第三篇电气设备.docx
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第三篇电气设备
第三篇电气装置
第1章一般规定
第1节通则
1.1.1一般要求
1.1.1.1为推进装置服务的配套设备和对船舶安全必不可少的辅助电气设备的制造和安装应符合本篇有关规定,并应由验船师进行检查和试验。
此外,这些电气设备的制造和试验还应符合验船部门能够接受的有关标准,如国际电工委员会标准(以下简称IEC标准)等。
1.1.1.2本节1.1.1.1所述以外的其他电气设备的设计和安装,应保证在其发生故障时极少有引起火灾的可能。
1.1.1.3电气设备应能:
1)确保船舶处于正常操作状态和满足正常生活条件所必需的所有电力辅助设备供电,而不需求助于应急电源;
2)确保在主电源失效时,向安全所必需的电气设备供电;
3)确保船员及船舶的安全,免受电气事故的危害。
1.1.2重要设备
重要设备系指对船舶操纵和安全所必需的设备,保证船员安全的设备。
这些设备如下所列:
1)空压机;
2)循环和冷却水泵;
3)燃油头冷却泵;
4)滑油泵;
5)增压风机;
6)分油机;
7)燃油泵和燃油燃烧装置;
8)给水泵;
9)舵机;
10)锚机;
11)消防泵;
12)舱底泵;
13)压载泵;
14)机舱通风机;
15)锅炉强迫通风机;
16)自动喷水系统和压力水雾灭火系统;
17)探火和失火报警系统;
18)法定航行设备和通信设备;
19)法定航行灯和特殊用途灯;
20)机器处所、控制站、走道、梯道及应急出口等处的照明;
21)上列1)~20)项设备的供电电源。
1.1.3试验
1.1.3.1本节1.1.1.1及1.1.2所指各电气设备,均应按本篇第4章的规定在制造厂进行试验。
若验船部门认为必要,可要求进行本篇规定以外的其他试验。
1.1.3.2当电气设备在船上安装完工后,应按验船部门审查同意的试验大纲进行系泊试验和航行试验。
第2节环境条件与工作条件
1.2.1环境条件
除非另有规定,所有电气设备均应在下列环境条件下正常工作:
1)环境空气温度和初级冷却水温度如表1.2.1
(1)所列,但适用于电子设备的环境空气温度的上限为55℃;
表1.2.1
(1)环境温度
介质
部位
温度,℃
无限航区
除热带海区以外的有限航区
空气
封闭处所内
0~45
0~40
温度超过45℃(或40℃)和低于0℃的处所内
按这些处所的温度
按这些处所的温度
开敞甲板
-25~45
-25~40
水
32
25
2)倾斜摇摆如表1.2.1
(2)所列;
3)捕捞作业或航行中所产生的振动和冲击;
4)潮湿空气、盐雾、油雾和霉菌。
表1.2.1
(2)倾斜角
设备组件
倾斜角,°
横向
纵向
横倾
横摇
纵倾
纵摇
应急电气设备、开关设备、电器和电子设备
22.5
22.5
10
10
上列以外的设备、组件
15
22.5
5
7.5
注:
可能同时发生横向和纵向倾斜。
1.2.2谐波成分
交流电气设备应能在供电电源的谐波成分不大于5%的情况下正常工作。
由半导体变流器供电者,则应能在可能出现较大谐波成分的情况下正常工作。
1.2.3电压和频率波动
电气设备应能在表1.2.3规定的电压和频率偏离额定值的波动情况下可靠工作。
表1.2.3电压和频率波动
设备
参数
稳态,%
瞬态
%
恢复时间,s
一般设备
电压
+6~-10
±20
1.5
频率
±5
±10
5
由蓄电池供电的设备:
充电期间接于蓄电池者
充电期间不接于蓄电池者
电压
电压
+30~-25
+20~-25
-
-
第3节设计、制造与安装
