Обнаружение электрических измерительных и управляющих приборов для судов

Обнаружение электрических измерительных и управляющих приборов для судов

Введение
Электрические измерительные и управляющие приборы (ЭИУП) являются неотъемлемой частью "нервной системы" современного судна. От их точности, надежности и бесперебойной работы напрямую зависят безопасность плавания, эффективность эксплуатации судовых систем и механизмов, защита окружающей среды и сохранность груза. Процесс обнаружения (испытаний и проверок) этих приборов на этапе производства и ввода в эксплуатацию является критически важным для обеспечения их соответствия жестким требованиям морской среды и международным стандартам.

1. Объекты испытаний
Объектами испытаний и проверок в рамках обнаружения ЭИУП для судов являются все приборы и устройства, используемые для:

1. Измерения электрических величин:
   • Амперметры, вольтметры (постоянного и переменного тока).
   • Ваттметры, варметры, счетчики электроэнергии.
   • Частотомеры, фазометры, измерители коэффициента мощности.
   • Омметры, мегомметры (для контроля изоляции).
   • Токоизмерительные клещи.
   • Преобразователи тока и напряжения (трансформаторы тока - ТТ, трансформаторы напряжения - ТН).
2. Контроля и регулирования неэлектрических параметров:
   • Манометры, вакуумметры, дифманометры (электронные, с электрическим выходным сигналом).
   • Термометры и термометры сопротивления (термопары, терморезисторы, RTD).
   • Измерители уровня топлива, масла, воды, балласта.
   • Тахометры, измерители скорости вращения валов.
   • Анализаторы состава газов (дымовые сигнализаторы, газоанализаторы).
   • Датчики положения (конечные выключатели, датчики уровня, потенциометры).
3. Управления и сигнализации:
   • Контроллеры (температуры, давления, уровня, скорости и т.д.).
   • Реле (времени, тока, напряжения, давления, температуры).
   • Блоки сигнализации и индикации (световая и звуковая сигнализация аварийных и предупредительных состояний).
   • Панели управления двигателями, насосами, вентиляторами.
   • Системы автоматического пуска резервных механизмов (АВР).
   • Устройства связи датчиков с системами управления (нормализаторы сигналов, интерфейсные модули).

2. Область испытаний
Обнаружение ЭИУП охватывает широкий спектр проверок, направленных на подтверждение их пригодности для эксплуатации в специфических условиях морского флота:

1. Функциональные характеристики:
   • Точность: Соответствие показаний или выходного сигнала эталонному значению в пределах установленного класса точности для каждой измеряемой величины и во всем рабочем диапазоне.
   • Чувствительность: Способность реагировать на минимальные изменения измеряемого параметра.
   • Стабильность: Сохранение точности характеристик во времени при длительной эксплуатации.
   • Линейность: Соответствие зависимости выходного сигнала от входного величине линейной функции (для приборов с аналоговым выходом).
   • Пороги срабатывания: Для реле и сигнализаторов – точность срабатывания при достижении уставки.
   • Время срабатывания: Для реле времени и управляющих устройств.
2. Климатическая устойчивость:
   • Работоспособность в условиях повышенной и пониженной температуры (в соответствии с зонами плавания судна, например, тропики или арктика).
   • Устойчивость к циклическим изменениям температуры.
   • Работоспособность и сохранение характеристик при повышенной влажности (вплоть до конденсации), соляном тумане, воздействии плесени (для некоторых зон).
3. Механическая прочность и устойчивость:
   • Устойчивость к вибрациям (характерным для судовых условий, включая вибрации от главных двигателей, вспомогательных механизмов, качки).
   • Устойчивость к ударам (возможным при шторме, швартовке, аварийных ситуациях).
   • Устойчивость к наклону и качке (для приборов, критичных к положению).
4. Электромагнитная совместимость (ЭМС):
   • Устойчивость к помехам: Способность сохранять работоспособность и точность при воздействии электромагнитных помех (кондуктивных – по цепям питания и сигнальным линиям; излучаемых – через пространство).
   • Уровень собственных помех: Обеспечение того, что прибор сам не создает недопустимых помех для другого судового оборудования.
5. Электрическая безопасность:
   • Сопротивление изоляции: Проверка изоляции токоведущих частей и цепей между собой и на корпус.
   • Электрическая прочность изоляции (Hi-Pot): Испытание повышенным напряжением для проверки надежности изоляции.
   • Защита от поражения электрическим током: Конструктивное исполнение, маркировка.
6. Визуальный и конструктивный контроль:
   • Соответствие конструкторской и монтажной документации.
   • Качество изготовления, монтажа и маркировки.
   • Надежность электрических соединений (затяжка клемм).
   • Четкость шкал, индикаторов, надписей.
   • Коррозионная стойкость материалов и покрытий.

