷供電，其餘依次編級。26第26頁，共73頁。27第27頁，共73頁。(5)採用母線分段供電方式。國際海上人命安全公約規(guī)定，超過3000kW的主配電盤應(yīng)採用分段母線(split bus)的結(jié)構(gòu)。這種方式透過主

18、配電盤可以實行分區(qū)供電，即在特殊情況下，船舶操作人員可以根據(jù)需要將電網(wǎng)分割成若干獨立供電分區(qū)，從而把故障限制在某個區(qū)域內(nèi)，使其他區(qū)域負載的供電不受影響。圖3是兩臺發(fā)電機組採用分段母線供電的方式。28第28頁，共73頁。29第29頁，共73頁。(6)電網(wǎng)鋪設(shè)和主幹電纜的保證措施。船舶電網(wǎng)包含這大量的電線和電纜，纜線是電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。電網(wǎng)除了選用符合船舶要求的電線、電纜外，還應(yīng)從電網(wǎng)的安裝佈置上採取相應(yīng)的措施。即在保證供電的條件下，儘可能減少隔艙供電纜線的根數(shù)和長度，同時將主幹電纜安裝鋪設(shè)在不易受到損害、相對安全可靠的位置處。必要時，還應(yīng)在電纜外部增加適當?shù)谋Ｗo。凡由不同電源引出的供電電源線路都應(yīng)

19、該彼此盡量遠離、分開鋪設(shè)，以免意外情況下同時受到損傷，以保持電源的相對獨立性。減少電纜根數(shù)和長度可採用區(qū)域配電盤的辦法，即在船舶上劃分若干供電區(qū)，找出每個區(qū)內(nèi)的負荷中心，然後在這個位置上設(shè)置分配電盤，向該區(qū)域的用電設(shè)備供電。30第30頁，共73頁。(7)設(shè)置事故供電系統(tǒng)，是軍用艦船應(yīng)該對電網(wǎng)受損的緊急情況下，臨時鋪設(shè)電纜項重要負載供電的極端措施。各國的軍艦大多配備這種設(shè)施。31第31頁，共73頁。第三節(jié) 船舶電網(wǎng)分析在電站設(shè)備確定的條件下，電網(wǎng)形式的選擇對保證供電的可靠性和存活率有決定性作用。因此，分析船舶電網(wǎng)的運行情況、探討電網(wǎng)形式，是船舶電力系統(tǒng)的一項重要內(nèi)容。電網(wǎng)的線路連結(jié)方式多種多樣，

20、但基本的接線方式類型有放射式、幹線式和環(huán)式三種基本結(jié)構(gòu)形式。依這三種基本形式可以組合成其他類型的接線方式，船舶電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式主要有五種:放射式(branch distribution)、幹線式(main route distribution)、環(huán)式(loop distribution)、混合式(route and branch distribution)、網(wǎng)狀式(network distribution)。下面分析這五種基本接線方式的結(jié)構(gòu)和特點。32第32頁，共73頁。一.放射式這種方式的所有用電設(shè)備及分配電箱均由主配電盤單獨引出饋線電纜供電，如圖4(a)所示。在具有兩個電站時常採用以棋盤型式的

21、順序給各個用電設(shè)備供電，如圖4(b)所示。放射式接線的線路之間互不影響，因此供電可靠性較高，而且便於設(shè)置自動裝置，保護裝置也較簡單。這種方式多用於設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的場所，配電盤向其所在艙室的負載供電常採用這種方式。純粹的放射式接線網(wǎng)路多用於用電設(shè)備較少的小型船舶。33第33頁，共73頁。34第34頁，共73頁。單純的放射式接線在一般情況下，往往由主配電盤引出的饋線電纜較多，其金屬消耗量較大，開關(guān)設(shè)備用的較多，從而使投資增加。由於這種方式的饋線電纜較多，任何一路用電負載發(fā)生較大的變動或故障都會對主配電盤產(chǎn)生很大的影響，而且在故障檢修時，與該線路相關(guān)連的所有用電設(shè)備都要停電。在大

