电子技工业务第6章 船舶照明系统

第六章船舶照明系统一、正常照明(主照明)系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点正常照明系统又称为主照明系统,是指由主电源供电,在正常情况下为各舱室和工作场所的灯具供电,使之产生足够照度的照明系统。正常照明系统的配电线路从照明分配电板至各照明器或插座。其特点是:主配电板上由照明变压器供电的照明汇流排直接向各照明分电箱供电,然后由照明分电箱向邻近舱室或区域的照明灯具供电;照明电压一般为交、直流110V或220V;不同舱室和处所均有不同的照度要求;所有照明灯具均设有控制开关。一、正常照明(主照明)系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点正常照明是船舶的主体照明,由船舶主发电机供电,凡是生活和工作所及的所有船舶处所都应配设正常照明,一般包括:(1)舱室主照明,如舱室顶灯的大部分;(2)局部或辅助照明,如床灯、壁灯、盥洗灯等;(3)装卸货强光灯(安装在桅杆上的甲板投光灯);(4)室内外走道半数以上的照明(另一半由应急配电板供电,在应急时仍可点亮,属于应急照明);(5)电风扇、电冰箱、洗衣机和舱室电取暖器等额定功率小于等于0.25kW的小功率非重要电器也可包括在正常照明系统内;(6)工作场所工作与检修用可携式照明及插座等。一、正常照明(主照明)系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点对正常照明系统的要求主要有如下几个方面:(1)舱室照明器一般由两个不同分路分别供电;(2)每一照明独立分路的负荷电流不应过大;(3)工作主要处所至少应由两个分路供电,且不同相的各路灯点交错布置;(4)每一防火区至少两路独立照明馈电线路,其中一路可为应急照明线路;(5)有易燃易爆危险或防火要求高的舱室,控制开关应设在室外;(6)货舱内固定照明应由舱外专用控制箱控制;(7)电风扇和插座一般应设有独立的馈电线路,不与照明灯电路混用;(8)不同电压等级的插头插座有不同的结构尺寸,以防插错电源;(9)各种插座应满足与安装场所相对应的防护等级要求;(10)可携式照明器在结构上应有防触电和防机械碰撞措施。二、应急照明系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点船舶应急照明是指在船舶主电源经主配电板供电的主照明不能正常工作时的照明,对于设有应急发电机的船舶,应急照明可分为大应急照明和小应急照明。(一)大应急照明大应急照明,是指由应急配电板经应急照明分电箱供电,与正常照明相同电压等级的照明系统。正常情况下大应急照明系统也属于正常照明系统的一部分,也由主电源供电,只有所有主发电机不供电时才由应急发电机通过应急配电板供电。二、应急照明系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点(一)大应急照明船舶应急照明系统特点如下:(1)应急发电机通过应急配电板及专用线路供电;(2)照明电压与主照明系统相同;(3)灯点较少,一般无照度要求;(4)对应急照明供电时间有要求。对于客船,应急电源的供电时间应大于36h。对于货船,应急电源供电时间一般应大于18h。二、应急照明系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点(二)小应急照明(临时应急照明)小应急照明,是指由蓄电池经充放电板供电的照明,小应急照明又称为临时应急照明。小应急照明系统的灯点少,无照度要求,灯具涂以红漆标志。主要分布在驾驶台、船舶重要通道、扶梯口和机舱重要处所。小应急照明由蓄电池组供电,与主、应急照明系统之间有电气联锁;馈线上不设开关;它应能连续供电30min以上。三、航行信号灯系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点航行信号灯是保证船舶安全航行的重要设备,包括航行灯和信号灯两部分。(一)航行灯航行灯是船舶照明系统中的一个独立部分,船舶在夜间航行时,为了表明船舶所在位置、航向、类型、有无拖船或其他状态而设置,从而防止周围或过往船舶误会,造成海损事故的发生。航行灯是在日落到日出期间需点燃的各种灯具,是保证船舶夜间安全航行的重要灯光信号。三、航行信号灯系统第一节船舶照明系统组成、分类和特点(二)信号灯信号灯是船舶在各种情况下的灯光标志,是船舶夜间用于表明所处状态及进行通信联络的各种灯具。航行信号灯是船舶安全的重要保障,因此对其设置有专门的规定。环照灯、闪光灯、莫氏信号灯等用于发出光信号的灯统称为信号灯。前锚灯、后锚灯、闪光灯等也属于信号灯。一、船舶常用灯具第二节船舶常用灯具和电光源(一)船舶常用灯具的基本类型船舶常用灯具应具有一定的机械防护性能,确保工作可靠。