船舶電站及其自動化裝置 課件 10 船舶照明系統(tǒng)

第十章船舶照明系統(tǒng)

船舶照明是船舶航行、作業(yè)以及船舶管理工作人員生活的必要條件。船舶照明通常包括確保航行安全和人員安全照明（如航行燈、信號燈、登放艇區(qū)域照明）、船舶工作場所照明（如駕駛室、機艙和甲板裝卸照明）以及生活區(qū)域照明等。第一節(jié)照明系統(tǒng)的分類和特點本節(jié)主要內容

1.正常照明(主照明)系統(tǒng)

2.應急照明系統(tǒng)

3.航行燈信號燈系統(tǒng)船舶照明系統(tǒng)與陸地照明系統(tǒng)不同，一般分為主照明、應急照明、臨時應急照明和航行燈信號燈照明幾種類型。船舶照明按其功能大致可作如下分類。（1）室內照明：艙室主體照明；局部輔助照明；娛樂美化氣氛照明；（2）室外照明：室外通道照明；室外工作照明（甲板照明）；（3）探照燈和投光燈；（4）航行信號燈。1、船舶照明系統(tǒng)分類2．船舶照明系統(tǒng)特點

（1）正常照明系統(tǒng)（主照明系統(tǒng)）船舶正常照明系統(tǒng)又稱為主照明系統(tǒng)，分布在船舶內外各個生活和工作場所，提供各艙室和工作場所以足夠的照度。該系統(tǒng)的特點是：主配電板上照明匯流排直接向各照明分電箱供電，然后由照明分電箱向鄰近艙室或區(qū)域的照明燈具供電；照明電壓一般為交、直流110V或220V；不同艙室和處所均有不同的照度要求；所有照明燈具均設有控制開關。索引正常照明系統(tǒng)→創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境正常照明是全船的主體照明，由船舶主發(fā)電機供電，凡船舶生活和工作所及之處均應照亮。正常照明包括：艙室主照明，如頂燈的大部分；局部或輔助照明，如床燈、壁燈、盥洗燈等；裝卸貨強光照明；室內外走道半數以上的照明；各艙室必須備有的插座等。電風扇、冰箱和艙室電取暖器等定額等于或小于0.25kW的非重要設備也可包括在正常照明系統(tǒng)內。

正常照明(主照明)系統(tǒng)（2）應急照明系統(tǒng)（大應急照明）應急照明是在主電網發(fā)生故障不能工作時投入使用的。應急照明由應急配電板經應急照明分電箱供電，電壓可與正常照明相同，也可用低壓電。船舶應急照明系統(tǒng)主要分布于機艙內重要處所，船員和旅客艙室，艇甲板及各人員通道。它在主配電板失電、主照明系統(tǒng)故障情況下作應急照明使用。其特點如下：應急發(fā)電機通過應急配電板及專用線路供電。對于客船，應急電源的供電時間應大于36h；對于貨船，應急電源供電時間一般應大于18h。索引

《鋼質海船入級規(guī)范》有明確規(guī)定，客船和500總噸以上的貨船，在下列處所必須設置適當數量的應急照明：①重要工作艙室，如駕駛艙（包括海圖和無線電作業(yè)區(qū)域）、消防站、各種控制室等；②各種機器處所，如機艙、舵機艙、應急發(fā)電機室等；③通道、逃生口、梯道及乘人電梯內；④放艇、筏處及舷外空間，以及通往艇、筏處的燈光指路標；⑤眾多船員、旅客可能聚集處所和超過16個人的居住艙室，尤其是出口；

應急照明系統(tǒng)⑥主配電板、應急配電板前后；⑦鍋爐水位指示燈；⑧消防員裝備儲放處所；⑨為增強旅客在應急狀態(tài)下對脫險通道的識別，國際海事組織IMOA752(18)決議規(guī)定,對客船的梯道和出口在內的脫險通道全線（包括轉彎和叉路口處）距甲板高度不超過0.3m處要設置低處照明（簡稱為LLL）系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用電力照明（白熾燈、發(fā)光二極管等），或是光致發(fā)光指示器；⑩對載有滾裝貨的客船，除上述要求外，還必須在所有的旅客公共處所和走廊設有附加應急照明。