22、型船舶或負載太多的船舶上，採用這種方式應(yīng)慎重，要想再提高放射式接線的可靠性，可在各母線之間鋪設(shè)聯(lián)絡(luò)線。要進一步提高其供電可靠性，還可採用來自兩個發(fā)電機電源的兩路進線，然後經(jīng)分段母線，由兩段母線在雙回路對用戶交叉供電，如圖4(b)所示。35第35頁，共73頁。二.幹線式由主配電盤引出幾根叫做幹線的電纜對分配電箱供電，用電設(shè)備在從分配電箱取得電源，如圖5所示。樹幹式接線與上述放射式接線相比，具有以下優(yōu)點:多數(shù)情況下，能減少線路的金屬消耗量，採用的開關(guān)數(shù)量少，投資較省，且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，可以大大減少船舶主幹電纜的數(shù)量，這對希望盡量減少穿過水密隔壁電纜數(shù)量的船舶是非常合適的。36第36頁，共73頁。但有

23、下列缺點:供電可靠性較低，當配電幹線發(fā)生故障或檢修時，接於幹線的所有分配電箱及用電設(shè)備都要停電，且在實現(xiàn)自動化方面適應(yīng)性較差，不易進行集中控制。目前，單純採用幹線式接線的船舶以很少見。要提高其供電可靠性，可採用雙幹線供電或兩端供電的接線方式。37第37頁，共73頁。三.混合式混合式接線是放射式和幹線式混合的接線方式。即一部份分配電箱或負載採用放射式接線，另一部分則採用幹線式接線或多級放射式接線。通常，前者是功率較大或較重要的負載，後者是較次要或功率較小的負載。如圖6和圖7所示。混合式接線的優(yōu)點是局部線路發(fā)生故障不致影響整個電力系統(tǒng)，只要合理配置，可以保證重要設(shè)備有較高的供電可靠性，因此是目前船

24、舶上廣泛使用的一種接線型式。38第38頁，共73頁。39第39頁，共73頁。40第40頁，共73頁。四.環(huán)式這種接線方式是將主配電盤和負載的分配電盤串接在一起形成一個環(huán)形，向用電設(shè)備供電。根據(jù)連接線形成的電網(wǎng)閉環(huán)的情況，環(huán)式接線方式可以分為全閉環(huán)、電源環(huán)和負載環(huán)數(shù)種。圖8表示的就是一個全閉環(huán)。電源環(huán)和負載環(huán)則是分別在電源和部分連接線上形成的局部環(huán)。在兩個電站的主配電盤之間加上兩根跨接線就可以形成一個電源環(huán)。41第41頁，共73頁。42第42頁，共73頁。環(huán)式接線的優(yōu)點是可以構(gòu)成較多電源到負載的通路，供電可靠性較高。任一段線路發(fā)生故障或檢修時，都不致造成供電中斷，或只能短時停電，一但切換電源的操

25、作完成，即能恢復(fù)供電。因此這種形式的使用較多。環(huán)式接線可使電能損耗和電壓損失減少，但是這種方式的保護裝置在管理和其整定配合上比較複雜，故要求有較高的技術(shù)水平。如果其保護的整定配合不當，容易發(fā)生誤動作，反而擴大故障造成的停電範圍。實際上，環(huán)式接線多採用”開口”方式運行。43第43頁，共73頁。五.網(wǎng)狀式圖9所示為在船舶發(fā)電機組和負載較多的情況下，由環(huán)形接線方式發(fā)展而成的一種接線型式。這種電網(wǎng)至少形成了兩個以上組合的全閉環(huán)，與環(huán)形接線方式並沒有本質(zhì)上的區(qū)別，只是把環(huán)形接線方式推向更高的層次，是環(huán)形接線方式發(fā)展的一個趨勢。44第44頁，共73頁。上述五種電網(wǎng)的基本接線型式，前兩種現(xiàn)在已較少單獨使用，

26、最後一種只出現(xiàn)在噸位很大的某些船舶上。目前，各國船舶上時實際應(yīng)用的主要是混合式接線方式和環(huán)式接線方式?；旌鲜胶铜h(huán)式接線這兩種電網(wǎng)形式究竟何種更為優(yōu)越，一直是船舶電力系統(tǒng)討論的焦點。在應(yīng)用中應(yīng)視情而定?；旌鲜浇泳€技術(shù)成熟、應(yīng)用基礎(chǔ)好、結(jié)構(gòu)簡單，在民用船舶中得到廣泛使用。各國船舶電網(wǎng)的類型也和它們陸上電力系統(tǒng)所採用的傳統(tǒng)接線形式有關(guān)。45第45頁，共73頁。一般來說，陸地電網(wǎng)傳統(tǒng)採用環(huán)形接線方式的國家，其船舶採用環(huán)形接線電網(wǎng)亦多。將閉環(huán)的特定點切斷，形成開環(huán)，電力系統(tǒng)運行需要時，在合上切斷部份形成閉環(huán)。這樣做可以簡化線路的管理和保護，並減少閉環(huán)的某些不良影響。從環(huán)式接線的基本接線方式可以看出，只要

