ZA SIGURAN STRUJNI MOST - schrack.hr

struja za brodove (16)

1 11-12/15


ZA SIGURAN STRUJNI MOST U prošlom nastavku ušli smo na brod i pokazali kako se kirurškim rezom može sigurno zahvatiti u brodsku električnu instalaciju i proširiti je zalihama tihe struje iz moćnih baterija. Navikli na fotonaponske sustave u raznim otočnim inačicama za postizanje visoke autonomije na kopnu, primijetili smo da unatoč razvoju tehnologije postoje velike razlike u primjeni najnovijih mogućnosti i standarda u povezivanju kopnenih i brodskih instalacija. Struja, elektrotehnika i elektronika posvuda funkcioniraju po jednakim fizikalnim zakonima, ali i po normama i propisima. Već pri povezivanju plovila i obale vidljivo je nerazumijevanje, kao da je riječ o dva odvojena svijeta. Umjesto sinergije i međusobnog povezivanja u korist štednje energije, komfora i sigurnosti

plovidbe, između kopna i brodova lako je uočiti sivu zonu u kojoj nestaje dosljedan stručni pristup. Dok jedni ne žele prihvatiti ništa što prelazi nevidljivu granicu, ponekad i na vlastitu štetu, drugi su krajnje bezbrižni, kao da u tzv. brodskoj struji nema nikakve opasnosti. Zato ovaj put predstavljamo manje poznate detalje instalacija i pravilan način povezivanja s kopnom. To se podjednako tiče vlasnika broda, onih koji na njemu samo plove, ali i majstora kojima je s povjerenjem prepuštena izvedba instalacije nadomak mora. Tiče se to i samograditelja i onih koji su dovoljno samouvjereni da popravke i rekonstrukciju obavljaju bez ikakvog poznavanja propisa napisanih na temelju struke i iskustva. Ponekad ne poznaju ni namjenu pribora... Premalo je prostora da bismo naveli sve što postoji u tom području, no tema je i važna i zanimljiva.

Električna veza kopna i broda

Priključni ormarići tvrtke Schrack Technik na lukobranu luke u Komiži, po lijepom vremenu- i preliveni valovima.


211-12/15

Prije svega, ne zaboravite da u kontaktu kopnene i brodske struje veliku ulogu ima i slano more...

Zato nakon svakog zahvata na brodu potražite savjet ovlaštenog projektanta ili tvrtke koja za to ima obučene i provje-rene djelatnike - sa znanjem i iskustvom.

Kritična točka je upravo na mjestu kontakta brodske instalacije i kopnene mreže. Tu nije riječ samo o mogućoj šteti na imovini. Radi se o ljudima i ljud-skom životu a uvjeti su mnogo složeniji čak i od uobičajene zaštite na radu.

Čim privežete brod u marini ili pristani-štu gdje postoji mogućnost priključenja na obalnu struju, pohitat ćete da odmah uspostavite vezu s tim golemim izvorom energije. Vrlo je vjerojatno da su brod-ske baterije ispražnjene, da je hladnjak već danima isključen, a upotrebu jačih trošila, poput glačala ili tostera već ste i zaboravili... Na obali će vas dočekati električki razdjelnici s priključnicama, kao na slikama lukobrana u Komiži na ovim stranicama.

Želimo li bolje razumjeti instalaciju na brodu, moramo znati što nas očekuje u priključnom ormariću napravljenom po normi za električne instalacije HRN HD 60364- odjeljak 7-709 u kojem su obrađeni zahtjevi za posebne instalacije i prostore, npr. marine i slično. Jedno-stavnije rečeno, dobro je znati kakvu nam zaštitu nudi takav tipičan ormarić na obali.

Neugodno u svakom pogledu Iako je udomaćeno i pod pojmom

strujni udar, svjesno ili nesvjesno izla-ganje čovjeka djelovanju električne struje naziva se još i elektrokucija.

Za sve učinke elektriciteta na čovjeka najvažnija je jakost struje koja protječe kroz ljudsko tijelo. Njezino djelovanja na ljudski organizam podijeljeno je u slije-deće granične kategorije (zone):

o otpuštajuća struja kao najveća struja pri kojoj se čovjek može snagom svojih mišića odvojiti od dijelova pod naponom;

o nefibrilacijska struja ne izaziva smrt, iako je struja jača od otpuštajuće stru-je. Čovjek je osjeti kao strujni udar, no smatra se da nema opasnih posljedica;

o fibrilacijska struja izaziva smrt u vi-sokom postotku, no smrtonosna razina jakosti nije kod svih ljudi jednaka.

