GBT 40884-2021 小艇 电力推进系统.pdf

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  • 在直流系统中,设备和电路可以与推进系 a)如4.3.2a)要求直流推进系统与地绝缘,其他设备和电路应直接连接到公共直流电源,这些其 他电气设备和电路也应与大地完全绝缘(在这种情况下,如6.3中规定的公共绝缘电阻监控系 统)。每个电气设备或最终电路应设置过电流/故障保护装置(断路器或保险丝),在完全绝缘

    GB/T408842021/ISO16315:2016

    的情况下,应该跳闸切断保护装置的两极。 b) 如果推进系统或其他设备需要完全绝缘,其他负极接地或反之亦然(或是具有中心接地的三线 制),则输入和输出之间具有电流隔离的直流/直流变流器可以将输出配置为完全绝缘或负极 接地或三线接地的系统。连接到直流/直流变流器的每个推进系统或电气设备或最终电路应 提供过电流/故障保护装置(断路器或保险丝),并且在完全绝缘的推进系统或其他设备或最终 电路,保护装置应跳闸切断馈送设备或电路的两极。直流/直流变流器的输入电路应由电源的 过流装置保护。 不同额定电压的直流设备和电路可以通过直流/直流变流器连接到公共电源,变流器都配有输 入和输出过流/故障保护装置(断路器或保险丝)精装修标准规范范本,如b)所示。如果直流/直流变流器在输入和 输出之间具有电隔离,则所连接的设备或电路可以被配置为完全绝缘或者将负极接地或者三 线制接地。 d 交流设备和最终电路(包括交流推进系统)可以通过直流/交流变流器连接到公共直流系统,其 输出在交流VS驱动器的情况下可能是可变频率/电压。每个连接的交流电气设备或最终电 路应提供过流/故障保护装置(断路器或保险丝),并在适当的地方提供剩余电流断路器 (RCD),以及在变流器上进行适当的设备或最终电路的输出配置。

    4.5.1推进系统的设计应考虑其使用环境。若必要,还应考虑35℃(95°F)以下的水冷却的温度范围

    4.5.1推进系统的设计应考虑其使用环境。若必要,还应考虑35℃(95F)以下的水冷却的温度范围 的影响。

    4.5.1推进系统的设计应考虑其使用环境。若必要,还应考虑35℃(95F)以下的水冷却的温度 的影响。

    3外壳的空气冷却宜设计有足够的通风口或足够的冷却表面用以散热,以便周围设备在设计温度 内运行。

    半导体变流器应符合IEC60146的要求。 变流器应根据制造商的说明进行安装,使其在设计规范中运行。 注:ISO13297:2014第15.章对250V交流输出和12V、24V和32V直流输出的逆变器和逆变器/充电器提出了 要求。

    应符合IEC60034系列标准的要求。

    4.9设备和导线的标识

    4.9.1所有电气设备和防护外壳应标示以

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    b)型号或名称; ) 电气额定电压和电流,或电压和功率: d) 相位和频率(若适用); e)认证安全型(若适用)。 4.9.2所有的电缆和导线应通过标签(电缆,多芯电缆,单芯电缆)标识。大于50V直流的所有导线应 指示正确的极性并以橙色或其他颜色标识。所有工作电压大于交流250V的系统导线也应按此识别。

    4.10直流和交流系统的隔离

    配有直流和交流电气系统的艇应有独立的直流和交流配电板,或者配备能将直流和交流部分 分离的公共配电板

    4.11操纵和油门控制

    用于操能、前进/后退和变速或电源的电气/电子控制系统应符合ISO25197的要求(另见第5章)。

    4.12电磁兼容性(EMC)

    4.13电池组附近的电气设备

    有排放易燃气体或物质可能性的电池、电池组附近的所有电气设备应按照ISO8846或IEC60079 系列的要求设有点火保护。 注:所有铅基电池都有可能生产易燃气体

    4.14.1可能危及船员安全的区域和设备(例如电池舱,电气组件)应:

