林　翔

(中外運長航集團南京金陵船廠，江蘇 南京210015)

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6 700車滾裝船貨艙電裝設(shè)計若干問題解決方法

林翔

(中外運長航集團南京金陵船廠，江蘇 南京210015)

摘要：針對6 700車滾裝船貨艙電氣舾裝設(shè)計中遇到的一些問題和挪威船級社DNV退審要求，比如中壓電纜的敷設(shè)、ROX防爆圍板開孔等方面，通過對電氣舾裝設(shè)計的具體問題進行分析，提出解決問題的措施。

關(guān)鍵詞：滾裝船; 貨艙;電舾裝設(shè)計;中壓電纜;防爆圍板

中圖分類號：U674.13+6

文獻標志碼：A

0引言

6 700車滾裝船總長199.9 m，型寬32.26 m，型深36.68 m，設(shè)有13層甲板，貨艙甲板11層，其中活動甲板有4層，一次可裝載小型汽車6 700輛。由于6 700車滾裝船艏部配有中壓系統(tǒng)的艏側(cè)推，便于船向任意方向轉(zhuǎn)動, 艏側(cè)推所需的中壓電纜在敷設(shè)時必須通過貨艙區(qū)域，因此，滾裝船貨艙區(qū)域的電裝設(shè)計包含許多設(shè)計難點。本文對67 000車滾裝船貨艙區(qū)域設(shè)計中的中壓電纜敷設(shè)要求、ROX防爆圍板開孔、電舾裝設(shè)計3個方面遇到的常見問題進行分析并提出解決方法。

1中壓電纜敷設(shè)要求

本船艏側(cè)推裝置由6.6 kV的中壓電力系統(tǒng)供電。交流中壓電力一般是指額定電壓(相間電壓)大于6 kV但小于35 kV的交流電力系統(tǒng)。在交流系統(tǒng)中，有時由于功率上的需求，可以采用中壓交流電力系統(tǒng)，這就需要使用中壓電纜進行電力傳輸，但是中壓電纜的敷設(shè)與其他電纜有所不同。本船使用的是型號為CJPF86/SC，規(guī)格3×95 mm，直徑66.7 mm的中壓電纜。

根據(jù)挪威船級社DNV規(guī)范和產(chǎn)品規(guī)格書要求，中壓電纜敷設(shè)時注意事項如下：

(1)居住區(qū)域中壓電纜敷設(shè)要求：如果中壓電纜穿過居住區(qū)域，需敷設(shè)在密閉的金屬電纜管內(nèi)。若不能滿足此要求，在敷設(shè)工作之前需要取得船檢的認可。

(2)不同電壓等級的中壓電纜的敷設(shè)要求：不同電壓等級的中壓電纜需要相互隔離開，不能敷設(shè)在同一電纜托架，或敷設(shè)在內(nèi)壁光滑的電纜管、電纜箱內(nèi)。如果走在同一托架上，電纜之間的凈空間距離應(yīng)滿足表1的要求。

表1　電纜之間的凈空間距離

(3)中壓電纜與低壓電纜分開敷設(shè)要求：中壓電纜不容許與電壓小于1 kV的電纜敷設(shè)在同一電纜托架上。如采用其他分隔方式需取得船檢認可。

(4)三芯中壓電纜敷設(shè)要求：由于三芯中壓電纜內(nèi)部已采用品形排列，能防止強電場輻射問題，所以不需要在采用品形排列基礎(chǔ)上進行三相交錯敷設(shè)。三芯中壓電纜敷設(shè)與低壓電纜敷設(shè)方式一樣，敷設(shè)時，要與低壓電纜保持間距。

(5)中壓電纜敷設(shè)時需要的安全標志：

中壓電纜應(yīng)具有紅色外層護套或者做紅色標志，并適當標明“高壓遠離”警告牌。

(6)中壓電纜敷設(shè)電纜彎曲半徑要求：電纜彎曲半徑一般根據(jù)廠家標注執(zhí)行，如廠家沒有指定要求，需要按照電纜外徑的12倍來執(zhí)行。圖1表明了2種不同中壓電纜彎曲半徑的比較。

由圖1發(fā)現(xiàn),左側(cè)電纜的彎曲半徑小于右側(cè)電纜的彎曲半徑。敷設(shè)中壓電纜時應(yīng)采用右側(cè)的彎曲半徑即12倍的電纜外徑，最少也必須大于10倍電纜外徑。

(7)中壓電纜應(yīng)與低壓電纜分開敷設(shè),中壓電力電纜須與信號電纜分開敷設(shè)。中低壓電纜在空間上的分開距離至少為55 mm。對于4～20 mA的模擬信號電纜，因其最易受中壓電纜周圍磁場的影響產(chǎn)生電磁干擾，敷設(shè)時應(yīng)保證與中壓電纜的距離大于500 mm。若信號電纜與高壓電纜距離很近又無法避免時，應(yīng)穿管敷設(shè)[2]。