Osim jakosti, vrlo velik utjecaj na po-sljedice koje nastaju zbog djelovanja električne struje ima i trajanje njenog protjecanja kroz organizam.

Na slici 2. na sljedećoj stranici pri-kazane su zone reakcija čovjeka u ovi-

Slika 1. Električni razdjelnici Schrack Technik, danju i noću, u luci Komiža na Visu .

snosti o jakosti i trajanju struje. Važno je primijetiti da se zona 3 crtkanim linijama dijeli na lijevi i desni dio, pri čemu su različite reakcije organizma opisane na slici.

Gdje su granice?Da bi se ostvarila kontrola nad izla-

ganjem čovjeka djelovanju električne struje, treba znati koja je razina napona pri protjecanju (uvjetno) dopuštene, ali neopasne granične struje.

Za normalne uvjete okoliša i uporabe električnih uređaja ili predmeta potenci-jalno izloženih dodiru sa strujom, trajno dopušteni napon izravnog dodira čovje-ka s dijelovima pod naponom je manji od 50 V za izmjeničnu struju, a manji od 120 V za istosmjernu struju.

Za teže uvjete rada i okoliša (trajni dodir čovjeka s potencijalom zemlje i znatno smanjenje otpora ljudskog tijela zbog vlažnosti kože) granični napon dodira iznosi 25 V za izmjeničnu struju, a 60 V za istosmjernu struju.

Ako je čovjek ipak izložen izmje-ničnom naponu većem od 50 V uz frekvenciju napona od 50 Hz, onda se zbog zaštite, za tu razinu napona mora osigurati da ne traje duže od određenog vremena.

Naprimjer, struja s izmjeničnim na-ponom od 230 V i 50 Hz ne smije na ljudsko tijelo djelovati duže od 170 ms (milisekundi!), a u izrazito lošim (npr. vlažnim) uvjetima kontakt se skraćuje na 50 ms! Tomu treba prilagoditi i sigur-nosne uređaje.

Zaštita od izravnog dodira postiže se ugradnjom svih dijelova i opreme pod naponom u zatvorene ormare koji su s

instalacijom povezani kvalitetno izoli-ranih kabelima, po potrebi provedenim kroz vodotijesne otvore. Izbor teško predvidljivih situacija može biti zaista velik.

Ipak, zbog kvara - a najčešće su to oštećenja izolacije vodiča - takav se vo-dič pod naponom može spojiti na me-talno kućište trošila, povezanu metalnu opremu ili ostale metalne mase za koje u redovnom radu i ne očekujemo da bi se našle pod naponom...

Tada govorimo o neizravnom tj. indi-rektnom dodiru zbog kojega postoje i propisane odredbe u sustavu zaštite od indirektnog dodira.

Napon koji pri kvaru pojavljuje između dijelova istodobno dostupnih čovjeku zove se napon dodira ili dodirni napon. Očekivani napon dodira može biti i vrlo visok, recimo u slučaju da se vodič spo-

Foto

: SC

HR

AC

K T

ECH

NIK


3 11-12/15

1 bez reakcije

2 primjećuje se, ali bez reakcije organizma

3 - lijevootpuštajuća struja- unatoč grčevima čovjek se može odvojiti od izvora struje

3 - desnonefibrilacijska struja- izaziva značajne smetnje, ali nije smrtonosna

4 fibrilacijska struja- smrtonosna strujasrce treperi,tlak pada...

Djelovanje struje na čovjeka ovisi o njezinoj jakosti i trajanju dodira

jio na kućište trošila upravo na priključ-noj stezaljci, a drugi dostupni vodljivi dio ima direktan spoj sa zemljom - kao na slici 3.

Jedan od načina zaštite od indirek-tnog dodira izvodi se automatskim isključivanjem napajanja.

Da bi takva zaštita ispunila svoju za-daću, svaki kvar na izolaciji opreme mo-ra prouzročiti dovoljno jaku struju kvara koja će u zaštitnom uređaju prekinuti napajanje u vremenu dovoljno kratkom za sigurnosti ljudi! Zato:

o mora postojati zatvoreni strujni krug ili petlja, koji omogućuje protjecanje struje kvara. Taj krug kojim protječe struja kvara ovisi o sustavu uzemljenja mreže i trošila, TN, TT, IT... u što ovdje ipak nećemo ulaziti.

o prekidanje struje kvara mora se dogoditi primjenom prikladnih zaštitnih uređaja koji će velikom brzinom, tre-nutno, u desecima milisekundi, sprije-čiti ozljeđivanje osobe izložene naponu dodira. Jedan od takvih uređaja nalazi se i u priključnim ormarićima u marini. To je uređaj nadstrujne zaštite (engl.

