Электрооборудование для тропического и холодного климата, как правило, изготовляют на базе электрооборудования нормального (обычного) исполнения, а исполнения ТМ — на базе электрооборудования морского исполнения. Для изделий исполнений Т, ТС и ХЛ в конструкции вносят соответствующие изменения. Коренных изменений а изделия исполнения ТМ по сравнению с обычным -морским исполнением, как правило, вносить не следует, гак как морское электрооборудование само по себе уже приспособлено для эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
Согласно действующей нормативной документации электрические изделия исполнений Т и ТС должны быть рассчитаны для длительной работы при напряжении сети 0,95—1,05 номинального, если в технических условиях на изделие не оговорен иной диапазон; при этом должны сохраняться номинальные параметры изделий. При работе допускаются кратковременные изменения напряжения сети в пределах 0,85—1,1 номинального при переменном токе и 0,8—1,1 номинального при постоянном токе. В частности:
а) электромагнитные аппараты как в холодком состоянии, так и после прогрева катушек при напряжении 1,05 номинального до установившегося теплового состояния должны срабатывать при переменном токе при напряжении 0,85—1,1 номинального и при постоянном токе при напряжения 0,8—1,1 номинального, если техническими условиями на аппараты не оговорены другие, более жесткие требования (например, для реле повышения напряжения или приводов коммутационных аппаратов высокого напряжения);
б) машины переменного тока должны длительно отдавать номинальную мощность при изменениях напряжения в пределах 0,95—1,05 номинального при одновременных изменениях частоты в пределах 0.97—1,03 номинальной. При этом изменения напряжения и частоты могут происходить одновременно.
В тропических странах и странах с холодным климатом иногда требуется электрооборудование не только на 50 гц, как принято в СССР, но к на 60 гц. Значения номинальных напряжений в ряде стран также несколько отличаются от принятых в СССР. Например, низковольтные электродвигатели переменного тока тропического исполнения, как правило, выпускают на напряжение 400 в, постоянного тока — на 220 в, хотя могут требоваться и другие напряжения. При этом номинальные значения тока статора у двигателей переменного тока и тока якоря у двигателей постоянного тока будут отличаться от значений их для основного наполнения. При проектировании машины эти новые значения тока устанавливают пересчетом каталожных данных, предусмотренных основной документацией, в соответствии с номинальными напряжениями и исходя из сохранения энергетических показателей (к. п. д. и коэффициента мощности).
Требования к изделиям морского тропического исполнения в части изменения напряжения и частоты в зависимости от назначения изделий устанавливаются действующими «Правилами классификации и постройки морских судов. Часть V. «Электрооборудование», именуемыми в дальнейшем «Правилами Регистра». Электротехнические изделия северного исполнения (ХЛ) в части напряжения и частоты. при поставках в районы холодного климата СССР должны соответствовать действующей в СССР нормативной документации для изделий, предназначенных для эксплуатации в умеренном климате.
Поставляемое на экспорт электрооборудование, если это оговорено в технических условиях, должно быть выполнено с защитой от помех радиоприему. В схемах защиты от радиопомех должны применяться элементы, удовлетворяющие требованиям соответствующего исполнения (Т, ТС, ТМ, ХЛ).
Тепловой расчет электрооборудования производится, исходя из расчетной температуры, приведенной в табл. 3-1, т. е. для изделий исполнений Т, ТС и ТМ — по верхним значениям расчетной температуры +45 или +50° С, по среднегодовой температуре +27° С, а для изделий исполнения ХЛ — как для изделий, принятых для умеренного климата. В зависимости от принятой расчетной температуры выбираются и допустимые превышения температур, от чего зависит непрерывный арок службы электрооборудования, связанный в первую очередь со сроком службы электрической изоляции.
В связи с тем, что в тропической зоне наблюдаются более высокие температуры охлаждающей среды (воздуха, воды), для сохранения расчетного срока службы электрической изоляции в существующих габаритах электротехнических изделий исполнений Т, ТС и ТМ следует идти на применение более нагревостойких электроизоляционных материалов или снижение предельных превышений температур, допустимых для отдельных узлов и деталей, т. е. на снижение мощности (рис. 3-1).
Первый путь предпочтительнее, так как применение его разрешает сохранить существующие каталожные параметры и размеры изделий.
Изделия исполнения ХЛ остаются в существующих для нормального (обычного) исполнения габаритах, так как расчетные температуры обоих указанных исполнений совпадают.
Рис. 3-1. Влияние температуры охлаждающей среды на изменение мощности электрических машин [Л. 18].
