陸上電力用電気ケーブル ウインチ: 海洋接続システム ガイド

とは何ですか 電線ウインチ ショアパワー用

陸上電力用の電気ケーブル ウインチは、船舶を左舷側の電源に接続する重電ケーブルの張力を保管、展開、維持する特殊な海洋ケーブル管理システムです。これらのシステムにより、重さのかかるかさばる陸上電力ケーブルの手作業による取り扱いが不要になります。 1メートルあたり最大15kg 高アンペア構成に対応しながら、一定の張力制御を提供して、船の動き、潮の変化、風による漂流によるケーブルの損傷を防ぎます。このシステムには、電動ケーブル リール、継続的な電力伝送のためのスリップ リング アセンブリ、およびインテリジェントな張力監視が統合されており、陸上インフラと船上配電システム間の安全で信頼性の高い電気接続が保証されます。

陸上電力ケーブル ウインチ システムは、冷間アイロン作業に不可欠です。この作業では、船舶は船内の発電機を停止し、港湾施設から電力を供給して、排出ガス、騒音、燃料消費量を削減します。ウインチ機構は、船の滞在中ずっとケーブルが適切な張力を維持することを保証し、船が潮の満ち引き​​や積み込み作業に伴って自動的にケーブルを格納または解放します。適切なケーブル管理を行わないと、過度の張力は導体や絶縁体に損傷を与える可能性があり、張力が不十分な場合は、つまずきの危険や電気的危険を引き起こす危険なケーブル ループが形成されます。

システムのコンポーネントと動作メカニズム

完全な陸上電力ケーブル ウィンチ システムは、ケーブルの展開を管理し、電気的連続性を維持するために連携して動作するいくつかの統合コンポーネントで構成されています。設計は低電圧システムによって異なります。 400-450V および高電圧システム 6.6kV～11kV ただし、基本的なアーキテクチャは電圧クラス全体で一貫しています。

ケーブルリールとドライブアセンブリ

ケーブル リールは、ケーブルの長さと直径に応じてサイズが決められた、中央の保管および展開機構として機能します。リールは、以下の範囲のケーブル長に対応します。 55メートル コンパクトな設置から 100メートル 深海バース向けで、保管容量を最大化するための多層巻き取り機能を備えています。駆動システムには通常、 4～7.5kW で動作する周波数制御モーター 960 ～ 1440 RPM 、ヒステリシスクラッチと減速ギアボックスを介してリールに結合されています。ヒステリシス カップリングは、ケーブルの張力が事前設定値を超えるとスリップすることで重要な過負荷保護を提供し、モーターの損傷やケーブルの過剰ストレスを防ぎます。

スリップリングアセンブリ

スリップ リング アセンブリにより、ケーブルの伸縮中にリールが回転している間、継続的な電力伝送が可能になります。低電圧システムは通常、次のスリップ リング容量を備えています。 1000A と 3 つの電源リング、1 つの接地リング、および 4 つの制御リング 。 JL-HVSR-650A システムハンドルなどの高電圧構成 10kVで650A と a rated capacity of 7.2MVA 。スリップ リング ボックスには、接点の劣化や過負荷状態を示す可能性のある異常な加熱状態を検出するための温度上昇監視が含まれています。すべてのスリップ リング システムは、海洋環境での安全性を確保するために、船級協会の認定を受け、第三者の検査に合格する必要があります。

インテリジェントな制御と監視

最新の陸上電力ケーブル ウィンチ システムには、包括的な障害監視機能を備えたプログラマブル ロジック コントローラーが組み込まれています。このシステムは、スリップリングの温度、モーター負荷、リール位置、トルク値、インバーターの状態、ケーブル張力の異常を継続的に追跡します。パルスカウンターはリールの回転を監視して展開されたケーブルの長さを計算し、完全な展開時、最後の2回転、およびオーバートラベルを防ぐための最終回転位置で設定可能なアラートを提供します。リモート制御オプションには有線インターフェースと無線インターフェースの両方が含まれており、オペレーターは接続ポイントを視覚的に観察しながら、船舶ブリッジまたは波止場制御ステーションからケーブル操作を管理できます。