Slika 3 (LIJEVO). Indirektni dodir i neočekivani susret sa strujom. Pri dodiru metalnog kućišta neispravnog uređaja strujni se krug zatvara i preko uzemljenja - protokom struje kroz ljudsko tijelo.

Slika 2 (GORE). Zone reakcija ljudskog organizma u ovisnosti o jakosti i trajanju struje. Zona 3 označena crtkanom linijom dijeli se na 3 lijevi i 3 desni dio, a opisane su i različite posljedice na ljudima.

Slika 4a. Zaštitni prekidač s bimetalom za struju isklapanja od 32 A i njegova strujno-vremenska karakteristika isklapanja prikazana krivuljom..

overcurrent protective device), zaštitni prekidač - ili, kako ga majstori često nazivaju - automatski osigurač (engl. miniature circuit braker).

Slika 4a (dolje) prikazuje njegov tipi-čan presjek i pripadajuću krivulju struj-no-vremenske karakteristike isklapanja - B, C, i D.

Taj zaštitini prekidač krije u sebi čak dva okidačka isklopna mehanizma, a uklapanje je ručno, preklopnom ruči-com. Na prekidaču je i logičan pokazi-vač položaja ručice, odnosno ukloplje-nog ili isklopljenog stanja.

Prvi okidač isklapanja je termički. Namijenjen je nadzoru i isklapanju dugotrajnijeg, ali manjeg strujnog pre-opterećenja. Njime se priključni kabeli zaštićuju od mogućeg taljenja izolacije


411-12/15

pri dužem pretjeranom opterećanju.Strujno preopterećenje se pojavljuje

kad na instalaciju priključimo više tro-šila negoli podnose presjeci ugrađenih vodiča.

Najvažniji dio termičkog okidača je bimetalni element kakvim se, naprimjer, strujni krug prekida u glačalu, bojleru i raznim termostatima.

Drugi okidač isklapanja je magnetski okidač. Čim struja kratkog spoja pojuri kroz zavojnicu (elektromagnet) stvara se jako magnetno polje koje privuče kotvu i pokreće mehanizam isklapanja. Zaštitne prekidače razlikujemo po tri karateristike - B, C i D (slika 4a).

U području termičkog okidanja sva tri reagiraju jednako.

Međutim, pri jačim strujama, npr. stru-jama kratkog spoja u strujnom krugu, karakteristike isklapanja im se razlikuju.

Tako će prekidač s karakteristikom A, kakvi su najčešće kućni zaštitni preki-dači, isklopiti već pri 5 In (pet puta većoj od nazivne).

Prekidači karateristike C, kakvi se ugrađuju za elektromotore, transforma-tore i fluorescentne lampe, isklapaju se pri struji 10 In, dok oni s karakteristikom D reagiraju na razini struje od 20 In. Ta-kvi se primjenjuju uz velike elektromoto-re, transformatore i živine svjetiljke.

Čim struja kratkog spoja dosegne razinu određenu njihovom karakteristi-kom, svi se oni isklapaju unutar 100 ms (milisekundi). Pri projektiranju instalacije redovito se provjerava može li u slučaju kratkog spoja kroz zaštitni prekidač poteći dovoljno jaka struja kratkog spoja koja će okinuti magnetski okidač u za-štitnom prekidaču.

U priključnom ormariću marine još je važniji zaštitni uređaj protiv indirektnog, (i izravnog) dodira koji također reagira automatskim isklapanjem. To je sklopka za nadzor diferencijalne struje s danas

prihvaćenim nazivom RCD-sklopka (engl. Residual Current Device).

Mnogima je godinama bila poznata kao FID sklopka (engl. Fail Interrupting Device) ili, kako se popularno udomaći-lo, fidovka (slika 4b).

Dva su najvažnija podatka koji odre-đuju neku RCD sklopku: o nazivna struja In i o nazivna (proradna) struja greške IΔn.

Na svaku priključnicu u priključnom ormariću mora se ugraditi zasebna RCD sklopka.

Kako radi RCD?Princip djelovanja RCD sklopke prika-

zuje slika 4b. i temelji sa na prvom Kir-chofovom zakonu koji kaže da je zbroj

svih struja koje ulaze u čvorište jedna-ka zbroju struja koje izlaze iz čvorišta.

