Как создать электрическую систему на катере

Нет двух похожих между собой катеров, а значит не бывает универсальной схемы подключения электрооборудования, подходящей для всех случаев жизни. Однако общие правила существуют и их можно использовать при создании электросистемы на небольшом катере.

Планирование

Решите, какое оборудование вы планируете использовать и где оно будет установлено. От мощности оборудования зависит количество и тип аккумуляторов, которые вам придется установить на катер.

Создание схемы

Электрическая схема подключения оборудования на небольшом катере

Нарисуйте простую электрическую схему и изобразите на ней все электрические устройства, предохранители, переключатели и соединения между ними. Не переживайте, если вы не знаете электрических символов. Просто рисуйте кружок или квадрат и подписывайте рядом его обозначение. До тех пор, пока вы понимаете, что куда идет и как между собой соединяется элементы цепи все нормально. Помните, что к 12 вольтовым устройствам постоянного тока должен быть подсоединён один положительный и один отрицательный проводник. Рисуйте плюс рядом с положительным и минус рядом с отрицательным проводом или обозначайте их красным(положительный) и черным(отрицательный) цветом. На металлических лодках не используйте корпус в качестве участка цепи. Ни один из проводов не должен быть электрически подсоединен к корпусу.

Аккумуляторы

Лоток для установки аккумулятора на катер
Лоток для установки аккумулятора на катер. Красная крышка закрывает положительную клемму от попадания посторонних предметов и замыкания

Аккумуляторы – это источник энергии для освещения и установленного на катере оборудования. Стартовые аккумуляторы используются для запуска двигателя, а для остального оборудования требуются отдельные тяговые аккумуляторы

Тип и емкость аккумуляторов можно выбрать позднее, на данном этапе важно знать, где они будут стоять. Из-за того, что пусковой ток при запуске двигателя очень высок и кабель, идущий к стартеру как правило не защищают предохранителем, стартовый аккумулятор устанавливают максимально близко к мотору.

Два лотка для установки аккумуляторов на катере
Два лотка для установки аккумуляторов на катере и погружной автоматический трюмный насос, который включается встроенным поплавковым выключателем. К черному разъему, который вставляется в насос, подходит две пары черных и красных проводов. Одна пара подключение питания, вторая — ручное включение насоса на консоли.

Для тяговых аккумуляторов вариантов установки больше. Однако аккумуляторы много весят, поэтому необходимо учесть, как они повлияют на распределение нагрузки в катере, особенно если вы устанавливаете их на той же стороне, что и консоль. Возможно потребуется переместить их на другой борт, чтобы уравновесить лодку. Если транец катера слишком низкий, задумайтесь как установка аккумуляторов повлияет на его положение относительно воды.

При установке рекомендуется оставлять по 30 сантиметров свободного пространства с каждой стороны аккумулятора и не ставить их близко от предметов, которые могут вызвать короткое замыкание. Не устанавливайте аккумуляторы под топливопроводами, инверторами или зарядными устройствами. Если места не хватает и другой возможности нет, установите разделяющую перегородку. Помните, что аккумуляторы должны оставаться неподвижными при любых условиях.

Под каждой батареей должен быть поддон для разлитого электролита (для жидко-кислотных АКБ) или аккумулятор необходимо установить в надежно закрепленный к корпусу ящик. Клеммы аккумулятора в ящике защищены от случайного короткого замыкания, а если аккумуляторы стоят на поддонах, то клеммы надо прикрыть защитными крышками.
Зарядные устройства как правило устанавливают рядом с аккумуляторными батареями. Если на катере установлен носовой электромотор, то для зарядки аккумуляторов можно использовать следующую схему.

