Канализация электрической энергии на судах осуществляется посредством кабелей и проводов различных марок. Кабели применяют для внешних соединений различных электротехнических установок, провода — в основном для внутреннего монтажа электрораспределительных устройств, пультов, электрических машин, аппаратов и других установок. Для включения приборов бытового назначения (настольных ламп и вентиляторов, подвесных груш, утюгов и т. п.) используют шнуры.
Основными конструктивными элементами кабелей, проводов и шнуров являются: токопроводящие жилы, изоляция жил, экраны, оболочки и наружные защитные покровы. В зависимости от назначения и условий эксплуатации кабелей, проводов и шнуров отдельные элементы (экран и наружный защитный покров) могут отсутствовать.
Токопроводящие жилы выполняют, как правило, из скрученных вместе медных проволок марок МТ (медная твердая) и ММ (медная мягкая). Конструкции жил (номинальное сечение, диаметр проволоки, число проволок в жиле и диаметр жилы) определены государственным стандартом. Сечение жилы представляет собой сумму поперечных сечений всех проволок, ее составляющих. В судостроении применяются следующие установленные стандартом номинальные сечения жил: 0,35; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 мм2. По степени гибкости различают жилы четырех типов: тип I (нормальные) —для кабелей и проводов, предназначенных для неподвижной прокладки;
тип II (гибкие)-—для кабелей, проводов и шнуров, предназначенных для неподвижной прокладки, где требуется повышенная гибкость при монтаже, а также при подвижной прокладке с большими радиусами изгиба;
Тип III (повышенной гибкости) — для кабелей, проводов и ров предназначенных для подвижной прокладки; тип IV (особо гибкие)—для кабелей, проводов и шнуров, part тающих в условиях, требующих повышенной гибкости жил.
Изолированные жилы в многожильных кабелях и проводах скручивают и обматывают лентой из полиэтилентерефталатной пленки, прорезиненной ткани или стеклоткани, пропитанной полиизобутиленом.
Для удобства монтажа изолированные резиной жилы сечением до 2,5 мм2 во всех многожильных кабелях и проводах нумеруют путем нанесения краской повторяющихся цифровых знаков на поверхность изоляции жилы на расстоянии не более 35 мм один от другого.
Экраны служат для защиты от внешних электромагнитных полей или для защиты внешних цепей от электромагнитного влияния кабеля (провода), для уменьшения внутри них взаимного влияния отдельных цепей или для получения электрического поля радиальной конфигурации. В зависимости от предъявляемых требований их накладывают на изолированные жилы или на оболочку (общий экран), либо на жилы и на оболочку. Экранирование жил производят металлизированной бумагой или оплеткой из медной луженой проволоки. Общий экран выполняют оплеткой из медной луженой проволоки диаметром 0,12—0,3 мм с плотностью наложения 75—95%. Эффективность экранов повышается с увеличением плотности оплетки. Экраны наиболее ответственных кабелей выполняют из двух или трех металлических оплеток.
Оболочки кабелей, проводов и шнуров предназначены для защиты изоляции жил от воздействия света, влаги, различных хими-еских веществ и от механических повреждений. Оболочки кабелей и проводов выполняют из резины типа РШН-2 (толщиной 5,1 мм), поливинилхлоридного пластиката (толщиной 0,4—2,4 мм) или из свинца марки не ниже СЗ (толщиной 1,25—1,5 мм), оболочки шнуров — из резины типа РШ-2, поливинилхлоридного пластиката или из хлопчатобумажной пряжи. Толщина оболочки зависит от диаметра жил под оболочкой, а также от марки кабеля, шнура или провода.
Наружные защитные покровы обеспечивают защиту кабелей, проводов и шнуров от механических повреждений. Для кабелей с резиновой и пластмассовой оболочкой защитный покров выполняют в виде оплетки из мягкой стальной оцинкованной проволоки диаметром 0,3 мм плотностью не менее 65%. Для защиты от коррозии во время транспортировки и хранения оплетку покрывают глифталевой грунтовкой ГФ-020. Легкая защита проводов и шнуров от механических повреждений, воздействия света и нефтепродуктов осуществляется хлопчатобумажной пряжей, пропитанной атмосферостойкими или противогнилостными составами, либо покрытой лаком на основе эфиров и целлюлозы. В качестве защитных покровов применяют также синтетические и искусственные волокна (капрон и лавсан) и стекловолокно.
Кабели с резиновой изоляцией предназначен для эксплуатации на судах морского и речного флота, береговых и плавучих сооружениях при температуре окружающей среды ±40 °С в случае неподвижной прокладки и до минус 30 °С — для прокладки и присоединения к подвижным токоприемникам. Они могут эксплуатироваться при относительной влажности среды 98±2% и температуре + 40 °С. Длительно допустимая рабочая температура жил кабелей при этом не должна превышать 65 °С. Кабели с пластмассовой изоляцией могут эксплуатироваться в более жестких условиях: при температуре окружающей среды от —40 до +65 °С — с поливинилхлоридной изоляцией и от —50 до + 65 °С — с полиэтиленовой изоляцией, при воздействии паров и брызг масла и бензина.