圖1　2種不同中壓電纜彎曲半徑

本船設(shè)計中涉及到中壓電纜敷設(shè)伸縮余量問題。根據(jù)CB/T 3908—2007船舶電纜敷設(shè)工藝要求：船上所敷設(shè)的電纜應(yīng)避免擦傷和產(chǎn)生應(yīng)力，且應(yīng)考慮到船體結(jié)構(gòu)的膨脹或位移而留有適當?shù)碾娎|余量[1]。由于滾裝船的貨艙區(qū)域比一般散貨船的貨艙長很多，因此，電纜更需要留有足夠電纜伸縮余量，特別是在敷設(shè)中壓電纜時不僅要考慮伸縮余量還要保證中壓電纜的彎曲半徑。 6 700車滾裝船在保證托架下降200 mm伸縮余量的情況下，拉大托架變化的長度為2 450 mm，這樣既能防止因托架下降造成的高度差過大，又能保證中壓電纜彎曲半徑滿足規(guī)范要求。中壓電纜彎曲半徑如圖2所示。

圖2　中壓電纜彎曲半徑

2ROX防爆圍板開孔

電纜通過不同危險區(qū)域時，大多數(shù)船廠使用ROX防爆圍板來保證電力系統(tǒng)防爆安全。DNV船級社退審圖要求貫穿艙壁和甲板面的ROX必須使用橢圓形式的。由于滾裝船對船體結(jié)構(gòu)強度要求很高，特別是6 700車滾裝船的貨艙區(qū)域，需要保證更高要求的結(jié)構(gòu)強度，使用橢圓形的圍板開孔不會對結(jié)構(gòu)強度造成很大破壞。但是，現(xiàn)有廠家提供的符合防爆規(guī)范要求的ROX防爆圍板都是長方形的，不符合DNV規(guī)范，但ROX長方形防爆圍板已經(jīng)訂貨。

經(jīng)過查閱規(guī)范資料并與DNV協(xié)商，最終采取如下可行方案：在不改變原來長方形結(jié)構(gòu)ROX防爆圍板的情況下，為保證結(jié)構(gòu)強度，先在外圍增加一個特制的橢圓形圍板貫穿結(jié)構(gòu)，然后在橢圓形圍板一側(cè)用厚度8 mm的面板封閉腰圓形圍板，最后將原來長方形結(jié)構(gòu)ROX防爆圍板貫穿此面板，居中燒焊。這樣既能滿足船級社規(guī)范，也能避免再采購特制腰圓形ROX防爆圍板，降低了板材使用成本。圖3為在三維TRIBON中創(chuàng)建的貫穿艙壁的特制ROX圍板正反兩面視圖。

圖3　特制ROX防爆圍板示意圖

3貨艙電舾裝設(shè)計

6 700車滾裝船甲板層數(shù)多，共有13層甲板。為了提高船舶的航行穩(wěn)定性，一般上層甲板板厚比較薄，特別是10～13層甲板板厚僅為4～5 mm。施工中，電舾裝件是不能直接焊接在甲板上的，而是焊接在甲板面上的型材上，防止甲板面承重變形。

因為DNV對船體送審的開孔圖提出了要求即靠近型材球頭25 mm以內(nèi)不能燒焊[4],因此，設(shè)計時必須要滿足DNV船級社的燒焊要求。通過與DNV和船東的溝通，將本船原來圖4的圓管燒焊的燈具底座形式改為圖5形式，火警探頭的焊接形式使用圖6形式。圖5采用扁鋼窄面焊接在船體型材上的方式。因距離球頭25 mm燒焊，所以可以四邊滿焊。圖6采用扁鋼寬面焊接在型材上的方式。但需注意，靠近球頭25 mm部分不能燒焊，其余3邊燒焊。

一般貨艙區(qū)域大部分都是照明和火警設(shè)備，所以通過改良照明燈具底座形式

既減輕了空船重量，又可運載更多的汽車，制作形式和焊接方式也很簡單。另外底座圓環(huán)部分和吊鉤可以勾住燈具，配合廠家的掛燈三角架，將對燈具震動力量經(jīng)過吊鉤減輕掉，起到了防止震動的效果。

圖4　燈具底座形式

圖5　改良的照明燈具底座和焊接形式

另外，在設(shè)計和布置滾裝船貨艙邊艙區(qū)域的火警按鈕、通用廣播等設(shè)備時，都應(yīng)該保證安裝時設(shè)備表面不得超出舷側(cè)“T”型材,防止?jié)L裝貨物運載時發(fā)生碰擦。

4結(jié)語

本文介紹了6 700車滾裝船電舾裝設(shè)計3種常見問題并提出了解決方法，最終保證了電舾裝件的設(shè)計，滿足了結(jié)構(gòu)開孔、電纜敷設(shè)和焊接的規(guī)范、標準要求。

圖6　火警探頭的底座和焊接形式

隨著交通工具需求的不斷提升，滾裝船運輸需求也將逐漸增大，促進滾裝船朝著速度更高、裝載量更大、性能更完善的方向發(fā)展，從而也會提高對滾裝船設(shè)計建造的要求。本文在滾裝船電舾裝設(shè)計中出現(xiàn)的問題和解決方法將有助于類似滾裝船的設(shè)計。

參考文獻：

[1]CB/T 3908—2007，船舶電纜敷設(shè)工藝 [S].

[2]陳姬，韓黎黎.淺析船舶中壓電纜敷設(shè)[J].廣船科技，2009(1)：13-15.

[3]中國船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計實用手冊(電氣分冊)[M].北京:國防科技出版社，1997.

作者簡介：林翔(1987—)，男，工程師，從事船舶電氣設(shè)計工作。

收稿日期：2014-09-15