中交天津港灣工程設計院有限公司 劉為迅

0 引言

目前，在生產過程中，船塢工藝設備以電焊機類為主，其次是各種吊機、門機及泵類。其中，低壓負荷中，焊機類用電負荷約占60%-70%，為主要用電負荷。焊機類用電的主要特點為：用電負荷流動性大， 需要系數、功率因數偏低，焊機類用電設備負載持續(xù)率低。因此在其供電導體選擇上，全封閉樹脂澆注母線槽較常規(guī)電力電纜更有優(yōu)勢。以某造船有限公司船塢工程為實例，淺談一下全封閉樹脂澆注母線的特點及其在船塢中的適用性。

該造船有限公司船塢工程為八萬噸級，主要分為兩部分：船塢及總組平臺，總共約240臺各類焊機及大噸位門機等用電設備。按照該船塢區(qū)域管溝或電纜廊道布置，可主要分為四部分回路，分別是船塢北回路、船塢南回路、總組北回路、總組南回路。其中，除總組南回路還包含門機供電回路外，其他回路主要為焊機供電回路。

本船塢工程廣泛采用全封閉樹脂澆注母線槽供電，主要為焊機回路用電，敷設方式為沿管溝及電纜廊道敷設。同普通電力電纜相比，全封閉樹脂澆注母線槽主要有以下幾個特點及優(yōu)勢。

1 母線槽容量大

全封閉樹脂澆注母線槽容量大、最高可達5000A。因此在船塢工程中，更加適用于焊機回路電流大、用電負荷流動性大的特點。

以電焊機船塢南側回路供電為例：

本工程船塢南側焊機共各類焊機60臺，共分為15組，每組4臺每組負荷為124kVa，總負荷為1860kVa。采用需要系數法計算總回路計算電流及單組焊機計算電流如下：

有功計算功率(KW)：Pjx=KΣp★Σ（Kx★Ps）

計算電流(A)：Ijx= Pjx/√3★Ue★ cosФ

上述諸式中：Ps——用電設備組的設備功率（KW）

Kx——需要系數

cosФ——用電設備的功率因數

Ue——用電設備的三相額定線電壓(KV)

根據船塢焊機使用工藝，單組焊機需要系數Kx取1，整個回路需要系數Kx取0.35，因此單組焊機計算電流為188A，回路總計算電流為986A。

采用全封閉樹脂澆注母線槽為整個電焊機船塢南側回路供電，其容量選型為1250A。

若選用常規(guī)四芯電力電纜供電，經計算，以每根電纜負責2組焊機供電，電纜截面為150mm2，整個船塢南側共需8根同截面電纜。若采用單芯大截面分支電纜，則需要至少8根630A的單芯電纜，安裝維修比較復雜，而且相對來說所占空間較多。船塢工作時，一般只有35%的焊機會同時工作，但流動性較強，極易出現局部區(qū)域焊機同時使用的情況，常規(guī)電纜供電將受到限制，但全封閉樹脂澆注母線槽更好地滿足了此類情況的需求。

2 產量體積小

全封閉樹脂澆注母線槽各單元均為標準設計，產品體積小，采用積木式組裝，安裝、擴充容易、快速，節(jié)省空間。系統(tǒng)變更只要拆解重組或增加部份原件即可，重復使用性高。

船廠船塢由于其加工工藝的需求，決定了該區(qū)域內工藝管道密集且種類繁多，其中主要包括水、電、壓縮空氣、氧氣、乙炔、二氧化碳。工藝管道在船塢區(qū)域內主要沿管溝、廊道敷設。其中氧氣、乙炔、電三者之間需要分管溝敷設，其他管道之間也有相應間距要求。因此工藝管道占地面積大，不同工藝管道之間交叉沖突，影響生產工藝布置，增加了船塢區(qū)域對場地的需求。

由于全封閉樹脂澆注母線槽體積約為傳統(tǒng)式裝甲型總線體積的 60%,約為傳統(tǒng)電力電纜配線體積的 30%。因此在該船塢工程廣泛采用了全封閉樹脂澆注母線槽后，主管溝截面比采用常規(guī)電力電纜時減小了40%。而且由于全封閉樹脂澆注母線槽采用積木式組裝，不受彎曲半徑等限制，因此在與其他管道交叉時更容易避開沖突。