Электрооборудование в морском тропическом исполнении промышленность начала выпускать только недавно, поэтому на особенностях его теплового расчета следует остановиться более подробно.
При расчете морского электрооборудования различные классификационные общества принимают разные температуры охлаждающей. среды; при этом в зависимости от района плавания значения температур могут быть разными.
При всех расчетах морского электрооборудования за номинальные температуры окружающего воздуха и охлаждающей воды правилами Регистра СССР [Л. 19] принимаются:
Температура воздуха........ +40° С
Температура воды............... +25° С
Это положение не распространяется на суда с тропическим районом плавания (практически неограниченного района плавания), где в качестве номинальных температур приняты +50 и +45° С, а охлаждающей воды +30° С.
По правилам английского Ллойда [Л. 20] приняты следующие номинальные расчетные температуры:
при эксплуатации в неограниченном районе плавания:
Начальная температура охлаждающей воды +300 С
Температура охлаждающего воздуха +45° С
Для эксплуатации в ограниченном районе плавания — соответственно 25 и 40° С.
Однако английский Ллойд также допускает температуру выше 45° С для судов неограниченного района плавания. В правилах Ллойда указано, что в случаях, когда температура вентиляционного воздуха превышает 45° С, допустимые превышения температур машин должны быть уменьшены на величину, равную излишку температурь охлаждающего воздуха. По правилам французского бюро Веритас [Л. 21] для всех электрических машин судов неограниченного и тропического районов плавания принята температура воздуха, равная +50° С, а для прочих машин (в зависимости от расположения на судне и района плавания) +40 или +45° С.
В правилах французского бюро Веритас, выпущенных до 1958 г., для некоторых видов оборудования морских судов была принята расчетная температура +55° С [Л. 18].
На судах с ограниченным районом плавания вне тропических вод электрооборудование согласно правилам норвежского бюро Веритас [Л. 22] рассчитывается для работы в следующих условиях:
а) при температуре охлаждающего воздуха +40° С в сочетании с относительной влажностью воздуха 50%;
б) при температуре охлаждающей воды, подводимой к первичному двигателю, +25°.
В камбузах ............................ . +450 С
В других местах....................... +40° С
Начальная температура охлаждающей воды +30° С
На судах неограниченного района плавания норвежским бюро Веритас принимаются следующие температуры охлаждающей среды:
В машинных отделениях . . . 4-45° С
в сочетании с относительной влажностью воздуха 70%
По германскому Ллойду [Л. 23] определена лишь одна температура охлаждающего воздуха, равная +40° С, однако оговорено, что возможна и более высокая температура, которая должна учитываться при расчете электрооборудования.
Для наших судов с неограниченным районом плавания западногерманские и японские фирмы поставляют электрооборудование, рассчитанное для работы при температуре +45° С.
В [Л. 18] приводятся значения температуры +45° С, которые принимаются в расчет в ФРГ.
Правилами Американского бюро судоходства для судов неограниченным районом плавания, как и в рекомендациях Международной электротехнической комиссии (МЭК), принята температура охлаждающего воздуха +50° С [Л. 18]. Электрические машины производства США имеют гораздо большие размеры, чем машины той же мощности производства других стран. Очевидно, в эти машины заложен больший тепловой запас.
Из перечисленных примеров различных подходов к окружающим температурам для морского электрооборудования видно, что все главнейшие классификационные общества различают условия эксплуатации и, следовательно, расчета электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в тропической зоне, где наблюдаются наиболее высокие температуры воздуха и воды:
Ряд классификационные обществ в своей документации четко определяет районы плавания судов. Разграничение районов плавания позволяет более четко выбрать электрооборудование для судов.
При решении вопроса о морском тропическом исполнении практически могут рассматриваться лишь суда с неограниченным районом плавания и суда, поставляемые в страны с тропическим климатом. Относительно судов, кратковременно пребывающих в тропиках, вопрос должен решаться каждый раз отдельно (см. гл. 13).
Правилами Регистра СССР для электрического оборудовании отдельных типов судов прибрежного рейдового и портового района плавания и плавучих сооружений допускается в некоторых случаях применение электротехнического оборудования общепромышленного исполнения. В этих случаях для тропических условий должны применяться электротехнические общепромышленные изделия в исполнении Т.
Необходимо учитывать, что классификация судовых помещений, приведенная в Правилах Регистра СССР (с повышенной влажностью и особо сырые), в тропических зонах становится сугубо условной, так как практически во всех помещениях, за исключением иногда машинных и котельных отделений, может длительное время наблюдаться повышенная влажность воздуха.