應急照明系統(tǒng)（3）臨時應急照明（小應急照明）在主照明和應急照明系統(tǒng)發(fā)生故障時，臨時應急照明系統(tǒng)應能發(fā)揮作用。它的燈點少，無照度要求，燈具涂以紅漆標志。主要分布在駕駛室，船舶重要通道，扶梯口和機艙重要處所。小應急照明由蓄電池組供電，與主、應急照明系統(tǒng)之間有電氣聯鎖；饋線上不設開關；它應能連續(xù)供電30min以上。臨時應急照明必須采用蓄電池組供電，并應保證當主電網及應急電網失電或者電壓降至40%額定值時能自動接通，主電網及應急電網電壓恢復時能自動切斷。臨時應急照明系統(tǒng)不得采用熒光燈為光源，更不得設置就地開關。（4）航行燈信號燈系統(tǒng)

①航行燈航行燈是船舶照明系統(tǒng)中的一個獨立部分，是保證船舶夜間安全航行的重要燈光信號。在任何情況下，都必須保證它的明亮，以表明本船的位置、狀態(tài)、類型、有無拖船等，從而防止周圍或過往船舶誤會，造成海損事故的發(fā)生。航行燈由前桅燈、主桅燈、艉燈、左右舷燈和前后錨燈組成，用于船舶夜航和指示船舶的狀態(tài)和相應位置。駕駛室設置專用的航行燈控制箱或控制板，由主配電板和應急配電板兩路供電。航行燈燈泡一般為60W的雙絲白熾燈。每盞燈具都為雙套，其中一個作備用，可在控制箱上進行切換。

信號燈是船舶在各種特殊情況下的燈光標志，特別是夜間航行，更是不可缺少的通訊聯絡的工具之一。信號燈的控制一般是集中在駕駛室，要求兩路供電。信號燈的種類很多，為了適應某些國家的港口和狹小水通道的特殊要求，遠洋船舶的信號燈設置比較復雜。這些信號燈通常安裝在駕駛臺頂上專設的信號桅或雷達桅上，按照規(guī)定數盞（8～12盞）紅、綠、白等顏色的環(huán)照燈分成兩行或三行安裝。其布置和配置都應滿足相關規(guī)定。②信號燈第二節(jié)船舶常用燈具與電光源本節(jié)主要內容

1.船舶常用電光源

2.船舶常用照明器類型1．船舶常用燈具

（1）船舶常用燈具的基本類型根據使用場合的不同，船舶燈具的結構可分為下列四種類型。防護型：用于干燥艙室，如船員和旅客的居住艙、休息室、餐廳、駕駛室、報務室等，防護等級為IP2x。防潮型：用于有較大潮氣的場合，如走道、廚房、洗衣間等，防護等級為IP3x～IP4x。防水型：用于有水滴、濺水和凝水的場所，如機爐艙、干貨艙、軸隧、管弄、露天甲板等，防護等級為IP5x～IP6x。防爆型：用于可能積聚易燃易爆氣體和各有關危險區(qū)域，其密封性能最好。用于裝有易燃性物體和存在爆炸性氣體的艙室，如蓄電池室，油漆貯藏室，分油機室，艙底花鐵板之下和油艙的第二類區(qū)域。索引開關：一般艙室燈開關應安裝在門開啟邊，有的艙室有二扇門，可采用雙聯開關。儲藏室、蓄電池室、油漆間、燈間、消防設備控制站等艙室開關不應設在室內；廁所、浴室等處開關通常設在門外；冷庫、糧庫、行李艙、郵件艙等處開關應設在門外且開關上應帶接通指示燈。插座：在居住艙室的臺燈、冰箱、電取暖器旁；餐廳、廚房、配餐間；機器處所及各種工作艙室；主配電板、應急配電板及大型控制設備近旁；計程儀、測深儀艙、軸隧、起貨機桅房等；內外走道適當處所；應裝設插座。對不同電壓等級的插頭、插座應選用不同的結構形式。（2）船舶照明屬具在油船危險區(qū)域或處所內固定安裝的照明燈具應采用防爆型、增安型、正壓型、空氣驅動型燈具。這些照明燈具的開關應能分斷所有絕緣極，并應設置在安全區(qū)域或處所內。油船危險區(qū)域或處所內可攜式照明應采用帶有獨立蓄電池的本質安全型、增安型、防爆型、空氣驅動型燈具。危險區(qū)內不應使用由電纜供電的可攜式照明。貨泵艙、毗臨于貨油艙的隔離空艙、直接位于貨油艙上面的封閉和半封閉處所以及儲放輸油管的艙室，可以通過固定裝在艙壁上或甲板上的玻璃窗進行照明。照明燈具及其配線固定安置在非危險處所。安裝在露天甲板或擴大危險區(qū)域或處所的插座，應選用帶聯鎖的形式，使開關在接通位置時，插頭不能插入或拔出，并且開關應能分斷所有絕緣極。油船上嚴禁掛彩燈。（3）油船及特殊船舶的附加要求船舶照明電光源可分為兩大類。一類為熱輻射光源，如白熾燈和鹵鎢燈；一類為氣體放電光源，如熒光燈，汞燈，金屬鹵化物燈和汞氙燈等。2．船舶照明電光源索引

