電子技工業(yè)務第6章 船舶照明系統

第六章船舶照明系統一、正常照明(主照明)系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點正常照明系統又稱為主照明系統,是指由主電源供電,在正常情況下為各艙室和工作場所的燈具供電,使之產生足夠照度的照明系統。正常照明系統的配電線路從照明分配電板至各照明器或插座。其特點是:主配電板上由照明變壓器供電的照明匯流排直接向各照明分電箱供電,然后由照明分電箱向鄰近艙室或區(qū)域的照明燈具供電;照明電壓一般為交、直流110V或220V;不同艙室和處所均有不同的照度要求;所有照明燈具均設有控制開關。一、正常照明(主照明)系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點正常照明是船舶的主體照明,由船舶主發(fā)電機供電,凡是生活和工作所及的所有船舶處所都應配設正常照明,一般包括:(1)艙室主照明,如艙室頂燈的大部分;(2)局部或輔助照明,如床燈、壁燈、盥洗燈等;(3)裝卸貨強光燈(安裝在桅桿上的甲板投光燈);(4)室內外走道半數以上的照明(另一半由應急配電板供電,在應急時仍可點亮,屬于應急照明);(5)電風扇、電冰箱、洗衣機和艙室電取暖器等額定功率小于等于0.25kW的小功率非重要電器也可包括在正常照明系統內;(6)工作場所工作與檢修用可攜式照明及插座等。一、正常照明(主照明)系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點對正常照明系統的要求主要有如下幾個方面:(1)艙室照明器一般由兩個不同分路分別供電;(2)每一照明獨立分路的負荷電流不應過大;(3)工作主要處所至少應由兩個分路供電,且不同相的各路燈點交錯布置;(4)每一防火區(qū)至少兩路獨立照明饋電線路,其中一路可為應急照明線路;(5)有易燃易爆危險或防火要求高的艙室,控制開關應設在室外;(6)貨艙內固定照明應由艙外專用控制箱控制;(7)電風扇和插座一般應設有獨立的饋電線路,不與照明燈電路混用;(8)不同電壓等級的插頭插座有不同的結構尺寸,以防插錯電源;(9)各種插座應滿足與安裝場所相對應的防護等級要求;(10)可攜式照明器在結構上應有防觸電和防機械碰撞措施。二、應急照明系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點船舶應急照明是指在船舶主電源經主配電板供電的主照明不能正常工作時的照明,對于設有應急發(fā)電機的船舶,應急照明可分為大應急照明和小應急照明。(一)大應急照明大應急照明,是指由應急配電板經應急照明分電箱供電,與正常照明相同電壓等級的照明系統。正常情況下大應急照明系統也屬于正常照明系統的一部分,也由主電源供電,只有所有主發(fā)電機不供電時才由應急發(fā)電機通過應急配電板供電。二、應急照明系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點(一)大應急照明船舶應急照明系統特點如下:(1)應急發(fā)電機通過應急配電板及專用線路供電;(2)照明電壓與主照明系統相同;(3)燈點較少,一般無照度要求;(4)對應急照明供電時間有要求。對于客船,應急電源的供電時間應大于36h。對于貨船,應急電源供電時間一般應大于18h。二、應急照明系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點(二)小應急照明(臨時應急照明)小應急照明,是指由蓄電池經充放電板供電的照明,小應急照明又稱為臨時應急照明。小應急照明系統的燈點少,無照度要求,燈具涂以紅漆標志。主要分布在駕駛臺、船舶重要通道、扶梯口和機艙重要處所。小應急照明由蓄電池組供電,與主、應急照明系統之間有電氣聯鎖;饋線上不設開關;它應能連續(xù)供電30min以上。三、航行信號燈系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點航行信號燈是保證船舶安全航行的重要設備,包括航行燈和信號燈兩部分。