1.3.1一般要求
1.3.1.1电气设备的设计、制造和安装应考虑安全和便于检修。
1.3.1.2电气设备不同电位的带电部件之间和带电部件与接地金属之间,按其绝缘材料的性质和工作条件,应具有适应其工作电压的足够的电气间隙和爬电距离。
1.3.1.3除整步表开关外,电气设备经开关断开电源后,不应经控制电路或指示灯继续保留电压。
1.3.1.4电气设备连接和紧固用的螺钉和螺母,均应有防止其受振动而松脱的措施。
1.3.1.5制造电气设备所用的材料,应符合下列要求:
1)除对可能遭受到的大气环境和温度采取了适当的防护措施外,一般应用耐久、滞燃和耐潮的材料制成;
2)绝缘材料和绝缘绕组均应能耐潮、耐海上空气和耐油雾,除非针对这些因素采取了专门的防护措施;
3)导电部分一般应用铜或铜合金制成;
4)金属部分除其材料本身有较好的耐腐蚀性能外,均应有可靠的防护层。
1.3.1.6当非铝质电气附件与铝质件相连接时,应采取适当的防止电解腐蚀的措施。
1.3.1.7凡具有内部接线的电气设备,均应附上带有接线编号的原理图或接线图。
电气设备的接线端头,应具有与图纸相符的耐久标志或符号。
1.3.1.8应急报警装置的控制器,应涂上红色和设有标明其用途的耐久铭牌。
1.3.1.9调节电阻、启动电阻、充电电阻、电热器具以及其他在工作时能产生高温的电气设备,在安装时应有防止导致附近物体过热和起火的措施。
1.3.1.10电气设备不应贴近油舱、油柜或双层底储油舱等外壁表面安装。
若必需安装时,则电气设备与此类舱壁表面之间至少应有50mm的距离。
本节1.3.1.9中所规定的电气设备,严禁在上述油舱、油柜外壁表面安装。
1.3.1.11在机器处所内花铁板以下、封闭的燃油和润滑油分离机室内,不准安装插座。
1.3.1.12应将发电机组安装成使其转轴与船舶首尾线平行。
对卧式电动机,也应尽量使其转轴与船舶首尾线平行安装。
1.3.1.13除安装在专用舱室里的电气设备外,其他电气设备的对地电压或工作电压超过50V的带电部分,均应有防止偶然触及的防护措施。
1.3.1.14当电气设备的外壳温度超过80℃时,应采取防护措施或在布置上予以安排,以防止工作人员偶然触及而灼伤。
1.3.1.15在水密的舱壁、甲板、甲板室的外围壁上,不应钻孔用螺钉紧固电气设备及电缆。
1.3.1.16电气设备及电缆,不应安装在船舶外板上。
1.3.1.17导线和电气设备应离开磁罗经适当的距离,或者对这些导线和电气设备加以屏蔽,以使其外部干扰磁场能减低至最低程度。
1.3.2外壳防护
1.3.2.1电气设备的外壳防护型式,应符合国际电工委员会(IEC)529号出版物《外壳防护型式的分级》或与其等效标准的规定。
表示防护等级的标志符号由IP字母后面加两位数字组成:
IP××
││└───第二位数字见表1.3.2.1
(2)
│└────第一位数字见表1.3.2.1
(1)
└─────特征字母
表1.3.2.1
(1)第一位数字所代表的防护等级
第一位数字
防护等级
简要说明
定义
0
无防护
无专门的防护
1
防护大于50mm的固体
人体大面积部分如手(但对有意识的接触并无防护)。
直径超过50mm的固体
2
防护大于12mm的固体
手指或类似物,长度不超过80mm,直径超过12mm的固体
3
防护大于2.5mm的固体
直径或厚度大于2.5mm的工具、电线等及直径超过2.5mm的固体
4
防护大于1.0mm的固体
厚度大于1mm纸或片状物,直径超过1mm的固体
5
防尘
并不防止全部尘土进入,但进入量不能达到妨碍设备正常运转的程度
6
尘密
无尘土进入