    4.14.1可能危及船员安全的区域和设备(例如电池舱,电气组件)应: a 只能通过使用工具或钥匙才能接近; b)设置适当的危险标记。 4.14.2电气连接和蓄电池的外壳应用图1所示符号标示危险

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    5控制、监控、系统警报和脱扣警报

    5.1电力推进系统的电气/电子控制

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    控制系统应控制并限制电能流动,以防止电池和/或电源与推进机械中任一设备的损坏,即要求采 取过电流保护措施。应当注意的是,当由于旋转设备的惯性而导致小艇被推动,和/或选择空挡、紧急停 止、跳闸切断、电池断开开关时,推进器可能旋转而小艇在水中继续移动。在永久励磁的推进电机的情 况下,应采取特别的预防措施,以防止在这种情况下产生危险的系统电压。 还应考虑跳闸切断对关键系统部件的影响。 根据系统设计,对于推进电机/推进系统/推进控制,通常应包括以下控制和开关。 推进系统的电力推进开/关控制(例如启动/停止推进发电机,关闭/开启推进电池的断路器或 接触器,关闭/打开主电气系统中推进系统的断路器)。应考虑使开/关控制能够在“关闭”位置 被锁定。 b 前进/空挡/倒车控制。 c)推进器速度控制。 b)和c)控制可以组合成用于推进电机/推进器系统的通用控制装置。 注,ISO25197规定了小舞所使用的电气/电子操能、换挡和油门系统提供关于机械、环境和EMC的型式试验方法

    应为推进系统提供“紧急停止”按钮开关或相应装置。“紧急停止”开关或相应装置在操作时应“锁 定”,并且只能在转向/控制位置手动复位。当“紧急停止”运行时,紧急停止电路应进行硬连接立即关闭 电源,以停止相关的推进系统。 只要符合本章要求,可以用电池隔离开关做紧急停止开关

    应提供推进系统故障跳闸切断复位设备,并应在满足以下条件时有效: a)没有推进系统跳闸切断(允许第一次警告报警); b)前进/空挡/向后控制设置在空挡位置; c)螺旋桨速度控制设定在最小速度; d)“紧急停止”(5.1.2)没有触发和/或“电池断路器”(5.1.3)没有动作时。

    5.1.4“应急”模式

    在电力推进控制故障的情况下,应提供手动应急控制模式或替代手段,以便将小艇恢复到符合 LAS要求的安全状态。

    5.2仪表、警报和跳闸切断报警

    应为电力推进系统提供适宜的仪表、警报和跳闸切断报警。 如果安装了提供系统报警和跳闸切断报警的独立推进控制面板,可在集控台设置通用系统报警和 故障跳闸报警器,

    5.2.2运行模式和状

    应提供以下操作模式和状态: a)系统使用内燃机和电力系统混合推进的运行模式; b)系统状态(例如通电/可用或系统故障); 推进驱动系统驱动模式(例如前进/倒车或发电机模式); d) 螺旋桨速度; 系统储能的性能监视器(电量计或电池状态充电指示器(0%至100%); 能够达到额定功率(0%至100%或kW)或直流电池电流(A)的功率计。 为显示出临时过载条件下最大安全功率或电流,应考虑扩大这些仪器的量程。

    应为电力推进系统的主要操作部件设置系统报警,如: a)推进电机高温; b)电池舱温度高(用于电力推进系统供电电池); 电量偏低状态(电池电源系统); d)1 低绝缘电阻(IR)(用于全绝缘直流系统); e)单相接地故障(用于交流IT系统); D冷却故障。

    5.2.4故障跳闸切断报警

    应为电力推进系统的主要操作或部件设置故障跳闸切断报警,如: a)推进电机系统过载跳闸切断; b)电机和/或变流器高温跳闸切断: c)非常低的IR跳闸切断(用于完全绝缘的直流系统); d)二次接地故障跳闸切断(对于交流IT系统)