3. Методы испытаний
Методы испытаний определяются требованиями международных и национальных стандартов (таких как IEC 60945, IEC 60533, IEC 60092-304, ГОСТ Р ИСО 8468, Правила классификационных обществ), а также технической документацией на конкретный прибор. Основные методы включают:

1. Лабораторные испытания:
   • Калибровка: Сравнение показаний прибора с эталонным средством измерения при различных значениях измеряемой величины и условиях (температура, влажность). Используются прецизионные калибраторы напряжения, тока, сопротивления, температуры, давления и др.
   • Климатические испытания: Помещение прибора в термобарокамеры и климатические камеры с заданными профилями температуры, влажности, соляного тумана. Проведение измерений характеристик до, во время и после воздействия.
   • Механические испытания: Использование вибростендов и ударных стендов для воспроизведения вибраций и ударов требуемого спектра, амплитуды и длительности. Контроль работоспособности во время и после испытаний.
   • Испытания на ЭМС:
     • На помехоустойчивость: Воздействие на прибор кондуктивных помех (импульсных, наведенных ВЧ), излучаемых ВЧ полей, электростатических разрядов (ЭСР), сбоев и провалов напряжения питания.
     • На уровень помех: Измерение кондуктивных и излучаемых помех, создаваемых прибором.
   • Испытания электрической прочности: Подача высокого напряжения (переменного или постоянного) между изолированными цепями и на корпус с контролем тока утечки.
   • Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром.
2. Натурные испытания (на борту судна):
   • Функциональные проверки: В составе системы при работающих судовых механизмах. Проверка правильности показаний, срабатывания сигнализаций и управляющих воздействий в реальных условиях.
   • Проверка калибровки: Сравнение показаний судовых приборов с переносными эталонными приборами или встроенными контрольными точками.
   • Проверка настройки уставок: Для реле и сигнализаторов.
   • Проверка монтажа и соединений: Визуальный осмотр, проверка затяжки.
   • Измерение сопротивления изоляции цепей: Мегаомметром при отключенном оборудовании.

4. Испытательное оборудование
Для проведения комплексного обнаружения ЭИУП требуется широкий парк специализированного испытательного оборудования:

1. Эталонные средства измерений и калибраторы:
   • Мультифункциональные калибраторы (ток, напряжение, сопротивление, частота).
   • Калибраторы температуры (сухие колодцы, калибраторы термосопротивлений и термопар).
   • Калибраторы давления (пневматические и гидравлические, с различными диапазонами и точностью).
   • Эталонные цифровые мультиметры (DMM).
   • Осциллографы (цифровые запоминающие).
2. Климатическое оборудование:
   • Термобарокамеры (диапазон температур от -60°C до +100°C и выше).
   • Климатические камеры (температура + влажность).
   • Камеры соляного тумана.
   • Камеры тепла и холода.
3. Механическое оборудование:
   • Электродинамические вибростенды (с возможностью воспроизведения случайной и синусоидальной вибрации в широком частотном диапазоне).
   • Ударные стенды (для воспроизведения полусинусоидальных и пилообразных ударных импульсов заданной длительности и пикового ускорения).
   • Стенды для испытаний на качку и наклон.
4. Оборудование для испытаний ЭМС:
   • Генераторы помех (импульсных, ВЧ).
   • Измерители напряженности поля.
   • Приемники электромагнитных помех (EMI).
   • Линии связи (LISN).
   • Камеры экранированные (ЭМС-камеры).
   • Генераторы электростатических разрядов (ЭСР).
   • Системы для имитации провалов, прерываний и вариаций напряжения питания.
5. Оборудование для испытаний электрической безопасности:
   • Испытатели электрической прочности (Hi-Pot тестеры).
   • Мегаомметры (измерители сопротивления изоляции).
   • Приборы для проверки целостности защитных проводников (заземления).
6. Дополнительное оборудование:
   • Источники стабилизированного питания.
   • Регулируемые нагрузки (резистивные, индуктивные).
   • Системы сбора данных (SCADA, регистраторы).
   • Специализированное ПО для управления испытаниями и обработки данных.

Заключение
Обнаружение электрических измерительных и управляющих приборов для судов – это сложный, многоэтапный процесс, требующий глубоких знаний стандартов, морских условий эксплуатации и применения специализированного оборудования. Тщательные испытания по всем критически важным областям (точность, климатика, механика, ЭМС, безопасность) являются гарантией того, что приборы будут надежно и безотказно выполнять свои функции в течение всего срока службы судна, обеспечивая безопасность экипажа, сохранность груза и защиту морской среды от загрязнений. Регулярный контроль и периодические испытания в процессе эксплуатации также являются неотъемлемой частью поддержания требуемого уровня надежности судовых электроизмерительных и управляющих систем.