По мере расширения спектра задач современных плавсредств, закономерно увеличивается и ответственность их электротехнического обеспечения. Бортовая аппаратура, оборудование и средства автоматизации управления во многом определяют безопасность и эффективность эксплуатации всего судна. При этом сохраняются и базовые требования к функциональности, компактности и эргономики. В современном виде судовое электрооборудование представляет собой обширный комплекс устройств и систем, выполняющих самые разные функции.
Особенности электрооборудования на плавсредствах
Специфику применения судовых электроприборов и оборудования обуславливают особые условия эксплуатации. На все виды электротехники в той или иной степени влияют вибрации, температурные перепады и повышенная влажность. Кроме того, часть устройств работает в условиях рисков контакта с агрессивными веществами – например, с парами нефтепродуктов от судового дизель-генератора и морской солью. Забортное оборудование и вовсе регулярно обливается водой. И даже бортовые установки подвержены выпадению росы в результате конденсации. Соответственно, требуется специальная защита для корпусов и электротехнической начинки приборов.
Имеют место и механические нагрузки, которые могут усложнять работу судовых систем. Колебания, передаваемые от морских винтов, влияют не только на техническое состояние аппаратуры, но также и на ее показания, что особенно важно для измерительных и навигационных устройств. Поэтому корпуса судового электрооборудования получает специальные демпфирующие накладки, минимизирующие интенсивность вибрационного воздействия. Для крупных установок в этих же целях применяются амортизирующие платформы.
Распределительные устройства
Это коммуникационная основа любого судна, которая связывает рабочие установки разных видов с питающими установками и вспомогательными средствами регуляции и контроля. Распределение электроэнергии осуществляется посредством специальных щитов разного назначения. Это электрораспределительные шкафы, которые могут обеспечивать аварийное снабжение, задачи управления, поддержания постоянного тока, переключения сетей и т. д. В основном судовое электрооборудование подключается к щитам с напряжением до 690 В, которые поддерживают ток сборных шин до 4000 А. Современные распределительные установки также поддерживают функции автоматизированного управления, обеспечивая контроль и защиту систем от замыкания и перенапряжения. Для управления такой аппаратурой предусматриваются специальные интерфейсы с элементами программирования.
Энергетические установки
Весь электротехнический комплекс на плавсредствах питается от автономных источников энергоснабжения. Как правило, это дизельные генераторные станции мощностью от 3 до 15 кВт. Также не обходится без аварийной системы питания малой мощности, которая может обслуживать отдельные системы на период профилактических или восстановительных работ. С точки зрения коммуникации энергетическая установка на судне – это целый комплекс функциональных узлов, машин и силовых механизмов, которые обеспечивают саму возможность снабжения электричеством различных приборов и устройств.
В некоторых проектах энергетического обеспечения предусматриваются и возможности преобразования энергии. Например, первичное сырье в разных условиях может перерабатываться в тепловую, паровую или электрическую энергию в зависимости от текущих нужд плавсредства. Основу энергетических потребностей восполняют судовые дизель-генераторы, но для организации механического привода устанавливаются и другие типы станций. Например, для активации движителя и смежных агрегатов могут использоваться паросиловые, паротурбинные, гидравлические и газотурбинные установки.
Приборы освещения
На судах используются преимущественно специальные светильники на люминесцентных лампах. С их помощью, в частности, обеспечивается общее и локальное освещение во внутренних помещениях. Характеристики судовых светильников (СС) регулируются специальными регламентами для водного транспорта. Средние параметры такого устройства можно представить так:
- Напряжение – 127 В.
- Потребляемая мощность – 38 Вт.
- КПД – порядка 55%.
- Класс защиты – не ниже IP55.
- Масса – до 6 кг.
Конструкционное устройство помимо наличия защитных покрытий и металлического каркаса мало чем отличается от обычных приборов освещения. В стандартный набор элементов СС входит патрон, стартер, заземляющие винты, электромеханика, пускорегулирующий аппарат и др.
Навигационные приборы
Данная группа аппаратуры позволяет командному составу ориентироваться на местности, прокладывать маршруты и коммуницировать с другими плавсредствами. К электронавигационным устройствам относятся приборы, которые определяют курс и скорость движения судна. В их числе можно выделить автопрокладчик курса, авторулевой, гирокомпас, электрический лаг, а также системы, принцип работы которых основывается на гидроакустике – это эхолоты, пеленгаторы и локаторы. Функции определения положения судна в режиме электронной картографии выполняют навигационные приборы наподобие радиомаяков, радиолокаторов и радиодальномеров. Весь комплекс данной аппаратуры находится в ходовой рубке или недалеко от нее на мостике. Не уходит в прошлое и классический магнитный компас. Его наличие важно на случай перебоев энергоснабжения или выхода из строя основной электронной навигации.