根据使用场合的不同,船舶灯具的结构可分为以下四种类型。1.防护型2.防潮型3.防水型4.防爆型一、船舶常用灯具第二节船舶常用灯具和电光源(二)船舶照明属具1.开关一般舱室灯开关应安装在门开启边,有的舱室有两扇门,可采用双联开关。储藏室、蓄电池室、油漆间、灯间、消防设备控制站等舱室开关不应设在室内;厕所、浴室等处开关通常设在门外;冷库、粮库、行李舱、邮件舱等处开关应设在门外且开关上应带接通指示灯。2.插座在居住舱室的台灯、冰箱、电取暖器旁,餐厅、厨房、配餐间,机器处所及各种工作舱室,主配电板、应急配电板及大型控制设备近旁,计程仪、测深仪舱、轴隧、起货机桅房,内外走道适当处所应装设插座。对不同电压等级的插头、插座应选用不同的结构形式。一、船舶常用灯具第二节船舶常用灯具和电光源(二)船舶照明属具3.油船及特殊船舶的附加要求(1)在油船危险区域或处所内固定安装的照明灯具应采用防爆型、增安型、正压型、空气驱动型灯具。这些照明灯具的开关应能分断所有绝缘极,并应设置在安全区域或处所内。(2)油船危险区域或处所内可携式照明应采用带有独立蓄电池的本质安全型、增安型、防爆型、空气驱动型灯具。危险区内不应使用由电缆供电的可携式照明。(3)油船上的货泵舱、毗邻于货油舱的隔离空舱、直接位于货油舱上面的封闭和半封闭处所以及储放输油管的舱室,可以通过固定装在舱壁上或甲板上的玻璃窗进行照明。照明灯具及其配线固定安置在非危险处所。(4)安装在露天甲板或扩大危险区域或处所的插座,应选用带联锁的形式,使开关在接通位置时,插头不能插入或拔出,并且开关应能分断所有绝缘极。(5)油船上严禁挂彩灯。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源船舶照明电光源可分为三大类:第一类为热辐射光源,如白炽灯和卤钨灯;第二类为气体放电光源,如荧光灯、汞灯、金属卤化物灯和汞氙灯;第三类,近年来随着半导体技术的发展,LED式光源得到越来越多的应用,其节能环保的优点促进了其迅速推广。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(一)热辐射灯1.白炽灯白炽灯是最普通的照明电光源,它依靠电流通过螺旋状的钨丝产生大量热,使灯丝温度升高到白炽程度而发光。白炽灯结构简单,能瞬时点燃,无频闪,可调光,价格低廉,在照明系统中得到了广泛应用。船用白炽灯灯丝稍粗,具有较高的机械强度及耐潮性。除普通照明光源外,船舶航行灯、信号灯和应急照明灯都采用白炽灯,因为它不会因电压低落而熄灭。便携工作行灯和大部分控制系统指示灯也采用白炽灯。航行灯多用插口灯头,大功率白炽灯采用螺口灯头,以增大导电接触面积。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(一)热辐射灯2.卤钨灯为克服普通白炽灯钨丝蒸发影响寿命的缺点而出现了卤钨白炽灯。卤钨灯尺寸较小,机械强度高,耐压增加。由于它的工作温度高,宜用耐高温导线,如硅橡胶导线。它的发光效率约是普通白炽灯的2倍,额定寿命可达2000h,卤钨灯适用于要求高照度、空间开阔的场所,例如机舱上部、辅机平台和甲板等处所的集中照明。有些卤钨灯的灯管要求水平安装,倾斜不得超过规定的角度。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(一)热辐射灯二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯1.荧光灯(日光灯)荧光灯灯管在抽真空后充入了少量的氩气和汞,灯管内壁涂有荧光物质,管内两端灯丝上涂有发射电子的阴极物质,是一种预热式低压汞蒸气放电灯。直管型荧光灯的两端设有两个电极,是用螺旋状钨丝做成,具有良好的热电子发射能力,管内的工作介质为汞蒸气。它的发光效率约为白炽灯的6倍,平均寿命可达5000h。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯荧光灯常见故障有以下几种情况:(1)荧光灯通电后,启辉器工作正常,灯管两端发出像普通白炽灯点亮时发出的暗红色光,而灯丝无闪烁,中间不亮,灯管无法起动。(2)更换灯管时,如新管通电后两端很亮并伴随响声随之熄灭。(3)启辉器损坏,通电后灯管两端发光而灯管始终无法点燃。(4)灯管闪烁严重或有光柱起伏滚动现象。(5)启辉器频繁起动,灯管时亮时灭。(6)灯管两端发黑二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯2.高压汞灯高压汞灯的主要构成部分是放电管,它由耐高温的石英玻璃制成,两端装有主、辅电极,电极用钨丝浸渍碳酸钡、碳酸锶等热电子发射材料制成,有良好的热电子发射能力;辅助电极用于热起动,放电管内充以氩气作为起动气体,而工作气体为汞蒸气,汞蒸气的压力较高(约2~6个大气压),故称为高压汞灯。