Protecții electrice navale

CAPITOLUL I

REŢELE ELECTRICE NAVALE

1.1. SISTEME DE DISTRIBUŢIE

Sistemul de distribuţie este ansamblul tuturor liniilor prin care energeia elecrtica se distribuie către consumatori, legăturile acestor linii cu tabloul principal de distribuţie (TPD), precum şi între ele.

Pe nave se utilizează următoarele trei sisteme de distribuţie:

• sistemul cu linii magistrale. Acest sistem se caracterizează prin existenţa unor linii magistrale de alimentare a consumatirilor. Pe aceste linii sunt conectate tablourile auxiliare de distribuţie (TAD) sau u neori se utilizează în locul lor cutii de conexiune sau doze de derivaţie.

Avantajele acestui sistem constau în:

- consumul mic de cabluri,

- reducerea curenţilor de scurt circuit,

- micşorarea numărului de circuite care pelaca din TPD.

Dezavantajele constau în faptul că:

- siguranţa alimentării cu energie electrică a consumatirilor este mai mică, iar căderile de tensiune sunt mai mari.

Prin specificul sau, sistemul cu linii magistrale se pretează cel mai bine pentru alimentarea consumatorilor de importanta relativ mică pentru securitatea navei, existenţi în număr mare şi distribuiţi pe suprafeţe mari ( de exemplu: corpurile de ilimunat amplasate într-un anumit compartiment).

• sistemul cu linii radiale. Acest sistem permite alimentarea consumatorilor fie direct prin TPD, fie din tablouri auxiliare de distribuţie, alimentate la rândul lor direct din TPD.

Avantajele acestui sistem constau în:

- faptul că siguranţa alimentării cu energie electrică este mai mare faţă de sistemul cu linii magistrale,

- iar căderile de tensiune sunt mai mici.

Dezavantajele constau în faptul că:

- curenţii de scurt circuit sunt mai mari,

- iar consumul de cabluri este de asemenea mai mare decât la sistemul cu linii magistrale.

Datorită acestor caracteristici, sistemul cu linii radiale se utilizează pentru alimentarea consumatorilor esenţiali, adică a celor care au o importanţă deosebită în ceea ce priveşte securitatea navei şi a echipajului ( de exemplu: motoarele electrice pentru acţionarea cârmei, pompele de santina).

• sistemul mixt. Acest sistem este o combinaţie a celor două sisteme anterioare. Pe nave, pentru a îmbina avantajele celor două sisteme precedente, toate sistemele de distribuţie sunt mixte, deşi în anumite reţele separate predomina liniile magistrale sau cele radiale.

În ceea ce priveşte numărul de căi de curent, reţelele electrice de la bordul navei se clasifica în:

a. reţele cu două conductoare (în curent alternativ monofazat şi în curent continuu);

b. reţele cu trei conductoare (în curent alternativ trifazat).

Utilizarea corpului navei drept conductor de întoarcere este admisă numai pentru tensiuni mai mici de 24 V, iar puterea instalta într-o asemenea reţea nu trebuie să depăşească 2 kW. Totuşi, pe tancurile petrolierea, asemenea reţea nu este admisă, chiar la tensiuni şi puţei mai mici decât cele menţionate.

1.2. CALCULUL REŢELELOR ELECTRICE NAVALE

Cele mai importane criterii de alegere a secţiunilor caburilor sunt:

- temperatura la care se încălzesc conductoarele în regimul considerat nominal,

- mărimea căderii de tensiune, care pe cablu între tablou şi consumatorul alimentat prin cablul respectiv, să nu depăşească valorile maxime admise.

În practica proiectării instalaţiilor electrice navale se aleg secţiunile conductoarelor din considerente de încălzire şi apoi se efectuează verificarea căderii de tensiune.

1.2.1. ALEGEREA SECŢIUNII CONDUCTOARELOR

La trecerea curentului prin conductoarele cablului se degajă căldură conform legii Joule-Lenz. O parte din căldura se disipa în mediul înconjurător, iar altă încălzeşte cablul. Acest proces este descris de ecuaţia diferenţială:

unde:

= o parte din puterea transmisă pe cablu care se transformă în căldura pe un metru liniar de cablu, în W/m;

t= timpul,în s;

C= căldură specifică a cablului, în J/ C.m;

A= puterea disipată de un metru liniar de cablu la o diferenţă de temperatură de un grad;

= diferenţă de temperatură dintre conductorul cablului şi mediul ambiant, în C.

Din relaţie se vede că cei trei termeni au următoarele semnificaţii:

= este căldura dezvoltată de fiecare metru liniar de cablu;

= căldura consumată pentru încălzirea cabului;

= căldura transmisă mediului ambiant.