Средства для связи
Жизненно важно для плавсредства и содержание приборов, обеспечивающих внутреннюю связь, а также коммуникацию с берегом и другой водной техникой. Что касается внутренней системы связи, то ее обеспечивают проводные системы и механизмы. Это может быть электрическая сигнализация, радиотелефоны, телеграфы и указатели. Благодаря этим средствам реализуется взаимодействие между командными пунктами, хозяйственными помещениями и дежурными постами. И внутрисудовая связь, и сигнализация может реализовываться не только посредством звуковых сообщений, но и с помощью оптических сигналов. Например, световая сигнализация может подавать вахтенные, авральные и тревожные команды.
Внешние средства связи также могут быть и звуковыми, а визуальными. В частности, к первым относятся свистки, пиротехнические устройства, гонг и т. д. Световые сигналы на дальние расстояния подаются сигнальными флагами и фигурами. Отдельная категория средств внешней связи – устройства для радиообмена. Сегодня наряду с традиционными телефонными аппаратами плавсредства обеспечиваются также спутниковой связью, которая позволяет использовать электронную почту и прямые голосовые звонки.
Судовое климатическое оборудование
Для создания комфортных условий в каютах и поддержки сохранности пищевых продуктов с некоторыми грузами используются холодильные установки, рефрижераторы и кондиционеры. Зачастую инженерный комплекс данной группы обеспечивает наибольшую нагрузку на электрический привод генератора, потребляя в совокупности порядка 10 кВт. К этой же категории агрегатов относят осушители воздуха, вентиляционные устройства и очистительные механизмы, которые применяются для регуляции микроклимата в хозяйственных, грузовых и жилых помещениях.
Системы автоматического управления
В общий электротехнический комплекс полностью или частично интегрируются средства автоматизации. Такие устройства, в частности, позволяют управлять исполнительными органами машинного отделения, электрическим приводом с генераторной станцией, грузовыми механизмами, средствами погрузки и разгрузки, аварийно-предупредительными системами и т. д. Причем управление и контроль осуществляется в соответствии с заданным алгоритмом без непосредственного участия операторов с безвахтеным обслуживанием.
Новейшие средства автоматизации базируются на слаженной работе контроллеров и датчиков, которые отслеживают самые разные параметры судна – от температурных показателей до состояния энергоблока. Для управления алгоритмами чаще применяются компьютерные интерфейсы. В силу сложности современного судового электрооборудования и автоматики, построение архитектуры контроллеров осуществляется в формате индивидуального проектирования. Учитываются технические возможности, ресурсы и коммуникации плавсредства, которые будут обеспечивать управление важнейшими узлами посредством автоматизированной системы.
Эксплуатация оборудования
К работе с электротехническими устройствами допускаются только лица, имеющие соответствующую подготовку и квалификацию. В перечень обязанностей судового электрика входит диагностика, обслуживание и ремонт оборудования, агрегатов и приборов, так или иначе связанных с бортовой проводкой. На операторских и диспетчерских пультах отслеживаются, настраиваются и при необходимости корректируются параметры электронных узлов и электрических цепей. Отдельное внимание уделяется работе систем защиты сетей от перегрузок и перегревов.
Ремонт электрооборудования на судне
Ремонтные мероприятия могут носить плановый и внеплановый характер. Мелкие профилактические и восстановительные операции производятся без проекта. Это может быть замена расходника, монтаж нового электротехнического крепежа или обновление изношенной изоляции. Однако установку новой автоматики или починку генератора судовой электрик выполняет в соответствии с технической документацией, подготовленной старшим инженером. Сам электрик может давать рекомендации рабочим бригадам при выполнении сложных монтажных операций, связанных со сварочными электротехническими мероприятиями – например, при нанесении анодных противокоррозионных покрытий или герметизации кабельных трасс заливочными компаундами.
Заключение
Судовая электротехника организуется в соответствии с техническими требованиями, которые затрагивают вопросы безопасности, эргономики и эффективности с точки зрения эксплуатации. Но, по мере развития технологий меняются и подходы к построению электрической и автоматической инфраструктуры. Сегодня судовое электрооборудование уже невозможно представить без элементов цифрового обеспечения, емких аккумуляторов и новейшей грузоподъемной механики, которая вытесняет аналогичные средства прежнего поколения. При этом сохраняются и универсальные принципы организации электротехники. К ним можно отнести удобство использования, функциональность и высокую степень ремонтопригодности, что очень важно в условиях открытого моря.
