Система распределения электроэнергии подлодок

Система распределения электроэнергии предназначена для обеспечения потребителей электропитанием в необходимом количестве, с соответствующими параметрами и надежностью, для защиты элементов и участков сетей от токов короткого замыкания (рис. 10.38) [141].

Система распределения включает в себя сети распределения с различными параметрами электроэнергии.

В состав сетей входят: электрораспределительные устройства; сетевые переключатели; кабельные связи между элементами.

Структура схемы распределительной сети должна учитывать требования по обеспечению пожаробезопасности и надежности питания в нормальных эксплуатационных режимах и аварийных ситуациях.

Схемы сетей распределения электроэнергии выполняются по магистрально-фидерному принципу.

При магистральной схеме потребители всех отсеков получают питание по отдельным фидерам от основных электрораспределительных устройств, удаленные потребители — с помощью магистральных кабелей.

При фидерной схеме потребители подключаются к отсечным распределительным устройствам, которые получают питание от основных ЭРУ по своим собственным фидерам.

Применение смешанной магистрально-фидерной схемы позволяет сочетать преимущества обоих вариантов, обеспечивать большую живучесть сети и меньшую массу кабельных связей.

Потребители электроэнергии по требованиям к надежности питания делятся на следующие категории:

1 категория — потребители, требующие непрерывного питания (вычислительные машины навигационного комплекса, устройства единого времени и т.д.);

2 категория — потребители, для которых допускаются перерывы в подаче питания на время срабатывания устройств или схем автоматического переключения питания (потребители систем оружия, средства управления ПЛ и техническими средствами, потребители, обеспечивающие борьбу за живучесть ПЛ);

3 категория — потребители, для которых допускаются перерывы в подаче питания, обусловленные временем ручного переключения питания (потребители общекорабельных систем, средства радиосвязи, вентиляторы аккумуляторных отсеков и так далее);

4 категория — потребители, для которых допускаются длительные перерывы в подаче питания (нагревательные приборы, бытовые потребители).

Для реализации указанных категорий приняты следующие виды питания:

— однобортное питание;

— двойное групповое питание потребителя от распределительного устройства, имеющего двухбортное питание с ручным переключением питания с борта на борт;

— двойное индивидуальное питание потребителя через ручной или автоматический переключатель питания от распределительных устройств разных бортов.

Потребители 1 и 2 категорий получают двойное индивидуальное питание через автоматические переключатели. Непрерывность питания потребителей 1 категории обеспечивается внутренними схемными решениями.

Для потребителей, требующих наиболее надежного питания, включая потребителей аварийно-спасательного назначения, устанавливаются ЭРУ, подключенные непосредственно к группе АБ своего борта до батарейного выключателя.

Потребители 3 категории получают двойное индивидуальное питание через ручные переключатели или двойное групповое питание.

Потребители 4 категории получают двойное групповое или однобортное питание от электрораспределительных устройств собственного отсека.

В качестве распределительных устройств сети постоянного тока напряжением 175...320 В применяются распределительные щиты с автоматическими выключателями или предохранителями и распределительные коробки с предохранителями. Количество и типы распределительных щитов и коробок определяются в зависимости от распределения потребителей 1—4 категорий по отсекам и расположения источников электроэнергии в соответствии с требуемой коммутационно-защитной аппаратурой.

Для обеспечения живучести сети часть щитов и коробок принадлежит подсистеме электроэнергетической правого борта, часть — подсистеме левого борта.

На лицевой панели щитов при необходимости устанавливаются электроизмерительные приборы для контроля протекающего тока и напряжения. Для щитов с автоматическими выключателями применятся лицевые панели со специальными смотровыми стеклами. Конструкция стекол обеспечивает требуемую степень защиты, позволяет контролировать положение язычка выключателя и, в случае необходимости, включать-отключать выключатель без снятия лицевой панели.

Распределительная коробка представляет собой стальной корпус с расположенными внутри медными шинами и предохранителями. Подвод кабелей к предохранителям и шинам осуществляется через сальники, расположенные на боковых сторонах коробки. Для оперативного открывания крышки коробок фиксируются специальными защелками.

Коробки допускают произвольную ориентацию их в пространстве, что представляет несомненное преимущество при размещении в затесненных отсеках ПЛ.

Для того чтобы не расходовать ресурс корабельных источников электроэнергии при стоянке ДПЛ в базе, для обеспечения подачи питания на потребители электроэнергии постоянного тока и переменного тока от береговых источников предусматриваются специальные разъемы, устанавливаемые вне прочного корпуса в надстройке или ограждении рубки ПЛ.

Разъемы состоят из двух частей: вилки и розетки. Вилки разъемов устанавливаются на конструкциях корпуса ПЛ и подключаются к щитам питания с берега специальными кабелями, рассчитанными на соответствующее давление. В походном положении вилка разъема закрывается крышкой, которая обеспечивает требуемую герметичность.

На ПЛ возможны различного рода повреждения как отдельных элементов, так и сетей. Эти повреждения могут привести к возникновению аварийных режимов, связанных с короткими замыканиями, перегрузками в электрических сетях и т.д. Во избежание опасных последствий, обусловленных этими режимами, предусматривается защита элементов электроэнергетической системы, которая осуществляется коммутационно-защитной аппаратурой.

Защита от коротких замыканий должна действовать на отключение поврежденного участка без выдержки времени или с минимальной выдержкой времени, и соответствовать требованиям избирательности и чувствительности.

Требование избирательности выполняется таким образом, чтобы защита отключала только поврежденный участок, а остальные части сети оставались включенными.

