Kablovi

Primjena kablovaElementi elektrinog sistema na plovnom objektu kao to su: izvodi, razvodni ormari i potroai, meusobno su povezani elektrinim kablovima za prenos elektrine energije u svrhu napajanja, upravljanja ili prenosa elektrinih informacija (signalizacija, mjerenje, obrada podataka).

DefinicijaKabl: vrsta elektrinog voda koji se sastoji od jedne ili vie ila i odgovarajuih zatitnih slojeva.

Podjela kablovaSa stanovita namjene, brodski kablovi se dijele na:

energetske,signalno-upravljake,telefonske ispecijalne kablove.

Podjele kablovaSa stanovita broja ila kablovi se dijele na:

JednoilneTroilneVieilne

Podjele kablovaSa stanovita naponskih nivoa kablovi se dijele na:

NiskonaponskeVisokonaponske

Konstrukcija energetskih kablovaProvodnikIzolacija provodnikaPlatArmaturaIspunaIzolacija kabla

Konstrukcija energetskih kablovaProvodnik: metalni dio kabla namjenjen provoenju struje.

ila: dio kabla koji se sastoji od provodnika, izolacije i slaboprovodnih slojeva ako postoje.

Jezgro kabla: skup pouenih ila, sa odgovarajuom ispunom ako postoji.

Ispuna: element kabla kojim se ispunjava meuprostor izmeu ila da bi se dobio kruni presjek kabla. Ako je ispuna nainjena od slaboprovodnog materijala, ona slui kao provodna veza izmeu elektrine zatite i slaboprovodnih slojeva oko ila kabla.

Konstrukcija energetskih kablovaPlat: zatitni sloj od polivinilhlorida (PVC) ili polietilena (PE) koji titi elemente kabla od vlage i hemijskih uticaja, a u manjoj meri i od mehanikih oteenja.

Metalni plat: beavna cijev od olova ili aluminijuma koja se postavlja preko jezgra kabla sa ciljem da titi izolaciju od vlage i hemijskih ili mehanikih oteenja.

Armatura: sloj od metalnih traka ili ica koji titi kabl od prekomjernih mehanikih naprezanja i oteenja kabla.

Optereenje kablovaU pogonu kablovi su optereeni:

Strujom koja prolazi kroz kabl i zagrijava ga. Iz toga razloga presjek provodnika kabla mora biti izabran tako da maksimalna struja u normalnom pogonu nee zagrijavati kabl preko dozvoljene temperature.

Elektrinim poljem koje napree izolaciju kabla. Ukoliko vrijednost elektrinog polja pree kritinu vrijednost doi e do proboja izolacije kabla i njegovog oteenja koje moe biti praeno kratkim spojevima i drugim kvarovima. Da bi se dobila ravnomjerna raspodjela elektrinog polja unutar kabla koristi se vie slojeva izolacije.

Elektrini parametri kablova

Zamjenska ema kablaKoriste se dvije zamjenske eme:

T ema ema

U zamjenskim emama se zanemaruje parametar odvodnosti G.

Zamjenska T ema kabla

Zamjenska ema kabla

Polaganje kablovaPolaganju kabela na plovnom objektu potrebno je posvetiti veliku panju. Velika koliina kablova, prolaz kroz mjesta s visokom temperaturom, prolaz kroz nepropusne pregrade, prolaz kroz prostore eksplozivnih zona i sl. mogu uticati na sigurnost broda, kao i na sigurnost samih kablova.

Zajedniko voenje kablova povlai sa sobom poveanje temperature kabla i manju strujnu opteretivost.

U principu kablove treba polagati u zajednike trase, ravnim i najkraim putevima gdje e biti maksimalno zatieni od oteenja, djelovanja kondenzata, vode i toplote. Kablovi se polau na kablovske nosae i privruju se kablovskim obujmicama.

Brodska mjerenja

Mjerenja na brodovimaNa plovnim objektima se u pogonu i van njega sprovode razliita mjerenja koja se mogu podijeliti na:

Mjerenje elektrinih veliina (napon, struja, frekvencija, snaga, otpornost itd.)Mjerenje nelektrinih veliina (pritisak, brzina, temperatura itd.)

Mjerenja na brodovimaMjerenje elektrinih veliina se moe sprovesti primjenom:

Elektrinih mjernih instrumenataElektronskih mjernih instrumenata (analognih i digitalnih)

Mjerenje neelektrinih veliina se moe sprovesti pretvaranjem nelektrine veliine u elektrini signal koji se tada mjeri kao elektrina veliina.

Elektrini mjerni instrumentiKod elektrinih mjernih instrumenata mjerenja se baziraju na poreenju zakretnog momenta kojeg stvara mjerena elektrina veliina i poznatog otpornog momenta mehanikog sistema.Prema efektu kojim mjerena veliina stvara zakretni moment mogu biti:

MagnetniTermikiElektrostatiki

Otporni moment mehanikog sistema je najee moment spiralne opruge.

Elektronski mjerni instrumentiRazvoj elektronike uslovio je potrebu mjerenja signala male energije. Ovi signali se ne mogu mjeriti primjenom elektrinih mjernih instrumenata s obzirom da ovi instrumenti imaju relativno veliku potronju energije.

Za potrebe mjerenja signala male vrijednosti energije koriste se elektronski mjerni instrumenti.

Elektronski mjerni instrumentiElektronski mjerni instrumenti mogu biti analogni i digitalni.

Analogni mjerni instrumenti predstavljaju kombinaciju elektronskog pojaavaa (koji pojaava mjereni signal male vrijednosti) i klasinog elektrinog mjernog instrumenta koji mjeri taj pojaani signal uporeujui ga sa otpornim momentom sprialne opruge.