Все судовые кабели обладают способностью не распространять горение. При монтаже и эксплуатации они допускают изгиб радиусом не менее пяти наружных диаметров.
По назначению все применяемые на судах кабели подразделяют на три группы:
— для силовых и осветительных установок;
— для контрольных цепей и телефонной связи;
— для радиотехнических установок.
Номенклатура основных судовых кабелей приведена в приложении 2.
По числу жил различают кабели одножильные и многожильные. Количество жил для кабелей разных марок установлено соответствующими ГОСТ и техническими условиями на их поставку исходя из следующего стандартного ряда: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12, 14, 16, 19, 24, 27, 30, 33, 37, 41, 44, 48, 52, 61.
Кабели для силовых и осветительных установок изготовляют сечением 0,75—400 мм2 при числе жил от 1 до 37. Конструкции некоторых марок кабелей представлены на рис. 1.
Большинство кабелей для контрольных цепей и телефонной связи изготовляют с числом жил от 2 до 48; кабели марок КМВВ КМПВЭ, КМПЭВ и КМПЭВЭ имеют до 52 жил, а кабели марок КМПВТ и КМПВТЭ — до 61 жилы. Все телефонные кабели (в обозначении марок которых указана буква «Т») выполняют с одно-проволочйыми медными жилами сечением 0,5—1,0 мм2.
Рис. 1. Конструкции кабелей для силовых и осветительных установок: а — КНРЭ и КНРП; б —КНР, КНРУ и НРШМ; а —КМПВЭ и КМВВЭ.
1 — токопроводящая медная жила; 2 — резиновая изоляция жилы; 3 — полиэтиленовая изоляция жилы (поливинилхлоридная в кабелях марки КМВВЭ); 4 — прорезиненная тканевая лента (полиэтиленовая или поливинилхлоридная в кабелях марки КМПВЭ); 5 — резиновая маслобензостойкая оболочка; 6 — поливинилхлоридная оболочка; 7 — миткалевая лента; 8— общий экран из медных луженых проволок (стальных оцинкованных в кабелях марки КНРП).
Рис. 2. Конструкции кабелей для контрольных цепей и телефонной связи:
а — КНРЭТЭ и КНРЭТП; б — КНРТ и КНРТУ; в — КМПЭВЭТ И КМПЭВЭ.
1 — токоведущая медная жила; 2 —резиновая изоляция жилы; 3 — полиэтиленовая изоляция жилы; 4 — экран жилы из металлизированной бумаги; 5 —экран жилы из медных луженых проволок; 6 — прорезиненная тканевая лента; 7 — полиэтиленовая или поливинилхлоридная лента; 8 — резиновая маслобензостойкая оболочка; 9 — поливинилхлоридная оболочка; 10 — миткалевая лента; И — общий экран из медных луженых проволок (стальных оцинкованных в кабелях марки КНРЭТП).
Согласно стандартам и техническим условиям на поставку в кабелях марок КНРЭТ, КНРЭТЭ, КНРЭТП, КНРЭТУ, КМПЭВ, КМПЭВП и КМПЭВЭ экранируют не менее 50% жил (по специальному заказу экранируют все жилы), в кабелях марок КМПЭВТ и КМПЭВЭТ экранируют все жилы (буква «Э» в середине обозначения марки кабеля указывает, что жилы экранируют).
Конструкции некоторых кабелей этой группы показаны на рис. 2.
Кабели для радиотехнических установок предназначены для лключения к передающим и приемным антеннам, для соединения различных радиочастотных установок, межприборного и внутриприборного монтажа радиотехнических устройств, работающих при частотах более 1 МГц.
По конструктивному исполнению кабели этой группы подразделяют на коаксиальные (марок РК, РКГ, РКПГ), симметричные /марки РД), задержки (марки PC) и комбинированные (марок ВКР, КП, КПТ, ТВКи др.).
Жилы радиочастотных кабелей выполняют однопроволочными и многопроволочными, изоляцию — из резины, полиэтилена, фтор-лона; имеются также конструкции кабелей с воздушно-полиэтиленовой и воздушно-фторлоновой изоляцией. Кабели с резиновой изоляцией могут эксплуатироваться при температуре от —50 до + 60° С, с полиэтиленовой изоляцией — от —60 до +85 °С, с фтор-лоновой изоляцией —от —60 до +200 °С.
Рис. 3. Конструкции радиочастотных кабелей: а — РК-50-1-11 и РКГ-5; б — РД-114.
1 — токоведущая медная жила; 2 — полиэтиленовая изоляция жилы; 3 — внешний провод; 4 — полиэтиленовая оболочка.
Конструкции некоторых радиочастотных кабелей представлены на рис. 3.