Pojednostavljeno - RCD sklopka mjeri razliku iznosa struje koja preko faznog vodiča ulazi u nju i priključeno trošilo - i struju koja se iz trošila vraća i izlazi kroz nul-vodič iz nje. Ključna komponenta RCD sklopke je feritni prsten (toroidni trafo). Kad na trošilu nema kvara, zbroj svih struja koje prolaze kroz feritni pr-sten jednaka je nuli, a u namotajima na prstenu ne inducira se struja.

U slučaju kvara, kroz zaštitni vodič PE (uzemljenje) poteče struja kvara i naruši ravnotežu pa zbroj struja koje prolaze

kroz feritni prsten više nije jednak nuli. Zbog toga se u namotajima na ferit-

nom prstenu inducira struja i teče kroz elektromagnet koji privuče kotvu i is-ključi sklopku. Za testiranje RCD sklop-ke postavlja se ispitno tipkalo i otpornik. Kada pritisnemo tipkalo sklopka mora isključiti napajanje. RCD sklopke se smiju primijeniti samo u sustavima gdje su nul-vodič i zaštitni vodič odvojeni.

Treba znati da će se RCD sklopka uz svega 30 mA nazivne diferencijalne struje isklopiti već pri struji kvara od 15 mA! Pritom je vrijeme isklopa redovito ispod 100 ms!

Također, valja zapamtiti da RCD sklopka ne može detektirati struju krat-kog spoja u trošilu. Tomu je namijenjen

već opisani zaštitni prekidač (slika 4a). RCD sklopka reagira samo kad stru-

ja bježi kamo ne bi trebala! Današnja tehnologija omogućuje da

se u zajedničko kućište ugradi i zaštitni prekidač i RCD sklopka. Takav je ure-đaj poznat i pod nazivom kombinirani zaštitni prekidač, jer objedinjuje sva svojstva opisanih zaštitnih uređaja.

Vrlo je vjerojatno da ćete u mnogim marinama naići na upravo takve pri-ključne ormariće, a shematski prikaz povezivanja s brodom prikazuje slika 5.

Kabel za priključak broda (slika 6) ima industrijski utikač s jednim kontaktom

Slika 4b. Princip rada zaštitne RCD sklopke i shematski prikaz njezinog djelovanja u slučaju proboja struje na masu (uzemljenje).

Slika 5. Shematski prikaz spoja priključnice u ormariću na obali marine.Ilu

stra

cije

: Jos

ip Z

denk

ović


5 11-12/15

spojenim na zaštitni vodič i trožilni sa-vitljivi kabel koji je stalno priključen na brod ili se po potrebi može priključiti preko utičnice. Duljina kabela ne smije biti veća od 25 m, a kabel na toj duljini ne smije imati nijedan dodatni spoj.

Kad je na brodu priključak za struju s obale napravljen ugradnjom industrij-skog utikača, a na kabelu je industrijska utičnica, priključivanje mora biti na lako dostupnom i potpuno preglednom mjestu. Brodski utikač na otvorenom i utikač u skrivenom zakutku treba vodotijesno zaštititi od polijevanja vo-dom, cijeđenja kiše ili mora niz kabel te zapljuskivanja valova. Pri izboru mjesta treba predvidjeti i neočekivane situacije, u skladu s ponašanjem mora, broda i posade u raznim okolnostima. Kabel treba postaviti tako da se u kraj-njim točkama ne mogu pojaviti nikakva mehanička opterećenja ni oštećenja, a ni izloženi dio kabela nesmije se napre-zati zbog gibanja broda, plime i oseke, valova, bliskog manevriranja drugih brodova u luci... Kabel ne smije biti u blizini konopa, sidra i sidrenog lanca, brodskih poklopaca, teških pokretnih predmeta i dijelova, ili pomoćnog čam-ca. Svako nagnječenje, čak i ono bez vidljivih tragova, može imati vrlo opasne posljedice...

Slika 6. Priključni kabel broda.

Slika 7. Zaštitni vodič spaja se na sabirnicu za izjednačenje potencijala. S tom su sabirnicom zasebnim su vodičima povezani svi metalni dijelovi broda i električni uređaji, a sabirnica se spaja na metalni dio broda koji je u stalno uronjen u vodu oko broda.

Iz priključka na brodu struja prema brodskim trošilima opet prolazi kroz zaštitne prekidače i RCD sklopke, ili, kako smo opisali, preko kombiniranog zaštitnog prekidača (slika 7).