(一)航行燈航行燈是船舶照明系統中的一個獨立部分,船舶在夜間航行時,為了表明船舶所在位置、航向、類型、有無拖船或其他狀態(tài)而設置,從而防止周圍或過往船舶誤會,造成海損事故的發(fā)生。航行燈是在日落到日出期間需點燃的各種燈具,是保證船舶夜間安全航行的重要燈光信號。三、航行信號燈系統第一節(jié)船舶照明系統組成、分類和特點(二)信號燈信號燈是船舶在各種情況下的燈光標志,是船舶夜間用于表明所處狀態(tài)及進行通信聯絡的各種燈具。航行信號燈是船舶安全的重要保障,因此對其設置有專門的規(guī)定。環(huán)照燈、閃光燈、莫氏信號燈等用于發(fā)出光信號的燈統稱為信號燈。前錨燈、后錨燈、閃光燈等也屬于信號燈。一、船舶常用燈具第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(一)船舶常用燈具的基本類型船舶常用燈具應具有一定的機械防護性能,確保工作可靠。根據使用場合的不同,船舶燈具的結構可分為以下四種類型。1.防護型2.防潮型3.防水型4.防爆型一、船舶常用燈具第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)船舶照明屬具1.開關一般艙室燈開關應安裝在門開啟邊,有的艙室有兩扇門,可采用雙聯開關。儲藏室、蓄電池室、油漆間、燈間、消防設備控制站等艙室開關不應設在室內;廁所、浴室等處開關通常設在門外;冷庫、糧庫、行李艙、郵件艙等處開關應設在門外且開關上應帶接通指示燈。2.插座在居住艙室的臺燈、冰箱、電取暖器旁,餐廳、廚房、配餐間,機器處所及各種工作艙室,主配電板、應急配電板及大型控制設備近旁,計程儀、測深儀艙、軸隧、起貨機桅房,內外走道適當處所應裝設插座。對不同電壓等級的插頭、插座應選用不同的結構形式。一、船舶常用燈具第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)船舶照明屬具3.油船及特殊船舶的附加要求(1)在油船危險區(qū)域或處所內固定安裝的照明燈具應采用防爆型、增安型、正壓型、空氣驅動型燈具。這些照明燈具的開關應能分斷所有絕緣極,并應設置在安全區(qū)域或處所內。(2)油船危險區(qū)域或處所內可攜式照明應采用帶有獨立蓄電池的本質安全型、增安型、防爆型、空氣驅動型燈具。危險區(qū)內不應使用由電纜供電的可攜式照明。(3)油船上的貨泵艙、毗鄰于貨油艙的隔離空艙、直接位于貨油艙上面的封閉和半封閉處所以及儲放輸油管的艙室,可以通過固定裝在艙壁上或甲板上的玻璃窗進行照明。照明燈具及其配線固定安置在非危險處所。(4)安裝在露天甲板或擴大危險區(qū)域或處所的插座,應選用帶聯鎖的形式,使開關在接通位置時,插頭不能插入或拔出,并且開關應能分斷所有絕緣極。(5)油船上嚴禁掛彩燈。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源船舶照明電光源可分為三大類:第一類為熱輻射光源,如白熾燈和鹵鎢燈;第二類為氣體放電光源,如熒光燈、汞燈、金屬鹵化物燈和汞氙燈;第三類,近年來隨著半導體技術的發(fā)展,LED式光源得到越來越多的應用,其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點促進了其迅速推廣。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(一)熱輻射燈1.白熾燈白熾燈是最普通的照明電光源,它依靠電流通過螺旋狀的鎢絲產生大量熱,使燈絲溫度升高到白熾程度而發(fā)光。白熾燈結構簡單,能瞬時點燃,無頻閃,可調光,價格低廉,在照明系統中得到了廣泛應用。船用白熾燈燈絲稍粗,具有較高的機械強度及耐潮性。除普通照明光源外,船舶航行燈、信號燈和應急照明燈都采用白熾燈,因為它不會因電壓低落而熄滅。便攜工作行燈和大部分控制系統指示燈也采用白熾燈。航行燈多用插口燈頭,大功率白熾燈采用螺口燈頭,以增大導電接觸面積。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(一)熱輻射燈2.鹵鎢燈為克服普通白熾燈鎢絲蒸發(fā)影響壽命的缺點而出現了鹵鎢白熾燈。