    6.1.1带电部件应通过外壳防护或只有破坏才能移除的完全覆盖绝缘防止意外接触。易接触的屏蔽

    6.2接地故障情况下电力推进系统的电源自动断开(二线接地直流系统和中性线接地交流系统)

    路器)在带电部件和主机部件非载流导体之间发生故障时应自动断开电力推进系统的供电。过电流的 电流额定值或跳闸切断设定值应由电力推进系统的特性决定,且保护装置的故障等级应参照电源的预 期额定短路电流以及来自变流器/推进电机的影响,外加连接到直流或交流电源时的任何其他变流器的 影响

    抗连接到地。带电部件和暴露的非导电部件之间发生单一故障而不会自动断开是允许的,只 要装有接地监控或安装永久绝缘控制器。“二次故障”应导致自动断开连接, b 应用于交流电力推进系统的接地故障监测和跳闸切断装置,其反应电压不应超过预期动作反 应的交流电压的50V,因为与暴露的非导电部件接触的人员持续一段时间足以引起发生有害 人员生理影响的风险。 c) 接地故障监测和跳闸切断功能可以与过流断路器组合使用(二次故障也可能引起的过电流故 障的情况下应自动断开电力推进系统的供电)。跳闸切断设置应由电力推进系统连接导线的 特性决定。接地故障保护装置或过电流断路器的故障等级应参照电源的预期故障最大额定电 流以及变流器/推进电机的影响加上来自连接到公共直流或交流电源时其他变流器的影响,

    7.3电池输出电路中的过电流设备

    隔离器(隔离开关)和开关的操作应不需要工具,手动操作机构应能从电池包或外壳外面容易地接 理。 隔离器(隔离开关)应设有锁定在关闭位置的装置。 在小艇使用过程中,应防止电池发生的运动和倾斜(纵倾和横倾),并应防止掉落物体。安装在小艇

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    上的电池应能够在倾斜30°时不会泄漏电解液。倾斜45°以上的单体帆船上应提供容纳任何溢出电解 液的装置。 铅酸蓄电池和碱性蓄电池不应放置在普通的柜体或容器中或相互靠近。电池应安装在舱底水位 以上。 如果电池均布设在船舱内,除密封类型外,应提供耐电解液腐蚀的托盘或容器。电池不应直接安装 在燃油箱或燃油滤清器的上方或下方,在电池顶部300mm范围内安装的燃油系统的任何金属部件应 电气绝缘。 电池端子和任何暴露的导线端子应防止ISO10133:2012第5章中规定的人员或工具直接接触。 进行检查和维护工作时应注意防止与暴露的电池组件接触,并在电池端子/裸露导线与接地或两极之间 避免使用非绝缘工具接触。连接或断开连接时,直流电压为60V或更高的电池组或电池箱输出的防护 等级应至少为IP2X, 开关和其他电气设备不应放置在电池舱或容器中,除非符合ISO8846或IEC60079系列标准的 要求。

    8.2电池包或电池组的隔离

    电池包或电池组应通过易接触的手动操作索邻电池区域的隔离开关(断路器)断开与且流系统电路 的连接。隔离/隔离开关应位于电池输出端附近且沿着导线1.8m以内的位置, 当配备手动开/关装置时,遥控隔离器或远程控制断路器可用作隔离开关(断路器),并且安装在紧 邻电池区域且易于接近的位置。 在完全隔离的系统中,隔离开关应为双极型开关,且在负极接地系统中,隔离开关应为正极导体电 路中的单极开关。在负极接地系统中,可为发动机起动电机电路安装单独的隔离开关。 隔离开关或执行此功能的断路器的最小中断性能(In)应为充满电的电池所安装隔离开关或断路器 的位置的最大短路电流。作为隔离开关使用时,隔离开关或断路器的最小额定电流应至少等于连接导 线的承载能力。 若安装了远程控制隔离器(断路器),或具有在线保险丝的遥控接触器,或远程控制断路器(每个都 没有手动操作设备)以便断开电池组,则还应在遥控隔离器、遥控接触器/保险丝装置、遥控断路器与电 池组端子,或电池组的输出连接之间提供手动操作的隔离开关。 对不需要防止直接接触端子的电池,应提供相关设施,可以通过非负载隔离开关(隔离器)将电池组 拆分成小于直流60V(标称值)的组,主隔离开关预设为“断开”。 超过直流60V的电池组应是触控安全型或应具有保护措施,移除盖子时需要使用工具以防止人体 意外接触

