Подключение к береговому электричеству

Успешный монтаж электропроводки в собственной квартире или загородном доме еще не означает, что вы правильно выполните эту работу на катере или яхте. В правилах установки устройств переменного тока на берегу и на судне существуют принципиальные отличия.

Содержание статьи

Схема подключения

Прежде чем приступать к монтажу, нарисуйте на листе бумаге то, что вы хотите получить. Чем больше деталей войдет в рисунок, тем меньше вероятность допустить ошибку в процессе установки оборудования. Рисунок можно привязать к контуру лодки, указав на нем точки расположения розеток или места подключения устройств переменного тока. Но лучше ограничится принципиальной схемой. Она выглядит менее запутанной и точнее показывает взаимодействие различных устройств.

Любое устройство подключается к электрической цепи двумя проводниками. В цепях постоянного тока они называются положительным и отрицательным. В цепях переменного — фаза и нейтраль. Несмотря на то, что ток течет по обоим проводникам, они не являются взаимозаменяемыми. Фаза идет от источника напряжения к устройству, а нейтраль обратно к источнику напряжения и затем к заземляющей пластине.

Если фазу и нейтраль на борту поменять местами, оборудование продолжит нормально работать. Но поскольку переключатели и автоматы окажутся на заземленной стороне, то даже отключенные устройства по-прежнему будут находится под напряжением, представляя потенциальную опасность для окружающих.

Фазный проводник имеет изоляцию черного или коричневого, а нейтральный синего цвета

Пометьте все провода на вашем рисунке черным и синим и «подключите» черный провод к каждому устройству со стороны предохранителя или выключателя

Заземляющий провод

Третий проводник в цепях переменного тока называется заземляющим. В нормальных условиях ток по нему не течет. Назначение этого провода — создать путь на землю от металлических корпусов оборудования или розеток. При серьезной утечке, например, при коротком замыкании на корпус, по защитному проводнику потечет ток большой силы, сработает автомат и разомкнет цепь

Заземляющий провод должен иметь зеленую или желто-зеленую изоляцию. Провода такого цвета запрещено использовать для других целей

В квартире защитный заземляющий провод соединяется с нейтральным внутри электрического щитка. На катере или яхте нейтральный и заземляющий проводники соединяются только в колонке берегового питания, бортовом генераторе, инверторе или вторичной обмотке изолирующего трансформатора.

Если ни инвертора, ни генератора, ни изолирующего трансформатора на судне нет, то

Нейтральный (синий) и заземляющий (желто-зеленый) проводники на лодке никогда не соединяют между собой – только на берегу

Когда нейтраль заземлена не только на берегу, но еще и на лодке, небольшая разница потенциалов в двух точках «земли» или дополнительное сопротивление в цепи самой нейтрали приведут к тому, что ток найдет путь на землю через бортовую DC цепь. Корпус и оборудование постоянного тока окажутся под напряжением. Если же нейтральный разъем в розетке берегового подключения окажется неисправен или на берегу будет перепутана полярность, то напряжение в системе постоянного тока на лодке вырастет до смертельно опасного

Неправильное подключение судна к береговому электричеству. Нейтраль и защитный проводник соединены на борту. Дополнительное сопротивление в розетке берегового питания создает для тока параллельный путь на землю и бортовые устройства постоянного тока могут оказаться под напряжением

Зеленый заземляющий провод обеспечивает для тока путь с низким сопротивлением к земле, если металлический корпус оборудования, входящего в систему переменного тока, оказывается под напряжением. Но что, если переменный ток попадает в систему постоянного? Например, из-за случайного контакта проводов, утечки в изоляции, короткого замыкания в зарядном устройстве, инверторе или другом оборудовании с двойным напряжением?

Попав в цепь постоянного тока, переменный будет искать землю и автоматически пройдет по проводникам к общей точке заземления и далее через вал двигателя к воде. Однако сила тока, текущего в пресной или слабосоленой воде, по цепи «судно – вода – земля» может оказаться меньше номиналов автоматических выключателей, установленных на лодке и на берегу. Из-за этого защита скорее всего не сработает и не разорвет цепь. В результате вся отрицательная часть системы постоянного тока на лодке окажется под высоким напряжением.