表1.3.2.1
(2)第二位数字所代表的防护等级
第一位数字
防护等级
简要说明
定义
0
无防护
无专门的防护
1
防滴
垂直滴水应无有害影响
2
15°防滴
设备与垂直线成15°角时,滴水应无有害影响
3
防淋水
与垂直线成60°范围的淋水应无有害影响
4
防溅
任何方向溅水应无有害影响
5
防冲水
任何方向冲水应无有害影响
6
防猛烈海浪
猛烈海浪或强烈冲水时进入机壳水量应无有害影响
7
防浸水
浸沉在规定压力的水中经规定的时间后,进入水量应无有害影响
8
防潜水
能长期潜水,其技术条件由制造厂规定
注:
通常设备应完全密封,但对某些类型设备,在不产生有害影响的前提下,可允许水进入设备。
1.3.2.2电气设备的外壳防护型式的选择,应与安装的场所相适应,其最低防护等级应符合表1.3.2.2的要求。
表1.3.2.2外壳防护等级的最低要求
(1)
(2)
(3)
(4)
处所
环境条件
防护级
配电板、控制设备、电动机起动器
发
电
机
电动机
变压器半导体变流器
照明设备
电热器具
电炊设备
附具(例如开关、接线盒)
干燥的居住处所
只有触及带电部分的危险
IP20
×
—
×
×
×
×
×
×
干燥的控制室
×
—
×
×
×
×
×
×
控制室(驾驶室)
滴水和(或)中等机械损伤危险
IP22
×
—
×
×
×
×
×
×
机舱(花钢板以上)
×
×
×
×
×
×
×
IP44
舵机室
×
×
×
×
×
×
—
IP44
冷藏机室(氨装置室除外)
×
—
×
×
×
×
—
IP44
应急机械室
×
×
×
×
×
×
—
IP44
一般储藏室
×
—
×
×
×
×
—
×
配膳室
×
—
×
×
×
×
×
IP44
粮食库
×
—
×
×
×
×
—
×
浴室
较大的水和或机械损伤危险
IP34
—
—
—
—
×
IP44
—
IP55
机舱(花钢板以下)
—
—
IP44
—
×
IP44
—
IP55
封闭的燃油分离器室
IP44
—
IP44
—
×
IP44
—
IP55
封闭的润滑油分离器室
IP44
—
IP44
—
×
IP44
—
IP55
压载泵舱
较大的水和机械损伤危险
IP44
×
—
×
×
×
×
—
IP55
冷藏舱、鱼货加工间
—
—
×
—
×
×
—
IP55
厨房和洗衣间
×
—
×
×
×
×
×
×
双层底中的轴隧或管隧
喷水危险、严重机械损伤、腐蚀性气体
IP55
×
—
×
×
×
×
—
IP56
速冻间、鱼舱
—
—
—
—
×
—
—
×
露天甲板
大量浸水的危险
IP56
×
—
×
—
IP55
×
—
×
水下
潜水
IP68
—
—
—
—
×
—
—
—
注
1表中“×”表示按⑶栏要求,如不能满足⑶栏要求时,则按注2要求;表中“-”表示一般不应安装此种设备。
2设备本身不能达到防护要求时,应采用其他措施,或改善安装场所条件来确保本表要求。
3按本篇第4章第2节的规定制造,并按第2章第4节的规定安装的主配电板和应急配电板,可不按本表规定。
1.3.3防爆
1.3.3.1若需在可能出现爆炸性气体、蒸汽而有爆炸危险的处所安装电气设备,则应为符合下列要求的合格防爆电气设备:
1)防爆电气设备的制造和试验,应符合IEC79号出版物《爆炸性气体环境中使用的电气设备》或与其等效的国家标准,例如GB3836《爆炸性环境用防爆电气设备》以及IEC92—502号出版物《专辑—油船·附录A》的规定;
2)应具有验船部门认可的防爆主管试验机构核发的防爆合格证。
1.3.3.2船上通常使用下列几种类型的防爆电气设备:
1)本质安全型Ex“i”;