3 安全裕度大，可耐125%負載連續(xù)2小時

現在由于造船規(guī)模不斷提高，造船周期不斷縮短，因此在船塢使用過程中不可避免地出現了短時間提高工藝設備使用率或臨時增設工藝設備的情況，造成了原有供電線路容量偏小，出現臨時過載的局面。

若采用常規(guī)電力電纜，其空余容量小，一旦短時間提高設備使用率或臨時增設工藝設備，若不增設相關線路，仍依托原有電纜，將會出現過載、過熱等現象，導致線路故障，甚至發(fā)生生產事故。即便是采用大截面單芯預制分支電纜，相應電纜所占空間增加，考慮大量電纜散熱的情況

若采用全封閉樹脂澆注母線槽，可預留的空余容量空間大，而且安全裕度大，在125%負載仍可以連續(xù)2小時。因此在局部臨時增設工藝設備時，不需要對原有配電回路調整即可以滿足用電需求，減少了調整線路的工作量。

4 線路壓降低

由于船廠加工工藝需要大面積的堆場、平臺、車間，而且船塢區(qū)域工藝設備的影響，船塢區(qū)域變電所正常只能設置在船塢區(qū)域的周邊，造成船塢部分的供電電路較長，電壓降影響較大。

以船塢南側焊機組供電為例：

距3#變電所最遠的兩組焊機約450米。若采用普通電力電纜供電，即選用YJV-3★150+1★70, 20oC時導體直流電阻0.206 Ohm/km，最大計算電流376A，壓降34.9V，壓降率9.18%。

若采用1250A的全封閉樹脂澆注母線槽， 最大計算電流986A，20oC時導體直流電阻0.0296 Ohm/km(注：參考DCL型全封閉樹脂澆注母線槽數據)，在假設所有負荷均在末端的情況下，全程壓降13.1V，壓降率3.45%，極大地降低了壓降和線路損耗。

5 耐燃、耐腐蝕、耐水性能佳

在船塢工程中，電纜溝一般貼近工藝管溝，各種工藝管道接口、水電箱就近布置在工藝兩側，是加工船體過程中，切割機、電焊機等加工工藝設備在使用的時候極容易產生火花，一旦氧氣或可燃性氣體遺漏，極容易出現事故。因此對于該區(qū)域供電導體來說，耐燃性越佳越好。全封閉樹脂澆注母線槽耐燃性能好，防火特性符合 IEC60331, IEC60332標準之規(guī)定，因此比較適合在船塢區(qū)域中使用。

由于場地開闊及地勢影響，船塢區(qū)域的電纜管溝、廊道極容易進水。特別是船塢使用一段時間后，若排水系統(tǒng)淤積明顯，有可能形成短時間積水。全封閉樹脂澆注母線槽耐燃性能好，防水特性可符合 IEC60529標準 IP68之規(guī)定， 加額定電壓，于水面1M以下連續(xù)浸水，而不發(fā)生短路。而且由于采用環(huán)氧樹脂復合材料結構，沒有金屬氧化繡蝕的問題。

另外，全封閉樹脂澆注母線槽結構為環(huán)氧樹脂復合材料，結構強度佳，不易受外力或老鼠等動物破壞，免維護。在船塢區(qū)無人值守的電纜廊道或管溝內也比較適用。

通過以上實例分析及比較可得，在船塢區(qū)域內，由于工藝設備供電要求及環(huán)境影響，全封閉樹脂澆注母線槽比普通電力電纜更有優(yōu)勢：它安裝、維護方便,所占空間比相應普通電力電纜要?。还╇娦阅軆?yōu)良，更適合低壓大電流回路及負荷流動性大的回路；其防水、耐燃、防腐能夠充分滿足船塢區(qū)域環(huán)境需求。因此，在船塢工程供電導體選型時，可根據全封閉樹脂澆注母線槽特點，在焊機類供電回路中考慮其應用。