Требование необходимой чувствительности защиты сводится к тому, что защита должна четко реагировать на возникновение повреждения и не реагировать на нормальные эксплуатационные режимы электроэнергетической системы.

В качестве коммутационно-защитной аппаратуры используются селективные и установочные автоматические выключатели, а также предохранители.

Автоматические выключатели обеспечивают более совершенную защиту, они надежны, допускают многократное использование без ухода, имеют стабильные характеристики. Все автоматические выключатели включают в состав корпус, контактную часть, дугогасительное устройство.

Предохранители, имеющие менее стабильные характеристики, требующие длительного времени на замену плавкой вставки, имеют минимальные габариты, что оказывает решающее значение для применения их в сетях ДПЛ.

Наиболее широко используемые пробочные предохранители включают в состав корпус, плавкую вставку, зажимы внешних проводников. Кроме того, для контроля состояния плавкой вставки предохранители оснащаются указателем и смотровым стеклом.

Распределение электроэнергии осуществляется специальными кабелями с резиновой изоляцией, не распространяющей горение. При проходе кабельных связей через прочные конструкции применяют специальные кабели, обеспечивающие продольную герметичность.

Для нормальных условий работы личного состава в любое время суток во всех отсеках, надстройке и ограждении рубки требуется обеспечить искусственное освещение.

Основная задача при выборе системы освещения — создание экономичного, надежного, безопасного и качественного освещения. Для выбора необходимых типов светильников и их количества производится расчет освещенности рубок, выгородок, проходов и других помещений. Расчет освещенности позволяет определить количество светильников, обеспечивающее требуемый уровень освещенности в помещениях при общем равномерном освещении, с учетом света, отраженного стенами и потолком.

На ПЛ, имеющих основную сеть на постоянном токе 175...320 В, традиционно использование светильников с лампами накаливания, не требующими специального светотехнического оборудования.

Люминесцентные светильники обладают рядом преимуществ по сравнению со светильниками с лампами накаливания, а именно:

— существенно более высокий световой поток при меньшей мощности;

— существенно более низкое тепловыделение в окружающую среду;

— более высокий гарантированный ресурс и срок службы, и т.д.

Применение люминесцентных светильников позволяет отказаться от промежуточного централизованного преобразования электроэнергии для питания сети освещения, повышает комфортность личного состава и удобство эксплуатации оборудования, снижает массогабаритные характеристики светотехнического оборудования. Однако оно потребует специального исполнения светильника, исключающего попадание паров ртути в отсеки ПЛ при механических повреждениях колбы лампы. Освещение ПЛ по назначению подразделяется на основное, местное, наружное и аварийное.

Светильники основного освещения располагаются во всех отсеках ПЛ и получают питание стабилизированным напряжением постоянного тока 220 В от щитов сети — 175...320 В через полупроводниковые регуляторы.

В каютах, кают-компании и в других декоративно зашиваемых помещениях устанавливаются светильники утопленного типа.

В выгородках и других местах с кратковременным пребыванием личного состава, а также в помещениях с повышенной влажностью и температурой освещение выполняется с помощью специальных водозащищенных светильников.

Отсеки аккумуляторных ям являются взрывоопасными помещениями, поэтому к светильникам в таких помещениях предъявляется ряд дополнительных требований: высокая механическая прочность, наличие патрона с искрогасительной камерой, а также другие, значительно усложняющие конструкцию светильников.

Распределение электроэнергии в сети освещения производится посредством распределительных коробок с предохранителями. Питание и расположение светильников выполняется таким образом, чтобы обеспечивать равномерное освещение в отсеках ПЛ при потере питания одним из щитов.

Для обеспечения нужд личного состава у изголовья коек, диванов, над умывальниками, в секретерах предусматриваются стационарные светильники местного освещения.

Светильники местного освещения с лампами накаливания также используются для подсвета стекол указательных колонок, глазков различных систем, для специальной подсветки пультов.

Для местного освещения при осмотре или ремонте оборудования, при работах в трюмах, цистернах и других труднодоступных местах предусматриваются переносные светильники. Для подключения переносных светильников на всех настилах всех отсеков устанавливаются штепсельные розетки с выключателями.

Для освещения проходов, трапов в ограждении выдвижных устройств и мостика в ограждении рубки устанавливаются светильники наружного стационарного освещения герметичного исполнения, рассчитанные на соответствующее давление.

Аварийное освещение предназначено для временного обеспечения минимальной видимости в помещениях, где необходимо присутствие или возможно появление личного состава при отключении основного освещения в аварийной ситуации.

Светильники аварийного освещения кратковременного действия устанавливаются у выходов из отсеков, трюмов, на боевых постах и в рубках ПЛ. Аварийные светильники с лампой накаливания напряжением 2,5 В оснащаются встроенной аккумуляторной батарей с подзарядным устройством. Светильники включаются автоматически при выходе из строя основного освещения. При отказе основного освещения обоих бортов и прекращении действия светильников аварийного освещения кратковременного действия, для ориентировки личного состава включаются светильники длительного аварийного освещения, которые устанавливаются в проходах, у выходов, в основных постах, а также у клапанов систем пожаротушения.

Применяемая структура сети длительного аварийного освещения и специальный огнестойкий кабель позволяют в аварийной ситуации обеспечить подачу питания к светильникам при выходе из строя любого отсека.

Для обеспечения безопасности плавания подводной лодки в надводном положении предусматриваются фонари сигнально-отличительных огней (СОО), которые рассчитаны на пребывание в любых условиях эксплуатации ПЛ.