Схема зарядки аккумуляторов на катере
Схема зарядки аккумуляторов на катере. Два водонепроницаемых зарядных устройства заряжают стартовый, сервисный и дополнительные аккумуляторы на берегу и во время движения
Наименование Sterling Power BBW1224 Sterling Power PSP12202
Зарядное устройство Sterling Power BBW1224 Зарядное устройство Sterling Power PSP12202
Входное напряжение, В 12 90-270
Выходное напряжение, В 24 12/24
Максимальный  ток, А 30 20
Режимы зарядки 6 программ зарядки 14,4; 14,8; 15,1
Типы аккумуляторов Необслуживаемые с жидким электролитом, Gel, AGM, LiFePO4, кальциевые GEL, AGM, обслуживаемые и необслуживаемые с жидким электролитом, Optima
Технические характеристики и описание ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

Главный выключатель

Место установки аккумуляторов определяет положение главного выключателя. Его располагают рядом с аккумуляторами в легко доступном месте, чтобы обесточить лодку в случае необходимости.

Не устанавливайте переключатели АКБ, не сертифицированные для морского использования, они могут греться и плавится под нагрузкой. Выключатель, как и электрические автоматы, должен иметь защиту от возгорания.

Четырехпозиционный главный выключатель
Четырехпозиционный главный выключатель для подключения двух аккумуляторов. Положение 1 — включает первый аккумулятор; 2 — включает второй аккумулятор; 1+ 2 — подключает параллельно оба аккумулятора; OFF — отключение питания

Защита от возгорания означает, что находящие в воздухе газы или пары бензина не воспламенятся от соприкосновения с устройством. Это важно, если бак с топливом установлен в непосредственной близости от выключателя. Аккумуляторы не считаются источником возгорания, так как не имеют движущихся частей, которые могут вызвать искру. Однако при попадании на клеммы металлического предмета такая искра иногда возникает, именно поэтому клеммы аккумуляторов должны быть надежно защищены.

Используйте выключатель, к которому можно подключить два аккумулятора. Второй аккумулятор потребуется вам в будущем, если вы установите мощный эхолот или якорную лебедку, но предусмотрев это заранее менять выключатель не придется.

Главный выключатель должен подключать первый, второй, оба аккумулятора или отключать все устройства. Существуют переключатели для одновременного включения двух независимых цепей или их объединения.

Главный предохранитель

Держатель предохранителя Blue Sea 7720
Водонепроницаемый держатель предохранителя Blue Sea 7720 с держателем для дополнительного предохранителя на крышке

На этом этапе рядом с переключателем устанавливают главный предохранитель или автомат. Располагайте его на расстоянии не более 20 сантиметров от выключателя, а если это невозможно, увеличьте расстояние до метра, но поместите кабель в гибкую изоляционную трубку.  Предохранитель защищает главный силовой кабель от повышенной нагрузки. Покупайте блок с держателями на два предохранителя в этом случае у вас всегда будет запасной, если один сгорит.

Размещение оборудования

Определите место установки каждого устройства. Эхолоты устанавливают там, где их легко использовать, при этом они не должны мешать обзору и управлению лодкой. Радио должно быть на расстоянии вытянутой руки, а если используете морскую VFH радиостанцию, то ее микрофон также должен быть под рукой. Место расположения лодочного электромотора, лебедки, дополнительных датчиков эхолота, требующих подключения к источнику питания, как правило предопределены назначением устройства.

Блоки предохранителей

Используйте размещенное на предыдущем шаге оборудование для расположения блоков предохранителей, клемных колодок и блоков выключателей. Все электроустановочные изделия должны быть расположены рядом с оборудованием для которого они предназначены, быть легко доступны и защищены от брызг и дождя.

Блок предохранителей Blue Sea Stblade 5026
Блок предохранителей Blue Sea Stblade 5026 используется для подключения 12 электрических цепей и имеет отрицательную шину

Некоторые устройства подключают к аккумуляторам минуя главный переключатель. Например трюмный насос должен автоматически включится, после того как вода достигнет заранее заданного уровня. Однако подключать его напрямую к аккумулятору не правильно. Вместо этого соедините его с входной клеммой главного переключателя и дополнительно установите тумблер на консоли, которым будете включать помпу вручную.