27、留有適當?shù)脑６?，運行得當，可達到較高的供電可靠性，但必須解決線路保護、系統(tǒng)監(jiān)視、調(diào)整等一系列技術(shù)問題。46第46頁，共73頁。第四節(jié) 船用電纜及其選擇一.電纜的結(jié)構(gòu)和型號1.船舶電纜的結(jié)構(gòu)和性能電纜的結(jié)構(gòu)上主要由導(dǎo)電芯線，電氣絕緣層和防護套三部份組成。導(dǎo)線芯線用於傳導(dǎo)電流，多由不少於7根的圓形軟銅絲絞合而成(控制電纜允許單股形式)。絕緣層用於各導(dǎo)電芯線進行電氣絕緣，防止芯線間短路或接地。防護套層的作用是保護電纜免受油水、化學(xué)腐蝕。為了增強機械強度和抗干擾能力，在防護層可再外加一層鎧裝層。47第47頁，共73頁。電力電纜有單芯、雙芯、三芯和多芯等不同品種，圖10所示為三芯電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。船舶電

28、力系統(tǒng)中使用最多的是雙芯和三芯電纜。雙芯用於直流和單相交流線路，三芯用於三相交流線路，控制或通信用的電纜的芯數(shù)較多，多達數(shù)十芯。電纜芯線截面是指其中一根芯線的截面積，以平方毫米為單位。船用電力電纜的最小截面積為1mm2，大的可達300mm2以上，但截面大了不便於安裝，在實際中常用較細的電纜並聯(lián)予以代替。48第48頁，共73頁。49第49頁，共73頁。表1 系列代號絕緣種類船用電力電纜船用控制電纜船用通信電纜乙丙絕緣聚氯乙烯絕緣天然-丁苯絕緣交聯(lián)聚乙烯絕緣矽橡膠絕緣CECVCXCJCSCKECKVCKXCHECHV注:船用電線代號為CB50第50頁，共73頁。(2)導(dǎo)體代號:T表示銅芯導(dǎo)體，在電

29、纜型號中被省略。(3)絕緣代號如表2規(guī)定。(4)護層代號內(nèi)套、鎧裝及外套的代號如表3規(guī)定。表2 絕緣代號代號熱固性絕緣EJSX乙丙橡膠交聯(lián)聚乙烯矽橡膠天然丁苯橡膠代號熱塑性絕緣V聚氯乙烯51第51頁，共73頁。表3 內(nèi)套、鎧裝及外套的代號代號內(nèi)套代號鎧裝代號外套VFH聚氯乙烯氯丁橡膠氯磺化聚乙烯0238無雙剛帶細鋼絲鋼絲編織023無聚氯乙烯聚乙烯52第52頁，共73頁。(5)特性符號R表示軟電纜或軟電線。M表示水密式電纜。在火燄條件下的燃燒特性代號如表4規(guī)定。表4 燃燒特性代號代號定義代號定義DSN單根燃燒成束燃燒耐火(單根燃燒)ABC有煙、有酸、有毒低煙、低酸、低毒低鹵、低煙、低毒53第53

30、頁，共73頁。3.電纜型號舉例(1)乙丙橡皮絕緣氯丁護套船用軟電力電纜，額定電壓0.6/1kV，三芯，35mm2，燃燒特性為DA型，表示為CEFR/DA-0.6/1 3X35。(2)乙丙橡膠絕緣氯磺化聚乙烯內(nèi)套鋼絲編織鎧裝聚氯乙烯外套船用電力電纜，額定電壓0.6/1kV，三芯，70mm2，燃燒特性為DA型，表示為CEH82/DA-0.6/1 3X70。54第54頁，共73頁。二.電纜的選擇1.電纜型號的選擇選擇電纜型號首先應(yīng)明確電纜型號(代號)的含義，然後根據(jù)電纜的用途、鋪設(shè)環(huán)境和工作條件，選擇滿足用電設(shè)備使用要求的電纜型號。55第55頁，共73頁。2.電纜導(dǎo)體的選擇船用電線電纜採用銅作導(dǎo)體。