①白熾燈

白熾燈是最普通的照明電光源，有螺口燈和插口燈兩種結構。

白熾燈特點是：結構簡單、能瞬時點燃、無頻閃、可調光、價格低廉。60W以上泡內充氬氣，減少鎢蒸發(fā)，延長壽命，60W以下為真空泡。但容易黑化，耐振性能較差。使用壽命較短和光通量受電壓波動影響較大電壓升高5％，壽命縮短25％；電壓降低5％，光通量減少18％。白熾燈（1）熱輻射光源鹵鎢燈是碘鎢燈和溴鎢燈的總稱，是在耐高溫的石英玻璃燈管內加入碘或溴等微量的鹵族元素，并充以較高壓力的惰性氣體制成的。由于燈管內惰性氣體壓力很高，大大抑制了鎢絲的蒸發(fā)，延緩了燈絲的變細速度，延長了使用壽命。機艙上部，輔機平臺和甲板等處所的集中照明。有些鹵鎢燈的燈管要求水平安裝，傾斜不得超過規(guī)定的角度。

②鹵鎢燈

①熒光燈（日光燈）熒光燈燈管在抽真空后充入了少量的氬氣和汞，燈管內壁涂有熒光物質，管內兩端燈絲上涂有發(fā)射電子的陰極物質，是一種預熱式低壓汞蒸氣放電燈。圖3-95是直管型熒光燈的結構示意圖。熒光燈的電極用螺旋狀鎢絲做成，具有良好的熱電子發(fā)射能力，管內的工作介質為汞蒸汽。它的發(fā)光效率約為白熾燈的6倍，平均壽命可達5000h左右。（2）氣體放電光源熒光燈具有負電壓—電流特性，為了限制放電燈的工作電流，保證工作穩(wěn)定，需要串聯一個鎮(zhèn)流器，又為提高瞬間起動電壓，有時還需使用起輝器。目前船上使用的熒光燈起動方式，通常采用起輝器起動和手動起動兩種.（2）氣體放電光源所謂“高壓”，不是指電壓高，而是指工作時燈內壓力高。輔助電極在啟動時產生電弧，氬氣放電過渡到汞蒸氣放電。高壓汞燈屬于氣體放電燈，須串鎮(zhèn)流器限流。接通電源后，輔助電極（啟動電極）與其較近的主電極之間首先發(fā)生輝光放電，加熱放電管，使管內汞蒸汽壓力升高。隨著管內溫度、壓力的升高，激發(fā)電位較低的汞蒸氣成為放電的主要因素。主電極之間的汞蒸氣擊穿產生電弧，發(fā)出更為明亮的藍綠色光。

②高壓汞燈

金屬鹵化物燈是一種光效更高、光色更好的新光源，其結構和外形與高壓汞燈類似，都有主輔電極，區(qū)別在于外玻殼內壁無熒光層(有的無外泡)。放電管中除充有汞和氬氣外還加入某些金屬鹵化物，如碘化鈉、碘化鉈、碘化銦和碘化鏑等。加入不同比例不同品種的鹵化物可得到不同的光色。金屬鹵化物燈有多種接入線路，工作原理與熒光燈相似。③金屬鹵化物燈鈉燈需要很高的啟動電壓（2000～2500V）。鈉燈點燃后，燈管兩端電壓很低，觸發(fā)電路停止工作，鎮(zhèn)流器起限流、降壓作用。這種由電子觸發(fā)電路控制的冷啟動工作線路啟動時間需8min左右，突然熄滅后，要冷卻1min才能重新啟動。