2)隔爆型Ex“d”;
3)增安型Ex“e”;
4)正压型Ex“p”。
此外,具有正压型外壳,内装空气涡轮驱动发电机的灯具(以下简称空气驱动型灯具)可认为是防爆灯具。
1.3.3.3允许在蓄电池室、油灯间和油漆间(包括其通风道)、液化石油气钢瓶存放间等有爆炸危险处所中安装的电气设备应符合下列要求:
1)允许安装本节1.3.3.2所列合格防爆电气设备,且其防爆级别和温度组别不应低于表1.3.3.3的规定;
2)电缆(包括路过电缆和终端电缆)应为铠装型的或敷设在金属管道中;
3)电气设备的开关、保护电器和电动机控制设备应能分断所有极或相,且最好安装在非危险处所。
此外,对油漆间和液化石油气钢瓶存放间的通风口附近以及蓄电池室的有关要求,详见本节1.3.3.4、1.3.3.5和第2章第12节的规定。
表1.3.3.3防爆类、级别与温度组别
处所
类、级别1)
温度组别1)
蓄电池室
ⅡC2)
T1
油漆间
ⅡB
T3
油灯间
ⅡA
T3
氨装置室
ⅡA
T1
液化石油气、乙炔贮藏室
ⅡC
T2
1)本表和本章以下章节所列防爆电气设备的级别及温度组别均采用IEC79号出版物《爆炸性气体环境中使用的电气
设备》或GB3836《爆炸性环境用电气设备》的有关规定。
2)本表和本章以下章节所列防爆电气设备类、级别ⅡA、ⅡB、ⅡC仅适用于隔爆型电气设备及本质安全型电路和
电气设备。
若采用其他类型防爆电气设备,则应采用Ⅱ类设备。
1.3.3.4在开敞甲板上距油漆间、液化石油气钢瓶存放间进气和排气通风口1m或距机械通风排气出口3m范围内,可安装下列电气设备:
1)本节1.3.3.3所列防爆电气设备和电缆;
2)无火花型(Ex“n”)防爆电气设备;
3)工作时不会产生电弧,并且其表面不会达到不允许高温的电气设备;
4)具有简单的正压外壳或防气外壳(防护等级至少为IP55),并且其表面不会达到不允许高温的电气设备。
1.3.3.5与油漆间、液化石油气钢瓶存放间相通的封闭处所,如符合下列所有要求,则可认为是非危险处所:
1)通向这些处所的门或油漆间、液化石油气钢瓶存放间的门应为自闭式气密门(水密门可看作气密门),且无防止阻挡的措施;
2)应设有合适的、独立的自然通风系统,其风源应来自安全区域;
3)在油漆间、液化石油气钢瓶存放间等处的入口处应安装警告牌,写明室内存有易燃液体。
1.3.3.6除另有明文规定外,在有爆炸危险的处所中不得安装插座。
1.3.4接地
1.3.4.1电气设备的带电部件以外的所有可接近的金属部分均应接地。
但下列情况除外:
1)灯头;
2)安装在非导电材料制成或复盖的灯座或照明设备上的灯罩、反光镜和防护件;
3)设在非导电材料上的金属部件和拧入或贯穿非导电材料的螺钉,这些金属部件和螺钉并以非导电材料与带电部件和接地的非带电部件相隔离,因此在正常使用中它们不可能带电和接触接地部件;
4)具有双重绝缘和/或加强绝缘的可携式设备,但应满足公认的安全要求;
5)为防止轴电流的绝缘轴承座;
6)荧光灯管的紧固件;
7)工作电压不超过50V的设备。
对交流,此项电压为均方根值,且不应使用自耦变压器取得此项电压;
8)电缆紧固件。
1.3.4.2当电气设备直接紧固在船体的金属结构上或紧固在与船体金属结构有可靠电气连接的底座或支架上时,可不另设专用导体接地。
1.3.4.3不论是专用导体接地或靠设备底座或支架接地,其接触面均应光洁平贴,保证有良好的接触,并应有防止松动和生锈的措施。
1.3.4.4若采用专用接地,则其导体应用铜或导电良好的耐蚀材料制成,必要时应有防止机械损伤及防蚀措施。