    8.3电池包或电池组的操作开关

    对于连接到电池的开关,当电池系统是负极接地系统,可以通过安装在正极或接到电池组的输出连 接点的遥控接触器/保险丝装置或远程控制断路器控制操作开关(开/关),当电池系统是完全绝缘的双 极型安装时,可以通过对安装在两极或与电池组的输出连接的开关操作。遥控接触器/保险丝装置或遥 控断路器的连续额定电流应为电池组或电池箱控制的电路的最大设计电流。操作开关装置应具有在其 安装位置按照最小中断性能(I.)设计最小分断能力。

    在隔离开关或执行隔离开关功能的遥控装置与电池组或电池箱端子之间可以连接以下系统: a)具有受保护存储器的电子设备和诸如舱底泵和警报器的保护装置,其应由靠近电池端子的断 路器或保险丝单独保护

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    b)发动机/燃料箱舱的通风机,其应由接近电池端子的保险丝或断路器保护; C 当小艇处于无人值守时使用充电装置(例如太阳能电池板,风力发电机),其应在电池端子尽可 能接近的地方使用保险丝或断路器单独保护; d 对于电力推进系统电池包或电池组,远程控制开关线圈或远程控制接触器线圈经转向/控制位 置的控制开关的维护电路应由保险丝或断路器单独保护,以便在电池包的电池端子或靠近电 池组的电池端子输出点的情况下尽可能接近电池端子

    电池舱应根据电池制造商的建议进行通风并符合以下要求。 a)为避免氢气积聚,放置铅酸电池或碱性电池的地方应与大气通风。若电池安装在封闭的隔间 或容器内,在充电期间应提供通风系统或其他方式,以便将爆炸性气体从电池室或容器排放到 空气中。 b 电池舱或容器的进气口应低于电池的水平面,出气口应处于电池舱或容器的最高点且应直接 引向空气,通道弯角不超过45°。 c 若自然通风不能满足要求,应提供机械通风。在使用机械通风的情况下充电系统应联锁,以便 在通风故障时能够关闭。若发生机械通风故障应在操控位置提供警报。 d)电池舱的电缆入口应气密

    8.6爆炸性气体环境用电气仪器

    应注意的是,推进用电池包或电池组由于稳定性的原因可能被放置在小艇艇体的低位。若液化石 油气系统出现故障或在船体下部积聚的其他可燃气体或蒸汽的泄漏等原因,则应采取特殊的预防措施, 以防止电池隔离开关或其他操作开关装置的操作成为点火源。 用于爆炸性气体环境中,或安装在易燃气体、蒸气或爆炸性粉尘易于积聚地方的电气设备,如在含 有以汽油为动力的机械场所、汽油燃料箱、汽油系统组件之间的连接配件或其他连接,以及包含液化石 油气的气瓶和/或压力调节器的阀门,应符合ISO8846、ISO10239、ISO11105和ISO9094以及 IEC60079系列的要求

    9.2电力推进系统电缆的隔离

    推进系统的电路应通过以下方式与小艇电气系统的其余部分物理隔离: a)安装在物理分离的导管或电缆槽中;或 b 安装在托盘或梯架上,由隔离件提供物理隔离;或 直接固定在表面,并与其他电路分开至少100mm。 注:在直流和交流导线之间安装金属导管、金属管槽或利用导线的屏蔽层进行物理隔离,减少电路之间的电磁 干扰。

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    电力推进安装完成后,且小艇投入使用之前,电力推进系统应进行测试。测试仅表明安装状况。