Zaštitni vodič spaja se na brodsku

sabirnicu za izjednačenje potencijala. Svi metalni dijelovi broda i električnih uređaja također su zasebnim izoliranim vodičima povezani s tom sabirnicom, a ona se spaja na neki metalni dio broda koji je stalno uronjen u more.

Slika 8. Prosječni električki potencijal raznih metala i slitina u morskoj vodi.

sabirnica


611-12/15

Izjednačavanje potencijala preko kva-litetno uzemljene sabirnice jedna je od osnovnih zaštitnih mjera protiv indirek-tnog dodira i previsokog napona dodi-ra. U kombinaciji s isklapanjem strujnog kruga trošila uređajem s nadstrujnom zaštitom (zaštitnim prekidačem ) i isklapanjem strujnog kruga trošila sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje (RCD sklopkom), sustav pruža izuzetno učinkovitu zaštitu.

U slučaju pojave napona greške na metalnim kućištima električnih trošila, taj isti napon pojavit će se i na svim međusobno povezanim metalnim di-jelovima ostalih instalacija. Ali, pritom se neće pojaviti dodirni napon u obliku razlike napona između vodljivih dijelova kao na slici 3.

Međutim, dok gledate slike 5, 6, i 7, mogli biste pomisliti kako je brodski sustav zaštite jednostavan i razumljiv, uvelike nalik uobičajenoj kućnoj insta-laciji. Nažalost, priroda se pobrinula da priči o struji na brodu time nije kraj. Najvažniji dio tek počinje!

Utjecaj blizine moraMetali pokazuju vlastiti specifičan

električki potencijal karakterističan za održavanje njihovih molekula na okupu. Taj potencijal se razlikuje od metala do metala, kako to prikazuje slika 8 na su-sjednoj stranici.

Razina specifičnih potencijala raznih metala uronjenih u more prikazana na toj slici kreće se od -1,6 V do +0,4 V. Uspoređujući međusobne potencijale dvaju metala, nije teško zamijetiti da među njima ima i velikih razlika. Napri-

mjer, cink ima -1,6 V, a bronca -0,3 V. Razlika potencijala od 0,7 V zapravo je napon koji može potjerati struju.

Uronimo li komad cinka i bronce u elektrolit, (električki vodljivu tekućinu), dobivamo galvanski članak, pravu ba-teriju s određenim naponom.

Jače negativni (ili manje plemeniti) metal naziva se anoda, a u našoj bateriji to je minus-pol (-).

Manje negativni ili čak pozitivni (ple-menitiji) metal naziva se katoda i to je plus-pol (+) ove baterije.

Sve to pamtimo još iz osnovne škole kad smo prvi put čuli za Voltin članak.Štapići bakra i cinka uronjeni u sumpor-nu kiselinu postaju baterija s naponom od 1,1 V.

Iz ranijih nastavaka ove serije može-mo se prisjetiti i sličnog opisa djelova-nja olovnih baterija!

Spojimo li dva metala uronjena u elektrolit nekim vodičem, električkom vezom, započet će izjednačavanje nji-hovih električkih potencijala.

S negativnije anode vodičem će po-teći elektroni prema pozitivnijoj katodi - i zatvorit će se strujni krug. Protok elektrona, nositelja negativnog naboja, usmjeren je kroz vodič od minusa pre-ma plusu, no možemo ga shvatiti i kao gibanje pozitivnog naboja od plusa pre-ma minusu - od katode prema anodi. Upravo je smjer pozitivnog naboja ono što se opisuje kao službeni smjer stru-je - od pozitivnog pola, kroz priključeni vodič, prema negativnom polu baterije.

Gubeći elektrone, anoda više ne može držati na okupu svoje molekule. Elektro-nima osiromašeni dijelovi anode, sada

pozitivniji ili pozitivno nabijeni dijelovi, ioni, odvajaju se od anode. Tako će vo-dičem teći elektroni, dok će elektrolitom teći ioni, sve do izjednačenja potencija-la ili dok se baterija ne isprazni.

Taj proces elektrokemijske korozije naziva se i galvanska korozija. Naime, zbog razlike električkog potencijala između dvaju metala uronjenih u elek-trolit, za pojavu struje zaslužan je gal-vanski napon.

Pretežno negativna i manje plemenita metalna anoda troši se i korodira, dok manje negativna, pozitivnija i plemeni-tija katoda ostaje sačuvana. Štoviše, na njoj se tijekom procesa taloži sloj meta-la odbjeglog s anode.