Размещение на схеме

Нарисуйте вид катера сверху и расположите на нем блоки предохранителей, выключатели и все оборудование, ранее размещенное на электрической схеме. Сравнивайте рисунок с реальной лодкой, чтобы не забыть чего-нибудь.Схема размещения оборудования на катере

Помните, кабель не может проходить сквозь оборудование, патрубки и прочие сплошные объекты. Проводку прокладывают через стенки, переборки и панели. Закрепляйте кабель как минимум через каждые 45 сантиметров, чтобы он не болтался и не бился о борт при движении. В местах прохода через переборки или панели устанавливайте прокладки, защищающие изоляцию от повреждения.

Сечение и длина кабеля

Какого сечения должен быть кабель для подключения аккумулятора к стартеру? Ток, генерируемый аккумулятором для запуска двигателя составляет 500 – 1000 А, поэтому и положительный и отрицательный стартовые провода должны быть не менее 4 AWG диаметром. Если кабель к стартеру уже установлен, сечение кабеля от аккумулятора к главному переключателю выбирают меньшего размера. Положительный кабель (красный) подсоединяется к входному контакту главного переключателя, а отрицательный (черный) — к клемной колодке.

Клемная колодка – это блок с множеством контактов на нем. Один из них служит для подключения отрицательного провода от аккумулятора к двигателю, остальные для подключения отрицательных контактов от устройств. Клемных контактов должно быть столько же сколько и предохранителей.

Положительный провод должен быть красным. Отрицательный может быть черным, желтым или черным с желтыми полосками. Все отрицательные повода на лодке должны быть одного и того же цвета. Но для положительных проводов, идущих от блока предохранителей до устройств, используется цветовая кодировка, которая помогает понять какой провод для чего предназначен. Дополнительно на оба конца каждого провода крепят кусочки ленты, на которых указывают назначение провода.

При прокладке проводки используйте специальные морские кабели.  Луженые меньше окисляются и служат дольше, но для небольших катеров их использование не обязательно. Не экономьте на кабеле. Одним из отличий надежной электрической системы от той, которую приходится постоянно ремонтировать являются дешевые провода.

Какой диаметр использовать? Чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Чем кабель длиннее, тем сопротивление больше и больше падение напряжения между концами проводника. Задача —  уменьшить сопротивление и падение напряжения, поэтому в первую очередь определите сечение кабеля исходя из нагрузки которую он несет, а затем сделайте поправку на длину. Для определения диаметра проводников используйте специальные таблицы.

Пример. Предположим, вы подключаете три электронных устройства к блоку предохранителей. Каждое имеет свой собственный предохранитель и подключается отдельным кабелем. Один провод идет от главного предохранителя к блоку на консоли, второй проходит назад от отрицательной шины к аккумулятору. Сумма длин этих проводов дает общую длину провода, принимаемого для расчета. Каждое электронное устройство во время работы потребляет ток 1 ампер при напряжении 12 вольт. Общая сила тока — 3 Ампера. Поэтому провод от аккумулятора к блоку предохранителей и обратно должен выдерживать ток три ампера без нагрева и заметного падения напряжения. Таким образом мы можем определить сечение провода для этого участка цепи.

Соединение кабелей

Для подключения всегда используйте клеммы. Не оборачивайте оголенные концы проводов вокруг винтов и не прижимайте их в таком виде к клемной пластине. Винт может ослабнуть от вибрации и сопротивление соединения возрастет. Рост сопротивления приведет к нагреву контакта и возможно к пожару. Используйте кольцевые или вилочные кабельные наконечники. У U-образных наконечников должны быть загнутые края, препятствующие выпадению провода при ослаблении контакта.U-образные и кольцевые клеммы

В электрических соединениях на катере разрешается использовать пайку, но она не должна быть единственным средством соединения провода с клеммой, клемма должна быть дополнительно обжата. Припой создает уплотнение, провод в этом месте перестает быть гибким и устойчивым к изгибу и вибрации.
Никогда не используйте болты и гайки для соединения проводов на лодке! Этот вид соединения слишком неустойчив к вибрации и коррозии.
Герметизируйте контакты хорошим водонепроницаемый герметиком. Это не обязательное требование, но герметик предотвращает попадание воды в соединение и проникновение влаги внутри изоляции.