低電圧および高電圧システム構成

海岸電力ケーブル ウィンチ システムは動作電圧によって分類されており、低電圧アプリケーションと高電圧アプリケーションには明確な設計要件があります。電圧クラスによって、ケーブルの構造、スリップ リングの仕様、安全クリアランス、および法規制への準拠要件が決まります。

ケーブルの仕様と定格電流

電動ウインチ システムで管理される海岸電力ケーブルは、電気的完全性を維持しながら、継続的な屈曲、摩耗、海水への曝露、および機械的ストレスに耐える必要があります。ケーブルの選択は、船舶の電力要件、電圧クラス、バースの環境条件によって異なります。

ケーブルの構造と材質

海岸電力ケーブルは、海上サービス向けに定格された架橋ポリエチレンまたはエチレンプロピレンゴム絶縁体を備えた柔軟な銅導体を備えています。アウタージャケットには油、摩耗、紫外線劣化に強いタイプS、ST、SE、ポリウレタンなどの素材を採用しています。高電圧ケーブルには、通信と監視のために追加のシールド層と光ファイバー要素が組み込まれています。最小曲げ半径の要件により、ケーブル ラックとガイド ローラーの設計が決まり、複数のローラー アセンブリにより、展開時と格納時にケーブルがよじれたり、曲げ限界を超えたりしないことが保証されます。

電流容量とケーブルのサイズ設定

ケーブルのサイジングは、導体の断面積と設置条件に基づいて確立された電流値表に従います。娯楽船の場合、一般的な構成には次のものがあります。 30アンペア を使用したサービス 10AWG 指揮者、 50アンペア を使用したサービス 6AWG 指揮者、 and 100アンペア を使用したサービス 2 AWG 指揮者。商船やクルーズ船には非常に大きな車掌が必要です。 150アンペア を採用したより優れたサービス 1/0 AWG または 50 mm² そしてより大きなケーブル。ケーブル ウィンチ システムは、これらの太いケーブルの外径に対応する必要があります。 30 アンペアのケーブルの場合は 12 mm オーバーする 150 アンペア以上の構成の場合は 70 mm .

一定張力制御と安全機能

陸上電力ケーブル ウインチの特徴的な動作特性は、一定張力制御システムであり、過剰な張力や危険な緩み状態によるケーブルの損傷を防ぎながら、船舶の動きを自動的に補償します。

張力の監視と調整

ケーブル ラックまたは接続ポイントに設置された張力発信器は、ケーブルにかかる力を測定し、アナログ信号をプログラマブル ロジック コントローラーに送信します。コントローラーは実際の張力を構成可能な設定値と比較し、モーターの速度と方向を調整するように周波数変換器に命令します。船舶の動きによってケーブルの張力が設定値を超えて増加すると、ウインチはケーブルを解放して適切な張力を回復します。張力が設定値を下回ると、ウインチはケーブルを収縮させてたるみを解消します。この閉ループ制御はオペレータの介入なしで継続的に動作し、外部要因に関係なく最適なケーブル状態を維持します。

緊急および保護機能

このシステムには、人員、機器、船舶を保護するための複数の安全層が含まれています。緊急停止機能は、制御ステーションから起動されると、すべてのウインチの動作を直ちに停止します。ヒステリシスカップリングによる過負荷保護により、ケーブルの張力が予期せず上昇した場合のモーターの焼損を防ぎます。ケーブル張力の異常アラームは、安全な動作パラメータを超える状態をオペレータに通知します。陸上電源ボックスには、過負荷および短絡保護、誤接続を防止する相シーケンス インターロック、および手動で再配線せずに相エラーを修正する自動転流機能を備えた三相モールド ケース スイッチが組み込まれています。の保護等級 IP56 湿気、塩水噴霧、粉塵にさらされる海洋環境でも継続的な動作を保証します。

ケーブル ラックと導入ハードウェア

ケーブル ラックは、電力ケーブルをウインチ リールから船舶の接続ポイントまで搬送し、摩擦を防止し、ケーブル パス全体で適切な曲げ半径を維持する構造的なサポートとガイドを提供します。