Провода применяют главным образом для внутреннего монтажа электрораспределительных устройств, аппаратов, приборов и электрических машин. Только некоторые из них используются Для прокладки в сухих и отапливаемых помещениях судна, а также для гибких жгутов и межприборного монтажа.
В зависимости от назначения жилы проводов изолируют резиной РТИ-1, поливинилхлоридом, хлопчатобумажной пряжей, стекловолокном, натуральным шелком, шелком капрон, эмалями и Другими изоляционными материалами; провод марки ПАМГ изоляции не имеет.
Все перечисленные в приложении 3 провода выполняют только одножильными. Жила проводов марок ПВЛ и ПВЛЭ состоит из 19 медных луженых проволок диаметром 0,28 или 0,30 мм.
Жилы других проводов изготовляют следующих сечений: УВГ и ПАМГ 1,5—25 мм2; БПВЛ и БПВЛЭ — 0,35—95 мм2; ЛПРГС н ЛПРГСЭ —0,5—95 мм2; ПГВ —0,5—120 мм2; МГШВ — 0,12— 1,5 мм2; УВ’ОГ — 1,5—6 мм2 и т. д.
Допустимый радиус изгиба проводов — не менее пяти наружных диаметров.
Шнуры применяют на судах весьма ограниченно. Наибольшее распространение получили шнуры следующих марок:
ШПВ — шнур с параллельно уложенными жилами в общей полихлорвиниловой изоляции, сечение жил 2×0,35—2×0,75 мм2; применяется для абонентских громкоговорителей, радиоприемников, телевизоров и магнитофонов;
ШПО — шнур с параллельно уложенными жилами в изоляции из хлопчатобумажной пряжи в общей оплетке, сечение жил 2×0,35 мм2; применяется для абонентских громкоговорителей;
ШПРО — шнур с параллельно уложенными жилами с резиновой изоляцией в общей оплетке, сечение жил 2×0,5 мм2; применяется для телевизоров, медицинских рефлекторов, настольных ламп и вентиляторов;
ШВРО — шнур со скрученными жилами в резиновой изоляции с заполнением в общей оплетке, сечение жил 3×0,75 мм2; применяется для переносных электрических приборов, третья жила используется для заземления;
ШВРШ — шнур со скрученными жилами в резиновой изоляции с заполнением, в общей резиновой оболочке, сечение жил 3×0,75 и 3×1 мм2; применяется для холодильников, пылесосов, переносных электронагревательных приборов и удлинителей.
Рис. 4. Конструкции проводов:
а — ЛПРГСЭ, ПВЛЭ и БПВЛЭ; б —ПГВ и УВОГ.
1 — токоведущая медная жила; 1 — поливинилхлоридная изоляция (резиновая в проводах ПВЛЭ и ЛПРГСЭ); 3 —лента из прорезиненной ткани; 4 — оплетка из хлопчатобумажной пряжи; 5 — лаковый покров; 5 —оплетка из медных луженых проволок.
Допустимый радиус изгиба шнуров — не менее трех наружных диаметров.
В связи с большой мощностью передаваемой электроэнергии в судовых электроэнергетических системах требуется в настоящее прокладка многочисленных кабелей, параллельно включаеися на фазу (или полюс). В силовых сетях постоянного и пере-М“„иного тока, в том числе в системах электродвижения, количество таких кабелей достигает в некоторых случаях нескольких десятков. Вследствие этого требуются громоздкие устройства то-косборных фазных или полюсных шин. Размещение кабельных трасс становится также крайне затруднительным. В связи с этим вместо кабелей на отдельных участках трасс главного тока (между генераторами и их щитами, между генераторами и ГРЩ, между секциями ГРЩ, между щитом электродвижения и гребными электродвигателями и т. п.) целесообразно применять шинопро-воды. Масса токопроводов по сравнению с кабелями марки КНР в этом случае снижается в среднем на 60% при медных шинопро-водах и на 82% при алюминиевых. Стоимость токопроводов уменьшается в среднем на 15 и 27% соответственно. Снижение массы трасс достигается за счет исключения изоляции кабелей, уменьшения сечения токопровода (так как шинопроводы по сравнению с кабелями позволяют значительно увеличить плотность тока) и уменьшения массы крепежных конструкций. Применение шинопроводов значительно облегчает монтажные работы на судне, поскольку основной объем работ по их изготовлению выполняют в цехе.
Рис. 5. Сечения трехфазных шинопроводов.
Наиболее простым является шинопровод из шихтованных (разделенных на части с целью снижения индуктивности) фазных шин прямоугольного сечения, расположенных в порядке А1 В1 С1 А2 B2 С2, где Л, и А1 В1 и В2, С, и С2 —части фаз А, В и С. Такая система называется системой спаренных фаз.
В практике судостроения с целью облегчения монтажа и упрощения конструкции применяются трехфазные шинопроводы из углового профиля, параметры которых очень близки к системе спаренных фаз.