④高壓鈉燈另有一種常用的高壓鈉燈的熱控開關啟動工作線路。在這種電路中，鈉燈外玻璃泡的內部有一供啟動用的冷接觸式雙金屬片b。啟動時，電流流經b及其加熱線圈H，當b受熱膨脹斷開時，鎮(zhèn)流器L產生高壓脈沖使內管放電。啟動后因放電管高溫而使b保持斷開狀態(tài)。采用該電路的啟動時間較短，約為4min。但如因某種原因，鈉燈突然熄滅，熱控開關需冷卻15min左右，才能重新啟動。

④高壓鈉燈氙燈是惰性氣體弧光放電燈。氙燈依靠氙氣放電發(fā)出強光，比金屬蒸汽放電燈的啟動快。它俗稱“小太陽”，適用于港口、廣場、車站、機場等大面積照明場所。氙燈分長弧和短弧兩種。長弧汞氙燈廣泛用于海船甲板和貨艙上照明，短弧汞氙燈可作為探照燈使用。氙燈管內充入汞就成為汞氙燈。

特點都是：啟動快、再啟動容易和透光性好等。氙燈和汞氙燈工作時有較多的紫外輻射，應避免用眼睛注視燈管。管壁若粘少量油跡，在紫外緯的作用下會使玻璃失去透明性或損壞。⑤氙燈及汞氙燈超高壓氙燈是一種強電流弧光放電燈，光色近似于日光，發(fā)光效率高。氙氣啟動快，能在點燃的瞬間就有80%的光輸出，但點燃時要求垂直放置，適用于探照燈。由于管內氣壓很高，因此需采用觸發(fā)器作點燃裝置，使用交流電時必須串聯鎮(zhèn)流器。（3）超高壓氙燈在氙燈中充入高壓水銀，既發(fā)揮氙燈的優(yōu)點，更提高光效，擴大照射面，適用于作艙面照明投光燈的光源。汞氙燈也需用觸發(fā)器作點燃裝置。當按鈕SB閉合，接通高壓變壓器T1，在次級繞組上產生4000V的高壓，經火花隙G放電，在C2、L1組成的串聯諧振電路中產生阻尼振蕩，經脈沖變壓器T2的次級繞組L2升壓獲得40～50kV的高頻高壓，通過C3引起燈管電極間弧光放電，以完成點燈工作。C1為高頻旁路電容（20.1μF，1000V）。（4）超高壓汞氙燈第三節(jié)船舶照明系統(tǒng)控制線路本節(jié)主要內容

1.普通照明燈控制線路

2.航行信號燈控制線路

3.其他照明線路1．船舶照明系統(tǒng)的供電要求

（1）照明分路①每一照明分路必須有過載和短路保護；照明分電箱每一容量大于16A的最后分路的供電燈點應不超過1個；每一容量小于或等于16A的最后分路的供電燈點數根據供電電壓的不同應分別為50V及50V以下電路不超過10點，51～120V電路不超過14點，121～250V電路不超過24點；對直接用燈泡或燈管組成的嵌入式反光照明，只要電流不超過10A，則燈點可不受限制。索引每一支路的電流控制范圍→16A

②照明最后分路不得給電力、電熱設備供電，但小型廚房設備，如咖啡壺、面包片烘烤器、冰箱等可除外。如果有小型廚房設備則必須由獨立分路供電，不得與照明燈點混為一路。對于數量不多于10只、且總的電流定額不超過16A的小型電熱器可共同接至1個獨立的電熱最后分路上。③電風扇一般為獨立分路，不與照明燈點混為一路。④個別情況除外，插座一般應由獨立分路供電。⑤重要艙室、處所，如走道、出入口、梯道、機爐艙、公共場所及旅客超過16人的客艙等處照明，至少應由兩個最后分路供電，其中一路不能供電時，另一路仍能保持上述處所必要的照明，兩個分路的燈點以交錯布置為好。