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯3.高压钠灯高压钠灯的结构形式上与冷起动的金属卤化物灯相似。管内氩气为起动气体,汞蒸气起缓冲气体和增加放电电抗的作用。钠化汞更易激发,以放电为主,是主要工作气体。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯4.金属卤化物灯金属卤化物灯是继高压汞灯之后诞生的一种新型电光源,为当前船舶普遍采用的一种光源。用途同汞灯,功率有400~3500W等多种规格。它的外形结构、工作原理、热起动工作线路与汞灯基本相同,所不同的是放电管中除充有汞和氩气外还加入了金属卤化物气体,此时汞蒸气只作辅助作用,金属卤化物气体为工作气体。因为金属卤化物更易激发,所以发光效率更高,加入不同比例不同品种的卤化物可得到不同的光色。有一种冷起动的金属卤化物灯,需要10000V左右的高压实现冷起动。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯5.氙灯及汞氙灯氙灯是惰性气体弧光放电灯。氙灯依靠氙气放电发出强光,比金属蒸气放电灯的起动快。它俗称“小太阳”,适用于港口、广场、车站、机场等大面积照明场所。氙灯分长弧和短弧两种:长弧氙灯是圆柱形石英放电管;短弧氙灯为椭圆形石英灯泡,两头有圆柱形伸长部分。在氙灯管内充入适量的汞就成为汞氙灯。汞氙灯保留了氙灯起动快,稳定时间短,再起动容易和透光性好等优点,又具有高压汞灯的某些优点,改善了发光效率和使用寿命。管形长弧汞氙灯广泛用于海船甲板和货舱上照明,短弧汞氙灯一般作为探照灯使用。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯6.超高压氙灯超高压氙灯是一种强电流弧光放电灯,光色近似于日光,发光效率高。氙气起动快,能在点燃的瞬间就有80%的光输出,但点燃时要求垂直放置,适用于探照灯。由于管内气压很高,因此需采用触发器作点燃装置,使用交流电时必须串联镇流器。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯7.超高压汞氙灯在氙灯中充入高压水银,既发挥氙灯的优点,更提高光效,扩大照射面,适用于作舱面照明投光灯的光源。汞灯也需用触发器作点燃装置。总的来说,基于各种光源有其不同的特性,现代船舶各种舱室的主体照明,通常选用荧光灯。局部照明(如台灯)和装饰性照明(如壁灯)用白炽灯,甲板面强光照明选用高压气体放电灯。对于冷库等低温潮湿场所,由于环境温度低10℃日光灯起动难,光通量下降较多,一般都用白炽灯。二、船舶照明电光源第二节船舶常用灯具和电光源(二)气体放电灯8.发光二极管(LED)式照明LED照明是电致发光光源的一种,就是固体在电场的作用下直接发光的光源。LED是一种基于普通半导体二极管的PN结特性,将电能转换成光的器件,其基本工作原理是一个电光转换的过程。当一个正向偏压施加在半导体PN结两端,PN结正向导通。在发生载流子注入时,部分载流子被对方复合,其多余的能量则以光的形式向外辐射,有的半导体材料对应的发光波长正好处于可见光区域,这种发光称为注入式场致发光,或PN结发光。一、普通照明灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除1.单联控制一、普通照明灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除2.双联控制一、普通照明灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除2.双联控制二、航行信号灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除航行信号灯是船舶的重要设备,为了保证航行信号灯可靠工作,除了要保证供电和工作的可靠外,还要求一旦航行信号灯出现故障,能由备用灯继续工作,且具有报警功能,及时通知管理人员切换和修复。因此,航行信号灯控制线路与普通照明控制线路不同。航行信号灯尤其是航行灯,每组灯都是具有双灯或双灯丝,一旦其中一灯丝断,可切换到同组的另一灯或另一灯丝继续工作。二、航行信号灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除二、航行信号灯控制线路第三节船舶照明系统维护保养和故障排除三、船舶照明系统的维护保养第三节船舶照明系统维护保养和故障排除(一)船舶照明系统主要维护任务(1)检查其各项性能是否符合要求。(2)发现性能下降或存在故障隐患时,及时采取措施排除隐患、恢复其性能。