    测试应用于验证所有保护 钢质艇体、保护接地端子和接地板,

    10.3.2直流电力推进系统

    对地测量的电阻应为: a)两线制负极地线:正极对地大于500α/V; b)全绝缘系统和三线接地系统:正极和负极对地大于500Q/V。 连接到公共直流电源的任何其他直流系统应达到相同的最小绝缘电阻要求。

    10.3.3交流电力推进系统

    相线对地和相线之间的电阻大于1000Q/V。 连接到公共交流电源的任何其他交流系统应达到相同的最小绝缘电阻要求

    10.3.4开关柜、面板和配电板

    开关柜或面板和配电板投入使用之前,进行母线与地之间,以及连接到电极的绝缘母线之间的测量 时,直流系统的绝缘电阻应不小于500Q2/V,交流系统的绝缘电阻应不小于1000Q/V。应记录绝缘电 组和测试时的环境温度和相对湿度。 测试应在所有断路器、开关打开,航行灯的保险丝、接地故障系统、电压表等断开或移除,且电压线 圈暂时断开的情况下进行。

    D.3.5电源和照明最终用

    当电源或照明的最终电路连接到共同电源时,测试所有绝缘电极和地之间的绝缘电阻,如果可行, 在两极之间,应对所有永久连线采用此测试。直流系统电压量程之比的最小值为500Q/V,交流系统电 压量程之比的最小值为1000Q/V。应记录绝缘电阻和测试时的环境温度和相对湿度。

    10.3.6发电机和电机

    在额定负 程之比的最小值应为5002

    流系统电压量程之比的最小值应为1000Q/V 所获得的结果不仅取决于绝缘材料的特性和使用 式,还取决于测试时的环境温度和相对湿度,应记录测试时的环境温度和相对湿度。

    在工作温度下测量变压器的绝 果不仅取决于绝缘材料的特 更用的方式,还取决于测试时的 ,应记录测试时的环境温度和相对湿度。

    10.4用于控制推进电机的电气/电子控制系统

    转向、操能和油门的电气/电子控制系统应符合GB/T37419一2019的测试要求,但GB/T37419 9中10.7冲击试验除外。

    文化标准10.5电力推进系统及相关开关装置和控制装置的负载试验和检验

    电力推进的负载应尽可能近似其正常工作负载状态,以确保没有由于错误连接或不正确的功率而 导致过热的发生。开关、断路器和控制器应在额定负载情况下运行以测试其适用性,并证明过电流、欠 压、逆电流和逆功率保护装置的运行在电气和机械方面是符合要求的,

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    艇主手册应符合ISO10240的要求,还应包括以下信息: 推进系统的框图和电气装配的安装位置的描述; b) 小艇上注明电气设备位置的电路布置图,并通过颜色或其他方式识别导线的线路图; 安装在面板上的电气控制、拔盘、开关、保险丝以及断路器的功能的位置和描述; d) 无人值守时如何离开小艇电力推进系统的说明; e 根据第5章要求对显示信息的描述; f 小艇设备安装、变更和维护须由主管船舶电气技术人员完成; g) 提供给艇主的所有机电设备的制造商使用说明。 应为艇主提供以下禁止说明。 绝不能: a) 在系统通电时进行电气安装; b) 改变推进系统、电池类型和系统组件; 更改或修改过流保护设备的额定电流;

    建筑标准A.2应为艇主提供以下禁

    系统安装文件中至少应包含下列数据。 a)电池组数据包括以下内容: 一电池技术/类型; 一预期短路电流(kA)和时间常数(s); 一通风和温度参数; 安培小时(Ah)。 b) 发电机数据包括以下内容: 功率(kW)、额定电压、功率因数、频率等; 一必要的电抗和时间常数; 一最高工作温度。 C) 推进电机数据包括以下内容: 一功率(kW)、额定电压、功率因数、频率等; 再生能量特性; 制动数据; 一最高工作温度。 d)充电器数据包括以下内容: 功率(kW)、额定电压、功率因数、频率等; 短路电流(kA); 最高工作温度。

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