Analogni elektronski mjerni instrumenti

PojaavaElektrini mjerniinstrumentUlazni mjerni signal

Digitalni elektronski mjerni instrumentiDigitalni mjerni instrumenti umjesto elektrinog mjernog ureaja imaju digitalni displej. Da bi se analogni signal prikazao na displeju korsti se A/D (Analogno/Digitalna) konverzija.

PojaavaUlazni mjerni signalA/D konverzijaDisplej

Pogonska mjerenjaPogonska mjerenja su mjerenja koja se trajno vre u pogonu, pomou instrumenata koji su stalno prikljueni. Instrumneti koji vre ova mjerenja se zovu pogonski mjerni instrumenti.

Pogonski instrumenti koji pokazuju vrijednost mjerenih veliina mogu biti:

pokazni registracioni

Pokazni i registracioni instrumentiPokazni instrumentiNa pokaznim instrumentima mogu se oitati vrijednosti samo u trenutku mjerenja.

Registracioni instrumentiRegistracioni instrumenti, pored pokazivanja vrijednosti u trenutku oitavanja, jo i registruju vrijednosti mjerene veliine u odreenom vremenskom intervalu.

Mjerenja osnovnih elektrinih veliinaOsnovne elektrine veliine koje se mjere su:

NaponStrujaOtpornost

AmpermetarSlui za mjerenje struje.Vee se redno u kolu u kome se mjeri struja.Ima malu unutranju otpornost tako da ne stvara veliki pad napona.

Strujna klijetaStrujna klijeta takoe mjere struju kroz neki provodnik.Princip rada se bazira na injenici da struja kroz neki provodnik stvara magnetno polje, koje indukuje elektromotornu silu u namotajima kroz koje to polje prolazi. Mjerenjem te ems se moe posredno dobiti vrijednost struje kroz provodnik.

VoltmetarSlui za mjerenje naponaVee se paralelno na vorove izmeu kojih se mjeri napon.Ima vrlo veliku unutranju otpornost tako da kroz voltmetar protie vrlo mala struja.

OmmetarSlui za mjerenje otpornosti.Ima sopstvenu bateriju fiksne vrijednosti elektromotorne sile tako da se u sutini mjeri struja kroz neki element ime se na osnovu relacije Omovog zakona:

dobija vrijednost otpornosti R.Skala instrumenta se izbadari u omima ().

Ommetar Ommetar

MegaommetarS obzirom na uslove u kojima radi brodska elektrina oprema neophodna je esta kontrola ispravnosti izolacije izmeu namotaja elektrinih maina, kao i provjera izolacije provodnika.

Teorijski, otpor izolacije bi trebao da bude beskonaan, to je neostvarljivo, pa je propisima regulisana granica ispod koje otpor izolacije ne smije da padne.

MegaommetarNa brodovima se koriste megaommetri kojima se mjeri otpornost izolacije kada oprema nije pod naponom.

Mjerenje otpora izolacije se bazira na mjerenju struje (tzv. struja curenja) kroz izolaciju koja se pojavljuje kada se izolacija podvrgne visokim naponima. Ova struja se mjeri veoma osjetljivim instrumentima jer se u sluaju ispravne izolacije radi o izuzetno malim vrijednostima.

MegaommetarVisoki napon se dobija ili preko induktora (koji se okree runo da bi se dobio eljeni napon ranije verzije) ili preko transformatora kojim se podie napon na eljenu vrijednost.

ENERGETSKA ELEKTRONIKA NA BRODOVIMA

UvodPredmet prouavanja energetske elektronike obuhvata elektronske ureaje koji se primjenjuju u razliitim sistemima i izvorima napajanja elektrinom energijom. Energetska elektronika (eng. Power electronics) snana, mona elektronika.Elektronske komponente koje se koriste u energetskoj elektronici se preteno koriste u prekidakom reimu rada.

Struje kroz poluprovodnike komponente energetske elektronike mogu biti reda: mA ~ kA.Naponi koji se javljaju na poluprovodnikim komponentama energetske elektronike mogu biti reda mV ~ kV.

Komponente u energetskoj elektoniciPoluprovodnike komponente koje se koriste u energetskoj elektronici:

Dioda,Tiristor (eng. Thyristor)GTO (Gate turn-off) tiristor,Triak (Triac),Bipolarni tranzistor,Mosfet,IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor tranzistor saizolovanim gejtom), itd.

Ogranienja komponenti u pogledu struja i napona

PodjelePoluprovodnike komponente (prekidae) dijelimo na:

neupravljive (diode)

poluupravljive (SCR tiristori, triak) upravljanje ukljuenjem

upravljive (tranzistori, GTO,...) upravljanje ukljuenjem i iskljuenjem.

Dioda

Tiristor

Triak

Tranzistor

Ureaji energetske elektronikePrema vrsti konverzije razlikujemo:

AC DC pretvarae (ispravljai)DC DC pretvaraeDC AC pretvarae (invertori)AC AC pretvarae:iste uestanostijedne uestanosti u drugu

AC DC pretvarai (ispravljai)Polutalasno ispravljanje jednofazni napon

AC DC pretvarai (ispravljai)Polutalasno ispravljanje

AC DC pretvarai (ispravljai)Punotalasno ispravljanje jednofazni napon

AC DC pretvarai (ispravljai)Punotalasno ispravljanje

AC DC pretvarai (ispravljai)Punotalasno ispravljanje trofazni napon

AC DC pretvarai (ispravljai)Punotalasno ispravljanje trofazni napon

DC DC pretvarai

DC AC pretvarai (invertori)

AC AC pretvarai