ラックの設計と運用

ケーブル ラックは、海洋防食塗装システムを備えた低炭素鋼で作られており、 最小80マイクロメートル 乾燥膜厚。この構造は、ケーブルの曲げ半径をメーカー仕様内に維持するように配置された複数のガイド ローラーを備えており、急激な曲げによる導体の損傷を防ぎます。油圧式または手回し式の伸縮機構により、係留作業中にラックが船舶側に下がり、輸送中にラックが格納されます。展開すると、ラックは乗組員がアクセスできる高さにケーブル接続ポイントを配置し、陸上電力結合を完了します。格納されると、アセンブリは船舶の船体エンベロープ内に留まり、航行中の損傷を防ぎます。

接続インターフェース

船舶側の陸上電源接続ポイントには、 最小厚さ 3 mm の 316L ステンレス鋼 、表面はさらなる腐食保護のためにコーティングされています。ボックスには、温度上昇が許容範囲内で定格電流に合わせたサイズの三相銅母線と接地母線が含まれています。機械ガラスのカバーは、通電した導体との偶発的な接触を防ぎ、目視検査を可能にします。明確な危険警告シンボルにより、人員に高電圧の存在が示されます。インターフェイスは、世界中の港湾インフラストラクチャとの互換性を確保するために、IEC/ISO/IEEE 80005 などの国際陸上電力規格に準拠する必要があります。

インストール要件と分類への準拠

陸上電力用の電気ケーブル ウインチ システムは、海洋環境での安全な動作と国際港湾インフラ規格との互換性を確保するために、厳しい規制要件を満たさなければなりません。

船級協会の認証

ケーブル リール、スリップ リング アセンブリ、モーター、制御システムを含むすべての主要コンポーネントには、CCS、ABS、LR、BV、GL、NK、DNV、KR、RINA などの認定された船級協会からの証明書が付いている必要があります。スリップ リング システムには、CNAS などの認定研究所からの第三者検査報告書が必要です。これらの認証は、機器が海洋サービスの構造、電気、環境性能基準を満たしていることを証明します。メーカーは、船舶登録と港湾管理検査をサポートするために、各船級協会に製品証明書を提供する必要があります。

環境および動作仕様

完全なシステムは、海洋環境での継続的な長期運用の能力を実証する必要があります。外面には、塩水噴霧、湿気、温度サイクルに耐えるように設計された海洋防食塗装システムが施されています。電気エンクロージャのメンテナンス IP56保護 水の浸入や埃の蓄積を防ぎます。このシステムは船舶の電源で動作します。 AC400V 50Hz または AC450V 60Hz 、モーターブレーキシステムにより、ケーブルを積極的に展開または格納していないときにリールが静止したままになります。制御システムは 50 Hz と 60 Hz の両方の電力規格に対応し、世界的な運用互換性を確保します。

仕様選択フレームワーク

1. 船舶の電力要件を決定し、適切な電圧クラスを選択します。5 MW 未満の船舶には低電圧、大型船舶には高電圧
2. バースの深さ、干満差、船舶の乾舷に基づいて必要なケーブル長を計算します
3. 海洋設置に適切なディレーティングを使用して、電流要件に従ってケーブル導体のサイズを決定します。
4. 定格電流と電源、アース、制御回路の数に基づいてスリップ リング容量を選択します
5. ケーブル重量、展開速度、張力要件に基づいてモーター出力とドライブ構成を指定します
6. メーカー指定の最小曲げ半径を維持するようにケーブル ラックの形状を設計する
7. 適切な安全係数を備えたケーブル破断強度に基づいて、張力設定値とアラームしきい値を設定します。

陸上電力用の電気ケーブル ウィンチ システムは、港湾インフラストラクチャと船舶の電気システムの間の重要なインターフェイスを表します。これらのシステムの適切な仕様、設置、メンテナンスにより、信頼性の高い低温アイロン操作が保証され、排出量が削減され、運用コストが削減され、世界中の海上業務の環境コンプライアンス目標がサポートされます。