不同型式的铜接地导体的标称截面积应不小于表1.3.4.4的规定。
1.3.4.5可移动和可携电气设备的不带电裸露金属部分,应以附设在软电缆或软电线中的连续接地导体,并通过插头和插座接地,其接地导体的截面积应符合表1.3.4.4的规定。
表1.3.4.4接地导体的截面积
接地导体的型式
相关的载流导体截面积S,mm2
铜接地导体的最小截面积Q,rnm2
软电缆或软电线中的连续接地导体
S≤16
Q=S
S>16
Q=S/2,但不小于16
固定敷设电缆中的连续接地导体
S≤16
Q=S,但不小于1.5
S>16
Q=S/2,但不小于16
单独固定的接地导体
S≤2.5
Q=S,但不小于1.5
2.5<S≤120
Q=S/2,但不小于4
S>120
Q=70
1.3.4.6电缆的金属护套或金属外护层应于两端作有效接地,但最后分路允许只在电源端接地。
对于控制和仪表设备的电缆,由于技术上的原因,若一端接地较为有利时,则不必两端接地。
1.3.4.7电缆的金属护套或金属外护层可采用下列方式之一进行接地:
1)用金属夹箍夹住,并以专用铜接地导体连接至船体的金属结构上。
该接地导体的截面积Q与电缆导体截面积S的关系应符合下列规定:
当S≤25mm2时,Q≥1.5mm2;
当S>25mm2时,Q≥4mm2。
2)用专用接地填料函接地,这种填料函能保证有效的接地连接;
3)用电缆紧固件接地,这种电缆紧固件应以耐腐蚀的金属材料制成,并应能使电缆金属护套或金属外护层与接地金属之间有良好的接触。
1.3.4.8应保证电缆的金属护套或金属外护层在其全长上,特别是在连接处和分支处保证电气上的连续性。
1.3.4.9不能只用电缆的铅护套作为接地的唯一措施。
1.3.4.10利用船体作回路的工作接地线的截面积,应与绝缘敷设极或相的导线相同。
1.3.4.11用于平时不载流的工作接地线,其截面积应为载流导线的截面积的一半,但应不小于1.5mm2。
1.3.4.12接地配电系统的系统接地应与电气设备的平时不带电部分的接地分开。
1.3.4.13连续接地导体或单独接地导体与船体结构的各连接点,应位于船上易于到达之处,并应以直径不小于4mm的黄铜或其他耐腐蚀材料制成的螺钉紧固,该螺钉应仅作接地之用。
1.3.5电磁兼容性
1.3.5.1应采取适当的措施,以减小由于电磁能量所产生的干扰,从而保证所有电气设备和电子设备在船舶电磁环境中能正常工作。
1.3.5.2各类电气设备和电子设备所产生的干扰电压(电流)允许值和抑制干扰的措施,参照IEC第533号出版物《船舶电气设备和电子设备的电磁兼容性》或相应标准的有关规定。
第2章系统与装置
第1节配电系统
2.1.1配电系统
2.1.1.1可采用下列配电系统:
1)直流
双线绝缘系统;
负极接地的双线系统;
利用船体作负极回路的单线系统;
2)交流单相
双线绝缘系统;
一线接地的双线系统;
一线利用船体作回路的单线系统;
3)交流三相
三线绝缘系统;
中性点绝缘的四线系统;
中性点接地的四线系统;
利用船体作为中性线回路的三线系统。
2.1.1.2船长不小于45m的船舶,不应采用中性点绝缘的三相四线配电系统,但在特殊情况下经验船部门同意后可以例外。
2.1.1.3船长不小于75m船舶的动力、电热和照明系统,均不应采用利用船体作回路的配电系统。
但如能做到由此而产生的任何电流不直接流过任何危险处所,则经验船部门同意可使用有限的和局部的以船体作回路的配电系统。
2.1.1.4当采用船体作回路的配电系统时,所有最后分路,即位于最后一个保护电器之后的所有电路均应为双线供电。
2.1.2电压和频率
