Инверторы АРС или 220 вольт на борту катера часть 2.
Прошло больше года с момента написания предыдущей статьи, количество установленных мной ИБП на катерах в качестве источников переменного тока перевалило за десяток, срок эксплуатации достиг пяти лет, накопился опыт эксплуатации изделий фирмы АРС. Отказов вызванных самим ИБП не возникло, основная причина неисправностей - внешние цепи и перегрузка. Самая неприятная неисправность сбой программы в электронной стираемой ПЗУ (EEРROM) 93С46, источник начинает вести себя не предсказуемо, то работает, то не запускается, может работать от батарей, сбрасывать нагрузку от внешней сети, не заряжать АКБ. Я для диагностики пользуюсь программой UpsDiag2, проверяю состояние доступных ячеек памяти, если что вызывает сомнения, меняю микросхему с новой прошивкой. У меня было два таких случая, первый после установки UPS 1400 ВА владелец судна решил поставить насосную станцию мощностью 600Вт, бесперебойник был подключен по низкой стороне (24 вольта) кабелем сечением 16 мм2 и был установлен конденсатор 2х100000 мкФ на месте родных АКБ. Насосная станция потребляла 4 кратный пусковой ток (от номинального) cosфи достигал 0.45. Не сложно подсчитать что активная мощность в этом режиме составляет 2400, а реактивная Q=U*I*sinфи 4780. Самое удивительное, что ИБП выдерживает эту нагрузку и обеспечивает пуск насоса т.к. время пускового режима доли секунды. И все было бы ничего если бы производители насосных станций не экономили на размерах гидроаккумулятора и датчиках давления воздуха в резервуаре. При уменьшении объема воздушной подушки в резервуаре насосная станция переходит в режим работы с цикличностью мене одной секунды. Внешне это проявляется так при открытии водопроводного крана двигатель насоса начинает непрерывно включаться выключаться с периодом около секунды, защита инвертора не успевает отрабатывать на эти непрерывные броски нагрузки, обычно все заканчивается выходом из строя выходных транзисторов или сбоем программы ПЗУ ( ПЗУ обычно теряет данные при плохом качестве низковольтного питания 24 вольта или большом сопротивлении проводов от питающих АКБ ). Smart-UPS1400 легко тянет насосную станцию мощностью до 200 Вт, а объем гидроаккумулятора советую увеличить, для этих целей неплохо подходят резервуары от отечественных судовых гидрофоров они больше по объему и оборудованы смотровыми стеклами. Второй тип неисправностей связан с выходом из строя разъемов питания 220 вольт на задней панели. Был один случай выгорания китайского шнура питания ИБП 220В (мало сечение жилы). Поэтому я припаиваю к входу и выходу клемные колодки с винтовыми зажимами и не использую стандартные шнуры питания. Советую установить ключ резервной линии by-pass (двух полюсный переключатель на два положения) обеспечивающий ручное переключение нагрузки между выходом конвертера и линией берегового питания на случай неисправности. Бортовых потребителей советую выбирать с наименьшим пусковым током и наибольшим cos?. Наиболее проблемные из потребителей – телевизоры и импульсными источниками питания, кратность пускового тока 5-50 раз. Например телевизор производства КНР с диагональю экрана в 30 см и номинальной потребляемой мощностью 50 Вт не запускается от Smart-UPS1400 т.е. кратность пускового тока более 30. Такие большие пусковые токи вызваны зарядкой фильтрующего конденсатора ( что-то около 400мкФх400В ) включенного в диагональ входного выпрямительного моста. Я легко решал эту проблему установкой сглаживающего дросселя на выходе выпрямителя. Не меньше проблем на судне с металлическим корпусом создает радиооборудование, точнее антенно-фидерное хозяйство. Вся сложность в том , что обычно минусовой вывод питания этих устройств гальванически связан с корпусом антенны и экраном фидера в результате получаем минус на корпусе. Входные цепи импульсных блоков питания, а также ИБП имеют емкостной делитель, средняя точка которого ведена на контакт заземления этих устройств, минусовая цепь низковольтной части инвертора также электрически связанна с корпусом прибора при подключении к корпусу катера возникают большие уравнительные токи, а если цепь главного тока низкого напряжения выполнена по однопроводной схеме или гальванически связанна например установлен генератор или стартер не морского исполнения (грубейшее нарушение правил Регистра) то так не долго и до пожара. В мое практике было три случая возгорания антенных фидеров, два раза – УКВ радиостанции и один раз кабеля телевизионной антенны. Физика процесса: обычно потеря контакта в минусовом силовой цепи стартера или генератора, зато контакт между корпусом стартера и корпусом судна сохраняется минусовая цепь стартера замыкается через антенные кабеля или провода заземления. При попытке пуска двигателя ( 700A*24B) мгновенно сгорают коаксиальные кабели или кабели заземления. Можно сделать следующие выводы: 1 – Вся сеть должна выполняться по двухпроводной схеме и не иметь гальванической связи с корпусом судна . 2 – Все коммутирующие аппараты и устройства защиты должны быть двухполюсными (единственное исключение выключатель АКБ). 3 – Желательно иметь устройство контроля изоляции в составе штатного оборудования. Рассмотрим подробнее по пунктам: Вся проводка на катере выполняется двухпроводным кабелем в двойной изоляции, не распространяющей горение, корпус ИБП должен быть изолирован от корпуса судна, как и корпус радиооборудования. С антеннами несколько сложнее, обычно для УКВ связи применяются штыревые антенны 1/4 и 5/8 без противовесов и гальванически связанные с корпусом. Если позволяет конструкция то корпус антенн изолируются и устанавливаются противовесы, можно между экранирующей оплеткой коаксиального кабеля и корпусом антенны установить конденсатор (более 100 пФ) для гальванической развязки по постоянному току. После окончания работ надо обязательно проверить антенно-фидерный тракт на КСВ и если есть возможность диаграмму направленности в вертикальной плоскости , чтоб «не била по самолетам» (советую проверить КСВ до начала работ, если судно старое то может потребоваться замена всего антенно-фидерный тракта). Стартер, генератор и все прочее электрооборудование не должно иметь гальванической связи с бортом судна. Все выключатели, переключатели, разъединители должны быть двухполюсными и коммутировать две цепи одновременно. Устройства защиты (предохранители, автоматические выключатели) должны включатся в оба провода каждого потребителя. В качестве простейшего устройства контроля изоляции можно применить УЗО или штатный вольтметр смотри рисунок 1.
S1,S2 переключатели для замера напряжения на корпусе относительно сети, в идеале должно быть около нуля. Если есть утечка, можно поочередно отключая потребителей, найти место повреждения изоляции. Не рекомендую защищать ответственных потребителей связь, навигация, приборы главного двигателя, КСО с помощью устройств УЗО, а при установке УЗО на этих потребителей предусмотреть ключ резервной линии by-pass (АВВ в параллель УЗО).
На сайте Д.И. Буженик (www.seasanitar.narod.ru)
вы можете прочитать множество других интересных авторских статей