Предохранители

Задача предохранителей исключить перегрев кабеля и предотвратить пожар на лодке. Предохранители должны иметь тоже или меньшее ограничение по току, что и кабель. Если провода предназначены для работы с нагрузкой 15 А, используйте 15А предохранитель.  Именно поэтому на больших катерах используются отдельные электрические цепи для различных судовых систем. Каждая цепь рассчитана на определенную силу тока — 15 или 20 А. Новое оборудование не добавляется в цепь, если это ведет к увеличению потребляемого тока, выше того, на который рассчитан предохранитель.Блок предохранителей

Создавать отдельные цепи придется и на небольшом катере, если там установлено много оборудования или стоит устройство, потребляющее большой ток. Для него придется создать свою цепь и использовать собственный предохранитель.

Сколько предохранителей должно быть в блоке? Это зависит от того, сколько устройств вы используете. Стоит иметь предохранитель на освещение, один для приборов, один для всех электронных устройств, плюс запасные. Итого четыре. С учетом оборудования, которое будет установлено в будущем используйте, используйте блок для шести или восьми предохранителей. В этом случае вам не придется его менять. Подробнее о защите электрических цепей на катере 

Установка оборудования

Начинайте с аккумуляторов, главного выключателя и главного блока предохранителей.

Установите бокс для аккумулятора или поддон для его крепления, затем аккумулятор. Емкость батареи аккумуляторов должна быть как минимум в два раза больше предполагаемой нагрузки.
Затем установите освещение и электронное оборудование. Все должно быть установлено на месте до того, как вы начнете протягивать кабель.

Размер главного предохранителя зависит от количества подключенного оборудования. Постоянная нагрузка в нашем примере составляет 10,5 А. Номинал предохранителя в цепи постоянного тока должен составлять 150% от нагрузки, поэтому подойдет предохранитель на 15А.

Для каждого устройства ставим предохранитель на 3А, для радио —  6 А. Перед установкой проверьте рекомендации производителя оборудования по выбору предохранителей. Помните эти предохранители предназначены для защиты кабеля, ведущего к оборудованию, а не самого оборудования. Некоторые устройства имеют встроенные или расположенные на силовых кабелях предохранители для этих целей.

Постоянная нагрузка Переменная нагрузка Всего
Устройство Ток, А Время работы, ч Ач Устройство Ток, А Время работы, ч Ач
Освещение 1 8 8 Сигнал 1 0,25 0,25
Помпа 2 8 16 Радио 6 0,5 3
Радио 1 8 8
Эхолот 0,5 8 4
Мотор 2 16 32
Приборы 1 8 8
GPS 1 8 8
Аэратор 2 8 16
Итого 10,5 100 7 3,25 100,3

Разводка кабеля

Приступайте к разводке кабелей, начиная от аккумулятора и двигайтесь к каждому блоку предохранителей и к клемным колодкам, затем переходите к разводке до оборудования. Соблюдайте цветовые коды и маркировки проводов на обоих концах. Если при разводке вы отклоняетесь от схемы, созданной на этапе проектирования, вносите в нее изменения чтобы она оставалась актуальной в будущем.

Проверка

Подключите питание и проверьте каждое установленное устройство. Устраните неисправности по мере их возникновения.

ГОСТ Р ИСО 10133-2018 Суда малые. Системы электрические. Установки постоянного тока безопасного напряжения

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

captcha