2.1.2.1直流或交流配电系统的最高电压应不超过表2.1.2.1的规定。
2.1.2.2500V以上的配电系统,除了电压不高于1000V配电系统中所有控制设备均封闭在相应的控制柜者外,其控制电压均应不高于250V。
2.1.2.3交流配电系统的标准频率为50Hz或60Hz。
2.1.3负载的平衡
对交流三线或四线系统,应在最后分路上将用电设备加以组合,以便在正常情况下,使各相负载在分配电板、区配电板以及主配电板处尽可能平衡在其各自额定负载的15%以内。
2.1.4对地绝缘电阻的监测
用于电力、电热和照明的绝缘配电系统,不论是一次系统还是二次系统,均应设有连续监测绝缘电阻,且能在绝缘电阻异常低时发出听觉或视觉报警信号的对地绝缘电阻监测装置。
对船长小于45m或有限航区的船舶,不论一次还是二次系统,可仅设有指示对地绝缘电阻的兆欧表或指示灯。
指示灯的功率应不大于15W,并用按钮控制。
表2.1.2.1配电系统的最高电压
序号
用途
最高电压,V
直流
交流
1
1)固定安装并连接于固定布线的电力设备、电炊设备和除室内取暖器以外的电热设备
2)固定安装的电力设备和除室内取暖器以外的电热设备,由于使用上的原因需用软电缆连接者,例如可移动的起重机等
3)以软电缆与插座连接,运行中不需手握持,并以载面积符合本节1.3.4.4要求的连续接地导体可靠接地的可移动设备,例如电焊变压器等
500
1000
2
1)居住舱室内的照明设备、取暖器
2)向下列设备供电的插座:
a)具有双重绝缘的设备;
b)以符合本节1.3.4.4要求的连续接地导体接地的设备。
250
250
3
人特别容易触电的场所,例如:
特别潮湿、狭窄处所中的插座:
1)用或不用隔离变压器供电
2)由只供一个用电设备的安全隔离变压器供电,这些插座系统的两根导线均应对地绝缘。
50
250
50
250
注:
电压为500V以上配电系统的控制电压见本节2.1.2.2的规定。
第2节需用系数
2.2.1供电给二个或二个以上的最后分路的电路,其电流定额可以根据总负载乘以一个合理的需用系数来确定。
当在区配电板上留有备用线路时,则采用需用系数之前,应将增添负载所留的余量加到总负载中去。
2.2.2在计算电缆的截面积、开关设备和熔断器的定额时,可以应用需用系数。
第3节系统保护
2.3.1一般要求
2.3.1.1电气装置中应设置合适的保护电器,以能在发生包括短路在内的意外过电流故障时对其进行保护。
各保护装置的选择、安排和性能应能提供安全和协调的自动保护,并尽可能保证:
1)在某一处发生故障的情况下,通过保护电器的选择性作用保持对非故障电路,特别是包含重要设备的非故障电路的连续供电;
2)消除故障影响,以尽可能减少对系统的损害和发生火灾的危险。
在这种情况下,在允许时间内,系统中的所有元件应能承受可能出现的过电流(包括短路)所产生的热效应和机械应力。
2.3.1.2在配电系统的每一不接地的极或相上均应设有短路保护。
2.3.1.3过载保护应设在:
1)直流双线绝缘系统或交流单相绝缘系统:
至少一个极(或相)上;
2)交流三相绝缘系统:
至少二相上;
3)接地系统:
每一接地的极(或相)上。
2.3.1.4在配电系统中,凡接地导体上均不应装设熔断器以及与绝缘极不相联动的开关。
2.3.2短路电流计算
2.3.2.1在计算最大预期短路电流时,应考虑到:
1)满足最大需要功率的可能并联运行的所有发电机;
2)需同时运行的所有电动机。
2.3.2.2必要时,应对交流系
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- 第三 电气设备