(3)发现损坏部件,及时更换或处理。因此,要维护好船舶照明系统,就应该了解掌握对船舶照明系统维护基本要求。三、船舶照明系统的维护保养第三节船舶照明系统维护保养和故障排除(二)对船舶照明系统维护的基本要求(1)普通照明及可携式灯具绝缘电阻值应大于0.5MΩ。(2)室外灯具水密性能良好,没有漏水渗水现象发生。(3)应急照明每月进行一次效能试验,主要元器件及其主要装置的绝缘电阻,每半年进行一次全面测量。(4)每航次开航前,应检查航行灯、信号灯的供电电源、灯具及故障报警装置。(5)探照灯、运河灯在使用前应检查其电源、开关、连接电缆和灯具的水密性能,并测量绝缘电阻。三、船舶照明系统的维护保养第三节船舶照明系统维护保养和故障排除(三)船舶照明系统维护保养注意事项(1)尽量避免带电更换灯泡,更换的灯泡应与电源电压一致,功率不能超过灯具允许的容量。(2)在检修某些特殊部位,例如辅锅炉内部、柴油机曲轴箱、压载舱、储水柜等地方时,使用的临时照明必须是带有安全网罩的36V以下的低压行灯。装卸易燃危险货物时,不可使用携带式货舱灯。(3)应急照明灯具应涂以红漆标记,以示区别,经常检查灯泡是否良好,损坏的应及时更换。(4)甲板、船桥等露天投光灯具,开灯前应先脱去帆布罩,用完要及时将帆布罩罩妥。(5)室外水密插座,通电前先检查插头螺母是否旋紧,取出插头前检查电源是否切断,用毕后应旋紧防水盖。(6)需要张挂彩灯时,要考虑到供电线路和开关的载流量,各相电流分配是否平衡,并要配备好保护装置。(7)油船严禁张挂彩灯。四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除由于船舶照明系统有很大部分工作在露天甲板场所和舱室,受到各种不良环境因素的影响,很容易出现绝缘老化甚至绝缘损坏,因此船舶照明系统的故障相对经常发生。船舶照明系统主要故障有:短路故障、接地故障和断路故障。四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除1.短路故障船舶照明系统的短路故障往往是线路受潮或绝缘受损造成的。这种故障的常见现象是:一通电,空气开关就跳开或熔断丝烧断。检查时,应先切断电源,将万用表置R×1挡,把两测量表棒置在线路两端(因线路有短路,万用表指针指零);然后,将各并联支路开关逐个断开予以排除。当断开某一路开关,万用表电阻指示值明显增大时,说明该支路存在短路故障。四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除1.短路故障四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除2.接地故障引起船舶照明系统接地故障的原因,主要是电缆线老化破损碰地或灯头接线处线路碰壳。特别是甲板照明线路,经常受海水和盐雾的侵袭,更易发生接地故障。船舶照明系统的接地故障,一般可用500V兆欧表进行检查(小应急照明系统的接地故障,也可使用100V兆欧表检查)。照明线路绝缘值应大于0.5MΩ。当兆欧表测得的绝缘电阻值小于0.5MΩ或零,则说明线路受潮或绝缘老化导致对地绝缘电阻降低或对地短路。应采取措施恢复线路绝缘,如对受潮器件进行烘潮,对绝缘破损接地的接地点进行清洗、烘干和绝缘包扎。尤其是接线排,受潮后表面覆盖有薄薄的一层盐雾,采用清洁剂清洗常常难于恢复绝缘,可将其拆下,放在热水中略微浸泡再烘干,即可恢复绝缘。四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除2.接地故障四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除3.断路故障船舶照明系统的断路故障表现在线路不通,灯泡不亮。其原因大多是线路出现机械损伤,或由于振动而造成的接线端子松脱,或灯具开关接触不好与损坏。故障点的查找可采用通电法或断电法。所谓通电法,是指检查时,接通电路电源,利用万用表的电压挡(置于量程高于被测值的电压挡)进行测量查找的方法。具体应用时可通过辅助的绝缘导线,将万用表一根表笔固定在供电端,另一根表笔逐步向灯具端移动,边移动表笔边观察所测量的电压值。当相邻两点的电压值从无到有或从有到无,则该两点之间的电路存在断路点。四、船舶照明系统的故障排除方法第三节船舶照明系统维护保养和故障排除4.实际照明设备故障的处理维护照明系统的完好是船上电气管理人员的经常性工作之一,照明灯熄灭时应及时更换损坏的灯管或灯泡,如果不是灯管或灯泡的问题,应及时排除故障。更换灯管或灯泡时要注意安全,并最好在断电的状态下进行。由于某一路照明线路中一只灯泡发生短路故障,熔断器熔断或空气断路器跳闸,导致整个分路所有照明灯不亮。在修理室外照明线路时,特别要注意插座、插头、灯头等内部的接触部分,发现有锈蚀处,应及时修好。货船的