①每一照明分電箱最多不超過12路，線路設計時不應用足，要適當留有1路至2路作備用。②交流分電箱為考慮三相平衡，電源通常為三相進線，分路單相出線，因此在考慮分路組合時，應力求做到三相平衡。③上層建筑艙室照明分電箱通常以甲板劃分，根據船舶大小、艙室分路多少決定分電箱個數。艙室照明分電箱一般放在電纜通道間，若無電纜通道間，可另選合適場所，甚至選用嵌入式分電箱嵌裝在內走道的適當位置。（2）分電箱

（1）單聯開關控制單聯開關控制采用單個開關來控制照明燈具的接通與斷開，常見的有單極開關控制和雙極開關控制兩種。一般安裝場所可用單極開關控制，潮濕及有爆炸危險的場所應采用雙極開關控制。2．船舶常用照明控制線路

需要在兩個地方均能控制同一盞燈的電路，成為雙聯開關控制。雙聯開關控制有兩種接線方式：一種是電源線進開關的雙聯開關控制，如圖一種是電源線進燈具的雙聯開關控制。兩個雙聯開關裝設在兩處，每一處的開關均可獨立地控制燈的開關。系統(tǒng)圖中的2×1、3×1表示一根二芯電纜和三芯電纜。（2）雙聯開關控制

日常生活中的熒光燈線路采用單線圈鎮(zhèn)流器方式，船用的熒光燈采用雙線圈鎮(zhèn)流器以改善啟動性能，延長燈管壽命。

（3）熒光燈控制線路

為了消除熒光燈的閃爍現象，在某些工作場所，可裝以兩管或三管日光燈，采用三相供電，并分別接到不同的相線上。這樣，由于三相電壓的相位不同，燈管的亮暗時間先后不同，基本上可以消除閃爍的感覺。接在單相交流電源中的日光燈可在其中一支日光燈電路中串入電容器，利用電容器的移相作用，把兩支燈的電流相位錯開，也可收到消除閃爍的效果。熒光燈控制線路

探照燈主要用于船舶夜航，尤其是通過狹窄航道，內河河道等比較復雜的水域時照射航道及兩岸；水面搜索及營救工作；遠距離發(fā)送燈光信號通信。投光燈主要用于艙面照明；救生艇、筏處收放時的就地水面照明；上下舷梯、煙囪標志、船名牌照明；機艙內補充照明等。探照燈和投光燈一般都由正常照明供電，救生艇旁的投光燈應由應急配電板供電。功率在300W以上的探照燈或投光燈應由分電箱設獨立分路供電。所有裝于室外的探照燈和投光燈均可在駕駛室遙控切斷。（4）探照燈、投光燈第四節(jié)船舶燈光信號設備

船舶對外的燈光信號分為航行燈、信號燈和通信閃光燈。航行燈和信號燈又統(tǒng)稱為號燈。燈光信號是直接關系到船舶安全的可視信號，因此船舶燈光信號應嚴格遵照船舶有關的航行、信號設備規(guī)范和有關的江、湖、河、海航行規(guī)則的要求設置，以使所設置的燈光能正確的對外表達船舶的位置、狀況和動向。航行燈、信號燈不僅要在日沒至日出期間點燃，并且在能見度不良或其他一切認為必要的情況下，在日出至日沒期間同樣要能點燃顯示。索引（1）航行燈的控制

規(guī)范要求每只航行燈應由航行燈控制箱引出獨立分路供電，每個分路必須設開關、熔斷器或斷路器保護，而且每一路航行燈發(fā)生故障或控制箱電源發(fā)生故障時，均應有聲光報警，駕駛人員必須根據報警信號指示，立即轉換電源或將燈轉至備用燈組，并及時查找原因，消除故障，保證航行燈正常工作。索引

航行燈控制線路：——

KA常開接指示燈。每組航行燈由雙燈絲燈和一個電流繼電器KA構成，所有航行燈正常工作時，某一航行燈故障時，對應的KA的常閉觸頭都閉合，HA報警。

航行信號燈控制線路信號燈控制線路圖中，每個信號燈EL都串聯一個指示燈HL，HL旁并聯一個分流電阻。實際可在每個EL回路串電流繼電器作為報警用。