Anoda koja se troši je žrtvena anoda, a proces očuvanja katode nauštrb ano-de poznat je i kao katodna zaštita.

Značaj žrtvene anodeKako se ovi procesi odvijaju na brodu

uronjenom u more vidljivo je na slici 9 gdje lijevi crtež prikazuje dva električki povezana različita materijala u morskoj vodi. Zbog galvanske korozije bronca korodira, a inox ostaje sačuvan.

No, pričvrsti li se na metalni trup ili ne-ki metalni dio broda žrtvena anoda od cinka, kao na desnoj strani slike 9, onda će anoda korodirati i trošiti se, a bronca i inox bit će sačuvani. U tomu se krije i smisao naziva žrtvena anoda.

Dakako, žrtvene anode treba redovito provjeravati, čistiti i - zamjenjivati novi-ma. Nakon bojenja treba ih očistiti do vidljivog metala, a povremeno treba s njih ukloniti i naslage algi...

Veličinu žrtvene anode (jedne ili ne-koliko njih) treba uskladiti s veličinom štićenih metalnih površina broda uro-njenih u more.

No, kad doplovimo na vez i priključi-mo se na struju, preko zaštitnog vodiča povezat ćemo metalnu masu pristaništa s metalnim dijelovima broda (slika 10).

Kako se i pristanište i brod nalaze u morskoj vodi, a električki su povezani zaštitnim vodičem, dolazi do galvanske korozije pri čemu žrtvena anoda ne štiti više samo brod već i pristanište. Štiteći pristanište tijekom zimovanja i mirova-vanja, ako je brod ostao priključen zbog baterija, žrtvena anoda će se potrošiti brže negoli očekujemo.

Neprimjetni podvodni procesiKad je nekoliko bliskih plovila na

vezu priključeno na isti ormarić, kako prikazuje slika 11, zaštitni će im vodič povezati metalne dijelove... Može se dogoditi da je vaš brod zaštićen žrtve-nim anodama, ali susjedno plovilo s ko-Slika 9. Galvanska korozija i zaštita metalnih brodskih dijelova od galvanske korozije.


7 11-12/15

jim ste povezani zaštitnim vodičem nije. Pritom će vaša žrtvena elektroda štititi i vaš brod i susjedno neštićeno plovilo - uz ubrzano gubljenje metalne mase.

Problem takvog brzog trošenja nije samo u cijeni zaštitne anode i troškova zamjene već i mogućoj većoj šteti.

Naime, kad se žrtvena anoda potroši, počinje korozija prvog slijedećeg metala s najnegativnijim vlastitim potencijalom (prema popisu na slici 8). Nakon čelične brodske oplate ili osovine, korodirat će brončani vijak... A pojedeni vijak je zadnje što biste poželjeli kad sljedeće godine dođete po brod koji je prezimio u pristaništu. Kako izbjeći takvo prikri-veno, a ubrzano trošenje?

Zaštitu metala od galvanske korozije moguće je postići tzv. narinutim napo-nom suprotnog polariteta ali jednake elektromotorne sile “galvanske ćelije” koja se oblikuje između različitih metala uronjenih u slani elektrolit mora. Među-tim, ni to nije sasvim jednostavno, jer priključenjem na pristanište unosimo u sustav nepoznatu masu neštićenih metala…

Slika 12 prikazuje vrlo praktično rje-šenje protiv ubrzane galvanske korozije.Zaštitni vodič (kabel) s brodskog pri-ključka spaja se na galvanski izolator, a drugi se kraj galvanskog izolatora spaja na sabirnicu za izjednačenje potencijala u brodu. Galvanski izolator je antipara-lelni spoj u kojem su dva sklopa, svaki s dvije diode spojene u seriju.

Da bi diode u galvanskom izolatoru propustile struju u bilo kojem smjeru, na krajevima galvanskog izolatora morao bi se pojaviti napon veći od 1,4 V, što je mnogo više od istosmjernih galvanskih napona koji se mogu pojaviti između metala na brodu i metala na pristaništu. To se odnosi i na obližnja nezaštićena plovila. Time se prekida krug istosmjer-nih galvanskih struja prikazan na slika-ma 10 i 11.

Međutim, za izmjenične napone i stru-je opasne po život taj galvanski izolator ne predstavlja nikakvu izolaciju i u tom

Slika 10. Žrtvena se anoda troši brže kad brodsku instalaciju povežemo s metalnim pristaništem, jer tada brodska anoda zaštićuje i pristanište (npr. čelični ponton).