鹵鎢燈尺寸較小,機械強度高,耐壓增加。由于它的工作溫度高,宜用耐高溫導線,如硅橡膠導線。它的發(fā)光效率約是普通白熾燈的2倍,額定壽命可達2000h,鹵鎢燈適用于要求高照度、空間開闊的場所,例如機艙上部、輔機平臺和甲板等處所的集中照明。有些鹵鎢燈的燈管要求水平安裝,傾斜不得超過規(guī)定的角度。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(一)熱輻射燈二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈1.熒光燈(日光燈)熒光燈燈管在抽真空后充入了少量的氬氣和汞,燈管內壁涂有熒光物質,管內兩端燈絲上涂有發(fā)射電子的陰極物質,是一種預熱式低壓汞蒸氣放電燈。直管型熒光燈的兩端設有兩個電極,是用螺旋狀鎢絲做成,具有良好的熱電子發(fā)射能力,管內的工作介質為汞蒸氣。它的發(fā)光效率約為白熾燈的6倍,平均壽命可達5000h。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈熒光燈常見故障有以下幾種情況:(1)熒光燈通電后,啟輝器工作正常,燈管兩端發(fā)出像普通白熾燈點亮時發(fā)出的暗紅色光,而燈絲無閃爍,中間不亮,燈管無法起動。(2)更換燈管時,如新管通電后兩端很亮并伴隨響聲隨之熄滅。(3)啟輝器損壞,通電后燈管兩端發(fā)光而燈管始終無法點燃。(4)燈管閃爍嚴重或有光柱起伏滾動現象。(5)啟輝器頻繁起動,燈管時亮時滅。(6)燈管兩端發(fā)黑二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈2.高壓汞燈高壓汞燈的主要構成部分是放電管,它由耐高溫的石英玻璃制成,兩端裝有主、輔電極,電極用鎢絲浸漬碳酸鋇、碳酸鍶等熱電子發(fā)射材料制成,有良好的熱電子發(fā)射能力;輔助電極用于熱起動,放電管內充以氬氣作為起動氣體,而工作氣體為汞蒸氣,汞蒸氣的壓力較高(約2~6個大氣壓),故稱為高壓汞燈。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈3.高壓鈉燈高壓鈉燈的結構形式上與冷起動的金屬鹵化物燈相似。管內氬氣為起動氣體,汞蒸氣起緩沖氣體和增加放電電抗的作用。鈉化汞更易激發(fā),以放電為主,是主要工作氣體。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈4.金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈是繼高壓汞燈之后誕生的一種新型電光源,為當前船舶普遍采用的一種光源。用途同汞燈,功率有400~3500W等多種規(guī)格。它的外形結構、工作原理、熱起動工作線路與汞燈基本相同,所不同的是放電管中除充有汞和氬氣外還加入了金屬鹵化物氣體,此時汞蒸氣只作輔助作用,金屬鹵化物氣體為工作氣體。因為金屬鹵化物更易激發(fā),所以發(fā)光效率更高,加入不同比例不同品種的鹵化物可得到不同的光色。有一種冷起動的金屬鹵化物燈,需要10000V左右的高壓實現冷起動。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈5.氙燈及汞氙燈氙燈是惰性氣體弧光放電燈。氙燈依靠氙氣放電發(fā)出強光,比金屬蒸氣放電燈的起動快。它俗稱“小太陽”,適用于港口、廣場、車站、機場等大面積照明場所。氙燈分長弧和短弧兩種:長弧氙燈是圓柱形石英放電管;短弧氙燈為橢圓形石英燈泡,兩頭有圓柱形伸長部分。在氙燈管內充入適量的汞就成為汞氙燈。汞氙燈保留了氙燈起動快,穩(wěn)定時間短,再起動容易和透光性好等優(yōu)點,又具有高壓汞燈的某些優(yōu)點,改善了發(fā)光效率和使用壽命。管形長弧汞氙燈廣泛用于海船甲板和貨艙上照明,短弧汞氙燈一般作為探照燈使用。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈6.超高壓氙燈超高壓氙燈是一種強電流弧光放電燈,光色近似于日光,發(fā)光效率高。