31、按IEC要求，對於熱固體(或彈性體)絕緣的銅絲應(yīng)鍍錫，對於熱塑性塑料(如聚氯乙烯)絕緣的銅絲可以不鍍錫。但是我國目前生產(chǎn)的船用電線電纜導(dǎo)體都是由鍍錫銅絲組成的。電線電纜的軟硬程度(或彎曲性能)與導(dǎo)體結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)係，在相同截面積下，組成導(dǎo)體的銅絲越細，根數(shù)越多，則電纜越柔軟，故船用電纜標準中把導(dǎo)體結(jié)構(gòu)分為一般(固定鋪設(shè))、軟(移動用)和特軟(可多次重複彎曲和扭轉(zhuǎn))三種。對於固定鋪設(shè)應(yīng)選用一般硬度電纜；對於一般性移動設(shè)備應(yīng)選用軟電纜(在型號中特性符號字母為R)；對於移動頻繁或重複扭轉(zhuǎn)使用的應(yīng)選用船用特軟電纜。56第56頁，共73頁。3.電纜絕緣材料的選擇電纜截流量的大小主要取決於電纜絕緣材料的耐

32、溫等級(及導(dǎo)體長期允許工作溫度)。在同樣的鋪設(shè)條件之下，耐溫等級越高，其截流量越大。如果使用環(huán)境溫度較高，而選擇的電纜絕緣材料耐溫等級又較低，將使鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)範規(guī)定:絕緣材料的最高工作溫度，至少應(yīng)比電纜安裝場所可能存在的最高環(huán)境溫度高10。57第57頁，共73頁。三.船用電纜的截流量電纜截流量是確定導(dǎo)體截面積的主要依據(jù)之一。電纜截流量主要是由絕緣的長期允許工作溫度、環(huán)境溫度、工作制和鋪設(shè)條件等決定的。世界主要工業(yè)國家的船用電纜的截流量大多採用IEC船舶低壓系統(tǒng)電纜的選擇和鋪設(shè)標準的規(guī)定值，我國國家標準基本等同於IEC標準的規(guī)定值。在導(dǎo)體長期允許工作溫度為75、環(huán)境溫度為45條件下。58

33、第58頁，共73頁。五.電纜的負載電流計算根據(jù)用電設(shè)備的工作制度(連續(xù)、短時、重複短時)、電流種類(交流或直流)、電纜芯數(shù)和負載功率，確定通過電纜的實際負載電流。1.單個用電設(shè)備附在電流的計算(1)對於直流用電設(shè)備負載的電流計算(2)用於三相交流用電設(shè)備負載的電流計算59第59頁，共73頁。2.負載有多個用電設(shè)備時，其受電器總負載的電流計算分配電箱的配電連接電纜如圖11所示。圖中以分配電箱外接5臺設(shè)備為例，設(shè)I1，I2，I3，In為各電器的額定工作電流(A)，Ib為備用裕量預(yù)留的線電流(A)，是考慮今後此分配電箱可能加接其他設(shè)備時的用電。I為分配電箱進線電纜的計算電流(A)，其I值的計算公式如

34、下。60第60頁，共73頁。61第61頁，共73頁。62第62頁，共73頁。第五節(jié) 船舶電網(wǎng)電壓降的計算船舶電網(wǎng)電壓降計算的任務(wù)就是驗算所選擇電纜的電壓降是否在規(guī)定的範圍內(nèi)。根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)範的規(guī)定，當電纜在正常工作條件下承載最大電流時，從主配電盤或應(yīng)急配電盤的匯流排到任何安裝點的電壓降，應(yīng)不超過額定電壓的6%；由蓄電池供電，其電壓不超過50V者，可增加至10%。可見，船舶電網(wǎng)設(shè)計選擇的電纜不僅應(yīng)滿足承載最大工作電流的要求，還應(yīng)使電壓降滿足規(guī)範的要求，否則將影響用電設(shè)備的正常工作。63第63頁，共73頁。對於動力電網(wǎng)，其導(dǎo)線粗、阻抗小，根據(jù)允許通過的電流選擇電纜截面積後，電壓降一般均能符合規(guī)範的要求，故往往僅驗算依兩個電壓降最嚴重的情況(路線最長、電流最大、導(dǎo)線不粗)。對於照明網(wǎng)路，尤其是