Опасность возникнет и для тех, кто находится на лодке, и для тех, кто плавает в воде. В пресной воде возникнет реальный риск поражения током. В соленой смертельный удар током маловероятен, но электрическое поле может парализовать мышцы пловцов

Чтобы избежать подобных ситуаций на катерах и яхтах защитный заземляющий проводник цепи переменного тока всегда подключают к общей точке заземления постоянного тока

Изложенного достаточно, чтобы составить схему берегового подключения на небольшой яхте или катере. Три провода от береговой электрической сети входят на борт лодки через розетку берегового подключения, которая является началом бортовой цепи переменного тока. Черный и синий провода идут от входа к двухполюсному автоматическому выключателю, размыкающему фазу и нейтраль, а затем к самому удаленному устройству. Остальное оборудование в той же цепи подключаются к этим двум проводам, как ступеньки на лестнице. Желто-зеленый заземляющий провод обходит главный автоматический выключатель и соединяет клеммы заземления каждого устройства с выводом заземления входной розетки берегового питания и с общей точкой заземления цепи постоянного тока

Установка оборудования

Как только электрическая схема создана, можно приступать к установке различных компонентов системы берегового подключения. Первый элемент в ней – 16 амперная водонепроницаемая розетка берегового питания. Для небольших лодок такого номинала розетки достаточно, однако если на борту запланировано много мощных потребителей существуют модели, рассчитанные на 32 ампера.

Входную розетку устанавливают так, чтобы она не погружалась в воду и ее нельзя было механически повредить. Задняя сторона розетки при этом должна хорошо проветривается.

Главный автомат

Устанавливать на катерах и яхтах входные автоматы для переменного тока не принято. Многие владельцы считают лодку еще одним «прибором», подключенным к цепи марины, которая и так уже защищена. Но неисправная проводка на пирсах общего пользования слишком распространена и доверять свою безопасность неизвестному устройству защиты, расположенному в нескольких сотнях метрах от лодки, не стоит.

Розетка берегового питания
Напряжение 250 В. Ток - 16 А. Класс защиты IP56.

Кабель берегового питания
15 метров. 3 х 2,5 мм. Напряжение 250 В. Ток - 16 А. Класс защиты IP44.

Переходник для кабеля
Длина 0,3 метра. Напряжение 250 В. Ток - 16 А. Класс защиты IP44.

Согласно ГОСТ ИСО 13297-2018 на катерах и яхтах рядом с источником питания необходимо устанавливать «автоматический выключатель с механизмом свободного расцепления». На лодке автомат устанавливают на расстоянии не более 0,5 метра от входной розетки. Если из-за конструктивных особенностей судна это сделать нельзя, автомат разрешается перенести. Но не далее, чем на 3 метра от розетки. При этом кабель между розеткой и автоматом должен быть уложен в короб или гофру.

Главный автомат на катере или яхте должен быть двухполюсным. В отличии от однополюсного он защищает цепь при перепутанной на берегу полярности. Для простой цепи одного автомата достаточно. В цепи, состоящей из нескольких параллельных ответвлений, свой автоматический выключатель должен быть предусмотрен для каждого из них

Схема подключения зарядного устройства на катере или яхте — Схема подключения устройства для зарядки аккумуляторов на катере или яхте к береговой электрической сети

TBB Power
BS1225-3
25 Ампер
Зарядные профили для Gel, AGM, жидко-кислотных и LiFePO4 аккумуляторов. Режим блока питания. Регулируемая мощность
Три выхода
Два выхода расчитаны на полный ток. Третий выход для стартового АКБ. Суммарный ток не превышает 25 А

Зарядное устройство Sterling Power PCU1260

Sterling Power
PCU1260
60 Ампер
Зарядные профили для Gel, AGM, жидко-кислотных и LiFePO4 аккумуляторов. Режим блока питания. Регулируемая мощность. Выход для управления DC-DC зарядным
Три выхода

TBB Power
BS1240-3
40 Ампер
Зарядные профили для Gel, AGM, жидко-кислотных и LiFePO4 аккумуляторов. Режим блока питания. Регулируемая мощность
Три выхода
Два выхода расчитаны на полный ток. Третий выход для стартового АКБ. Суммарный ток не превышает 25 А

Автоматы параллельных цепей устанавливают в расположенном на кокпите влагостойком щитке или встраивают в панель переменного тока. Главный автомат также устанавливают в панель, а если расстояние от нее до розетки берегового подключения превышает три метра, то рядом с розеткой ставят небольшой бокс, переносят туда главный автомат и от него ведут кабель к панели.

Номинал главного автоматического выключателя никогда не должен быть больше номинала розетки берегового питания. Однако номинал автомата определяться не ей, а нагрузкой в защищаемой цепи. Номинал устройства защиты не должен превышать токонесущую способность кабеля и быть как минимум равным максимальной непрерывной нагрузке в цепи. При этом сама нагрузка так же не должна превосходит токонесущую способность кабеля.