Slika 11. Kad su na vezu dva broda, jedan tik do drugoga, žrtvena anoda sa zaštićenog broda (2) trošit će se brže negoli očekujemo, jer se strujanjem iona kroz more zaštita širi i na brod bez anode (1).

smislu ne utječe na povezivanje me-talnih masa broda i obalnog zaštitnog uzemljenja za priključenje mreže preko ormarića na obali.

Također, ničim ne utječe ni na zaštitne uređaje u priključnim ormarićima na obali i brodu!

No, što će se dogoditi kad se u nekom

jeftinom galvanskom izolatoru unište diode? Dakako, brod je i tada zaštićen od galvanskih struja, jer nema spoja sabirnice za izjednačenje potencijala i obalnog zaštitnog vodiča, no pritom kompletna brodska instalacija ostaje odvojena od obalnog uzemljenja, a tu opasnost ništa ne signalizira...

Slika 12. Galvanski izolator prekida zatvoreni krug galvanske struje.

Izdržljiv i pouzdan galvanski izolator tvrtke Victron / Schrack.

Ilust

raci

je: J

osip

Zde

nkov

ić


811-12/15

Odvojni izolacijski tranformatorNakon svega, za sprečavanje galvan-

skih struja i postizanje najvišeg stupnja sigurnosti ljudi na brodu, preostaje nam jedino primjena izolacijskog odvojnog transformatora.

Taj transformator prenosi napon s obale u omjeru 1:1, ali su mu sekundar-ni izlazi potpuno odvojeni od primarnih čime osigurava i galvansko odvajanje, kako je prikazano na slici 13.

Na svojem primaru, na obalnoj strani, izolacijski transformator prihvaća za-štitni vodič na predviđenu stezaljku no ona nije nikamo spojena.

Slika 13. Izolacijski transformator rješava sve probleme galvanskih struja. Križićem je označen prekid veze između broda i obale.

Na sekundarnoj strani, na strani bro-da, jedan izvod izolacijskog transfor-matora se uzemljuje na sabirnicu za izjednačenje potencijala, kamo se spaja i metalno kućište izolacijskog transfor-matora.

Na slici 14. je primjer izolacijskog transformatora koji u sebi sadrži i napra-vu za mekani start kojim se sprečava - fizikalno očekivan i uobičajen - kratki porast struje pri svakom priključenju na mrežu.

Taj kratkotrajni porast struje desetero-struko premašuje njezinu nazivnu razinu i sigurno bi prouzročio ispadanje nad-

Slika 14. Izolacijski transformator izbliza - i shema.

Foto: Balver Zinn / Cobar Foto: German Wikipedia

strujnih zaštitnih uređaja u priključnom ormariću na obali.

Srećom, primjenom izolacijskog tran-sformatora s ugrađenim uređajem za mekani start spriječeni su šokovi na zaštitnim uređajima u priključnom or-mariću na obali.

Paralelni sustavDanašnji su brodovi sve bolje opre-

mljeni suvremenim elektroničkim uređajima, ali i električnim uređajima namijenjenim boljem komforu.

Zbog sigurnosti na otvorenom moru, sve češće se uz generatore primjenjuju

GORE: Otvoreni ormarić u Komiži, sa svom nužnom zaštitom broda i brodske instalacije. Schrack Technik u svojim ormarićima ima vrlo sofisticiranu opremu, u skladu s razvojem brodskih tehnologija. Štoviše, stanje priključnog ormarića i brodske struje možete lako provjeriti i mobitelom, izdaleka.

Razlika između nove i sasvim uništene žrtvene anode otkriva nam spore ali razorne učinke galvanskih struja koje je bolje svjesno usmjeriti na jednu točku negoli im prepustiti tiho razaranje vitalnih dijelova broda.

Foto

: SC

HR

AC

K T

ECH

NIK

Brodski kabel za priključenje na obalu- iz nautičkog programa Shore Power tvrtke Victron / Schrack. Tu je i zaštićeni brodski utikač za postavljanje na izloženija mjesta na brodu.


9 11-12/15

i baterije velikog kapaciteta pa brod na pučini ima veću autonomiju i sve slože-niju brodsku instalaciju.

No, čim pristane uz obalu, nadomak strujnoj mreži, javlja se problem uskla-đenja tih dvaju sustava. Što učiniti ako na brodu imamo baterije i izmjenjivač koji oblikuje svoju mrežu?