氙氣起動快,能在點燃的瞬間就有80%的光輸出,但點燃時要求垂直放置,適用于探照燈。由于管內氣壓很高,因此需采用觸發(fā)器作點燃裝置,使用交流電時必須串聯鎮(zhèn)流器。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈7.超高壓汞氙燈在氙燈中充入高壓水銀,既發(fā)揮氙燈的優(yōu)點,更提高光效,擴大照射面,適用于作艙面照明投光燈的光源。汞燈也需用觸發(fā)器作點燃裝置?？偟膩碚f,基于各種光源有其不同的特性,現代船舶各種艙室的主體照明,通常選用熒光燈。局部照明(如臺燈)和裝飾性照明(如壁燈)用白熾燈,甲板面強光照明選用高壓氣體放電燈。對于冷庫等低溫潮濕場所,由于環(huán)境溫度低10℃日光燈起動難,光通量下降較多,一般都用白熾燈。二、船舶照明電光源第二節(jié)船舶常用燈具和電光源(二)氣體放電燈8.發(fā)光二極管(LED)式照明LED照明是電致發(fā)光光源的一種,就是固體在電場的作用下直接發(fā)光的光源。LED是一種基于普通半導體二極管的PN結特性,將電能轉換成光的器件,其基本工作原理是一個電光轉換的過程。當一個正向偏壓施加在半導體PN結兩端,PN結正向導通。在發(fā)生載流子注入時,部分載流子被對方復合,其多余的能量則以光的形式向外輻射,有的半導體材料對應的發(fā)光波長正好處于可見光區(qū)域,這種發(fā)光稱為注入式場致發(fā)光,或PN結發(fā)光。一、普通照明燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除1.單聯控制一、普通照明燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除2.雙聯控制一、普通照明燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除2.雙聯控制二、航行信號燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除航行信號燈是船舶的重要設備,為了保證航行信號燈可靠工作,除了要保證供電和工作的可靠外,還要求一旦航行信號燈出現故障,能由備用燈繼續(xù)工作,且具有報警功能,及時通知管理人員切換和修復。因此,航行信號燈控制線路與普通照明控制線路不同。航行信號燈尤其是航行燈,每組燈都是具有雙燈或雙燈絲,一旦其中一燈絲斷,可切換到同組的另一燈或另一燈絲繼續(xù)工作。二、航行信號燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除二、航行信號燈控制線路第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除三、船舶照明系統的維護保養(yǎng)第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除(一)船舶照明系統主要維護任務(1)檢查其各項性能是否符合要求。(2)發(fā)現性能下降或存在故障隱患時,及時采取措施排除隱患、恢復其性能。(3)發(fā)現損壞部件,及時更換或處理。因此,要維護好船舶照明系統,就應該了解掌握對船舶照明系統維護基本要求。三、船舶照明系統的維護保養(yǎng)第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除(二)對船舶照明系統維護的基本要求(1)普通照明及可攜式燈具絕緣電阻值應大于0.5MΩ。(2)室外燈具水密性能良好,沒有漏水滲水現象發(fā)生。(3)應急照明每月進行一次效能試驗,主要元器件及其主要裝置的絕緣電阻,每半年進行一次全面測量。(4)每航次開航前,應檢查航行燈、信號燈的供電電源、燈具及故障報警裝置。(5)探照燈、運河燈在使用前應檢查其電源、開關、連接電纜和燈具的水密性能,并測量絕緣電阻。三、船舶照明系統的維護保養(yǎng)第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除(三)船舶照明系統維護保養(yǎng)注意事項(1)盡量避免帶電更換燈泡,更換的燈泡應與電源電壓一致,功率不能超過燈具允許的容量。