Инвертор с зарядным устройством упростит подключение устройств переменного напряжения к береговой электрической сети:

Инвертор зарядное устройство TBB Power CC20

TBB Power CC3.0L
Чистая синусоида. 12 VDC-230 VAC
3000 Вт
Зарядное устройство 150 А
Переключатель источников 4 мс
Автоматически переключает питание с береговой сети на инвертор за 4 мс
Power Control
Пульт, Bluetooth

Инвертор зарядное устройство TBB Power CC2.0L

TBB Power CC2.0L
Чистая синусоида. 12 VDC-230 VAC
2000 Вт
Непрерывная мощность.2150 Вт в течении 30 мин. Пиковая 4000 Вт
Зарядное устройство 100 А
Переключатель источников 4 мс
Power Control
Пульт, Bluetooth

Инвертор зарядное устройство TBB Power CM3.0L

TBB Power CM3.0L
Чистая синусоида. 12 VDC-230 VAC
3000 Вт
Непрерывная мощность. 3200 Вт в течении 30 минут. 6000 Вт - пиковая мощность
Зарядное устройство 180 А
Полностью программируемое
Переключатель источников 0 мс
Power Control, Power Assist
Пульт, Bluetooth

Если подключается единственная цепь, например береговое зарядное устройство для тяговых лодочных аккумуляторов, и используется розетка на 16 ампер, то главный автомат должен иметь номинал не более 16 ампер. Если электрическая система состоит из двух цепей, то автоматы, защищающие эти цепи, должны быть рассчитан на 16 А, а главный автомат может иметь номинал до 32 ампер.

При перепутанной полярности однополюсный автомат делает цепи переменного тока на лодке незащищенными, ведь выключатели теперь находятся на нейтральном проводнике. Но и с двухполюсным устройством неверная полярность перемещает переключатели типа ВКЛ-ВЫКЛ на неправильную сторону, оставляя под напряжением даже выключенное оборудование. Чтобы узнать об изменившейся полярности используют специальные индикаторы.

Розетки

Все соединения в цепях переменного тока на лодке должны быть расположены в защитном кожухе. Для розеток хорошей защитой служат пластиковые розеточные коробки. Они широко распространены, живут вечно, стоят недорого и защищают внутреннюю часть розетки от случайного короткого замыкания. Чтобы не создавать путь для влаги провода вводят и выводят из нижней части коробки.

Розетки, в которых конец провода вставляется в подпружиненный разъем и автоматически фиксируется в нем использовать нельзя. Такие разъемы предназначены для проводов с цельной жилой, которые никогда не применяют на катерах и яхтах. Так же не стоит обматывать зачищенный конец провода вокруг клемного винта, так как это обычно делается на берегу. На лодках это запрещено.

Вместо этого концы проводов обжимают кольцевыми или вилочными клеммами и уже их подключают к розетке. Вилочные клеммы должны быть фиксируемыми, с загнутыми концами.

Кабель

Сплошной электрический провод предназначен для использования внутри неподвижной стены здания. На борту лодки он будет сгибаться, до тех пор, пока не сломается, как проволока для скрепок. На катерах и яхтах всегда используют многожильный и желательно луженый провод. Для системы переменного тока, подходит трехжильный кабель — три изолированных провода внутри изолирующей оболочки.

Как и остальную проводку кабель переменного тока прокладывают как можно выше и протягивают через верхнюю, а не через нижнюю часть переборок. Длинные кабеля укладывают в жесткий короб или закрепляют кабельными зажимами максимум через 45 см.

Если береговое подключение выполняется через 16 А розетку, то для прокладки по лодке достаточно кабеля с сечением жилы 2,5 мм. Однако на практике часто используют сечение 4 мм, поскольку такой кабель меньше греется и сможет выдержать большую нагрузку, если в будущем на борту появится мощное оборудование.

Коррозия

Два судна подключены к береговой электрической сети. На обоих цепи заземления переменного тока соединены с общей точкой заземления. Защитный заземляющий проводник создает прямое электрическое соединение между подводными частями обоих лодок. Таким образом создается гигантский аккумулятор в котором электроды — металлические элементы лодок, а электролит окружающая вода. Между электродами разного химического состава возникнет напряжение, в замкнутой цепи потечет ток и на судне возникнет коррозия.

Подключение желто-зеленого провода к общей точке заземления на катере или яхте имеет нежелательный побочный эффект. Между двумя соседними лодками с заземленными защитными проводами может возникнуть электрическая цепь, и как следствие, коррозия. Лучшее решение в этом случае — изолирующий трансформатор, который устраняет прямую связь между электрической системой лодки и берегом. Однако поскольку эти устройства тяжелые и относительно дорогие вместо них часто используют более дешевые гальванические изоляторы.

Безопасность прежде всего

Если вы одновременно коснетесь положительного и отрицательного проводников в 12-вольтовой электрической цепи, то вы вряд ли получите травму, поскольку сила тока, проходящего через тело, окажется менее 0,01 ампер. При напряжении 220 вольт, ток возрастет до 0,2 ампер и может смертельно нарушить ритм сердца. Вот почему при работе с переменным током так важно соблюдать меры предосторожности:

Никогда не работайте с кабелем, находящимся под напряжением
Прежде чем прикасаться к проводу тщательно проверьте его с помощью тестера напряжения
Никогда не оставляйте кабель берегового питания рядом с колонкой подключения на пирсе. Заботливый прохожий может подключить его
Всегда работайте в обуви на резиновой подошве
Никогда не работайте в одиночку