Nije dozvoljeno istodobno napajanje instalacije na brodu preko priključka s obale i iz baterije preko izmjenjivača.Argumenti su jaki i razumljivi.

Kad bi na brodu trošila imala dvojno napajanje, s obale i iz izmjenjivača, a na obali nestane struje npr. zbog radova na priključnim ormarićima, brod bi strujom povratno napajao ormarić na obali i strujnim udarom ugrozio život servisera.

Stoga preklapanje izvora brodskog napajanja treba riješiti tako da samo jedan izvor može biti aktivan, pri čemu je drugi potpuno isključen!

Takvo rješenje prikazuje slika 15. Kad je uključeno napajanje s obale, na bro-du se priključuju i jača trošila sa svojim strujnim krugovima koji inače nisu pod naponom iz baterijskog izmjenjivača. Logično je da se električni grijač vode uključuje samo uz napajanje s obale, ali ne i u plovidbi.

Na slici 16. je automatska transfer-sklopka koja omogućuje automatsko prespajanje s instalacije broda na insta-laciju s obale - i obrnuto.

Kad se napon s obale pojavi na ulazu 1 tada se uz nekoliko sekundi zadrške taj napon prosljeđuje na brodsku in-stalaciju. Nestane li na ulazu 1 napon s obale, onda se na ulazu 2 bez ikakve zadrške pojavljuje napon iz izmjenjiva-ča. Istodobno napajanje trošila iz oba ulaza naprosto nije moguće!

Za kraj: Iskoristite ovaj članak kao poticaj za vlastito istraživanje te složene i važne teme, naročito ako se odluču-jete na samogradnju ili rekonstrukciju. Na ovim stranicama nismo rekli sve što bismo željeli, jer područje je vlo široko i interdisciplinarno. Tako nismo širili te-mu na dodatne i detaljnije opise korozi-je brodskih metala - ali i hrastovog drva!

Tu su i nevolje s neispravnom ili ošte-ćenom instalacijom istosmjerne struje kada napon baterije pomaže galvan-skom naponu u ubrzanom korozivnom djelovanju zaštitne anode koja može nestati unutar nekoliko dana, a potom je na redu štićeni dio - propeler, kormi-lo… Nismo spominjali ni razne tipove mreža (TT, TN, IT) i djelovanje zaštitnog prekidača i RCD sklopke u njima.

Ograničili smo se samo na obalnu mrežu koju bismo po normi morali naći

u priključnom ormariću marine (TNS). Ne zaboravite da se tim instalacijama služe i ljudi raznih navika i običaja, ali i oni koji s pomorstvom, plovidbom i elektrotehnikom nemaju mnogo veze.

Zato nakon vlastitog proučavanja pa-pira uvijek potražite savjet ovlaštenog projektanta ili tvrtke koja se bavi instala-cijama na brodu i za to ima osvjedočene i obučene djelatnike. Kad pristanete u marini ili luci gdje postoje priključni ormarići, a treba vam napajanje iz mre-že, zatražite od poslužitelja pristaništa napisanu informaciju o instalaciji u pri-ključnom ormariću. To propisuje i norma pa je takav informativni letak i obvezan. Pravilno priključenje i poznavanje ugra-đenih zaštitnih uređaja oslobodit će vas brige i mogućih kasnijih natezanja zbog neočekivane štete.

Konačno, ne kupajte se i ne plivajte u pristaništu ili marini - iako nema vidlji-vog upozorenja ni znaka zabrane.

Kupanje u blizini broda s neisprav-nom električnom instalacijom može biti opasno po život. Zaštita broda u moru zahtijeva dodatno razumijevanje elektro-kemijskih procesa i nove uređaje kontrole i zaštite, a osjetljivi postupak izbora opre-me u brodskim instalacijama ili pristaniš-nim ormarićima savjetujte se u SCHRACK TECHNIK. (tt)

Pripremio: Josip Zdenković

Slika 15. Jednostavan spoj za ručni preklop za napajanje strujom s obale ili preko baterijskog izmjenjivača.

Slika 16. Automatska transfer sklopka

Ilust

raci

je: J

osip

Zde

nkov

ić

U sljedećem nastavku vraćamo se litij-ionskim otočnim fotonaponskim sustavima u kojima su moguće i neke pojave iz ove priče.Vjerujemo da ih napeto očekujete.

sabirnica

Documents

ZA SIGURAN STRUJNI MOST - schrack.hr