(2)在檢修某些特殊部位,例如輔鍋爐內部、柴油機曲軸箱、壓載艙、儲水柜等地方時,使用的臨時照明必須是帶有安全網罩的36V以下的低壓行燈。裝卸易燃危險貨物時,不可使用攜帶式貨艙燈。(3)應急照明燈具應涂以紅漆標記,以示區(qū)別,經常檢查燈泡是否良好,損壞的應及時更換。(4)甲板、船橋等露天投光燈具,開燈前應先脫去帆布罩,用完要及時將帆布罩罩妥。(5)室外水密插座,通電前先檢查插頭螺母是否旋緊,取出插頭前檢查電源是否切斷,用畢后應旋緊防水蓋。(6)需要張掛彩燈時,要考慮到供電線路和開關的載流量,各相電流分配是否平衡,并要配備好保護裝置。(7)油船嚴禁張掛彩燈。四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除由于船舶照明系統有很大部分工作在露天甲板場所和艙室,受到各種不良環(huán)境因素的影響,很容易出現絕緣老化甚至絕緣損壞,因此船舶照明系統的故障相對經常發(fā)生。船舶照明系統主要故障有:短路故障、接地故障和斷路故障。四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除1.短路故障船舶照明系統的短路故障往往是線路受潮或絕緣受損造成的。這種故障的常見現象是:一通電,空氣開關就跳開或熔斷絲燒斷。檢查時,應先切斷電源,將萬用表置R×1擋,把兩測量表棒置在線路兩端(因線路有短路,萬用表指針指零);然后,將各并聯支路開關逐個斷開予以排除。當斷開某一路開關,萬用表電阻指示值明顯增大時,說明該支路存在短路故障。四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除1.短路故障四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除2.接地故障引起船舶照明系統接地故障的原因,主要是電纜線老化破損碰地或燈頭接線處線路碰殼。特別是甲板照明線路,經常受海水和鹽霧的侵襲,更易發(fā)生接地故障。船舶照明系統的接地故障,一般可用500V兆歐表進行檢查(小應急照明系統的接地故障,也可使用100V兆歐表檢查)。照明線路絕緣值應大于0.5MΩ。當兆歐表測得的絕緣電阻值小于0.5MΩ或零,則說明線路受潮或絕緣老化導致對地絕緣電阻降低或對地短路。應采取措施恢復線路絕緣,如對受潮器件進行烘潮,對絕緣破損接地的接地點進行清洗、烘干和絕緣包扎。尤其是接線排,受潮后表面覆蓋有薄薄的一層鹽霧,采用清潔劑清洗常常難于恢復絕緣,可將其拆下,放在熱水中略微浸泡再烘干,即可恢復絕緣。四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除2.接地故障四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除3.斷路故障船舶照明系統的斷路故障表現在線路不通,燈泡不亮。其原因大多是線路出現機械損傷,或由于振動而造成的接線端子松脫,或燈具開關接觸不好與損壞。故障點的查找可采用通電法或斷電法。所謂通電法,是指檢查時,接通電路電源,利用萬用表的電壓擋(置于量程高于被測值的電壓擋)進行測量查找的方法。具體應用時可通過輔助的絕緣導線,將萬用表一根表筆固定在供電端,另一根表筆逐步向燈具端移動,邊移動表筆邊觀察所測量的電壓值。當相鄰兩點的電壓值從無到有或從有到無,則該兩點之間的電路存在斷路點。四、船舶照明系統的故障排除方法第三節(jié)船舶照明系統維護保養(yǎng)和故障排除4.實際照明設備故障的處理維護照明系統的完好是船上電氣管理人員的經常性工作之一,照明燈熄滅時應及時更換損壞的燈管或燈泡,如果不是燈管或燈泡的問題,應及時排除故障。更換燈管或燈泡時要注意安全,并最好在斷電的狀態(tài)下進行。由于某一路照明線路中一只燈泡發(fā)生短路故障,熔斷器熔斷或空氣斷路器跳閘,導致整個分路所有照明燈不亮。在修理室外照明線路時,特別要注意插座、插頭、燈頭等內部的接觸部分,發(fā)現有銹蝕處,應及時修好。貨船的