浅谈全封闭树脂浇注母线槽在船坞工程中的应用

中交天津港湾工程设计院有限公司 刘为迅

0 引言

目前，在生产过程中，船坞工艺设备以电焊机类为主，其次是各种吊机、门机及泵类。其中，低压负荷中，焊机类用电负荷约占60%-70%，为主要用电负荷。焊机类用电的主要特点为：用电负荷流动性大， 需要系数、功率因数偏低，焊机类用电设备负载持续率低。因此在其供电导体选择上，全封闭树脂浇注母线槽较常规电力电缆更有优势。以某造船有限公司船坞工程为实例，浅谈一下全封闭树脂浇注母线的特点及其在船坞中的适用性。

该造船有限公司船坞工程为八万吨级，主要分为两部分：船坞及总组平台，总共约240台各类焊机及大吨位门机等用电设备。按照该船坞区域管沟或电缆廊道布置，可主要分为四部分回路，分别是船坞北回路、船坞南回路、总组北回路、总组南回路。其中，除总组南回路还包含门机供电回路外，其他回路主要为焊机供电回路。

本船坞工程广泛采用全封闭树脂浇注母线槽供电，主要为焊机回路用电，敷设方式为沿管沟及电缆廊道敷设。同普通电力电缆相比，全封闭树脂浇注母线槽主要有以下几个特点及优势。

1 母线槽容量大

全封闭树脂浇注母线槽容量大、最高可达5000A。因此在船坞工程中，更加适用于焊机回路电流大、用电负荷流动性大的特点。

以电焊机船坞南侧回路供电为例：

本工程船坞南侧焊机共各类焊机60台，共分为15组，每组4台每组负荷为124kVa，总负荷为1860kVa。采用需要系数法计算总回路计算电流及单组焊机计算电流如下：

有功计算功率(KW)：Pjx=KΣp★Σ（Kx★Ps）

计算电流(A)：Ijx= Pjx/√3★Ue★ cosФ

上述诸式中：Ps——用电设备组的设备功率（KW）

Kx——需要系数

cosФ——用电设备的功率因数

Ue——用电设备的三相额定线电压(KV)

根据船坞焊机使用工艺，单组焊机需要系数Kx取1，整个回路需要系数Kx取0.35，因此单组焊机计算电流为188A，回路总计算电流为986A。

采用全封闭树脂浇注母线槽为整个电焊机船坞南侧回路供电，其容量选型为1250A。

若选用常规四芯电力电缆供电，经计算，以每根电缆负责2组焊机供电，电缆截面为150mm2，整个船坞南侧共需8根同截面电缆。若采用单芯大截面分支电缆，则需要至少8根630A的单芯电缆，安装维修比较复杂，而且相对来说所占空间较多。船坞工作时，一般只有35%的焊机会同时工作，但流动性较强，极易出现局部区域焊机同时使用的情况，常规电缆供电将受到限制，但全封闭树脂浇注母线槽更好地满足了此类情况的需求。

2 产量体积小

全封闭树脂浇注母线槽各单元均为标准设计，产品体积小，采用积木式组装，安装、扩充容易、快速，节省空间。系统变更只要拆解重组或增加部份原件即可，重复使用性高。

船厂船坞由于其加工工艺的需求，决定了该区域内工艺管道密集且种类繁多，其中主要包括水、电、压缩空气、氧气、乙炔、二氧化碳。工艺管道在船坞区域内主要沿管沟、廊道敷设。其中氧气、乙炔、电三者之间需要分管沟敷设，其他管道之间也有相应间距要求。因此工艺管道占地面积大，不同工艺管道之间交叉冲突，影响生产工艺布置，增加了船坞区域对场地的需求。

由于全封闭树脂浇注母线槽体积约为传统式装甲型总线体积的 60%,约为传统电力电缆配线体积的 30%。因此在该船坞工程广泛采用了全封闭树脂浇注母线槽后，主管沟截面比采用常规电力电缆时减小了40%。而且由于全封闭树脂浇注母线槽采用积木式组装，不受弯曲半径等限制，因此在与其他管道交叉时更容易避开冲突。

3 安全裕度大，可耐125%负载连续2小时

现在由于造船规模不断提高，造船周期不断缩短，因此在船坞使用过程中不可避免地出现了短时间提高工艺设备使用率或临时增设工艺设备的情况，造成了原有供电线路容量偏小，出现临时过载的局面。

若采用常规电力电缆，其空余容量小，一旦短时间提高设备使用率或临时增设工艺设备，若不增设相关线路，仍依托原有电缆，将会出现过载、过热等现象，导致线路故障，甚至发生生产事故。即便是采用大截面单芯预制分支电缆，相应电缆所占空间增加，考虑大量电缆散热的情况

若采用全封闭树脂浇注母线槽，可预留的空余容量空间大，而且安全裕度大，在125%负载仍可以连续2小时。因此在局部临时增设工艺设备时，不需要对原有配电回路调整即可以满足用电需求，减少了调整线路的工作量。

4 线路压降低

由于船厂加工工艺需要大面积的堆场、平台、车间，而且船坞区域工艺设备的影响，船坞区域变电所正常只能设置在船坞区域的周边，造成船坞部分的供电电路较长，电压降影响较大。

以船坞南侧焊机组供电为例：

距3#变电所最远的两组焊机约450米。若采用普通电力电缆供电，即选用YJV-3★150+1★70, 20oC时导体直流电阻0.206 Ohm/km，最大计算电流376A，压降34.9V，压降率9.18%。

若采用1250A的全封闭树脂浇注母线槽， 最大计算电流986A，20oC时导体直流电阻0.0296 Ohm/km(注：参考DCL型全封闭树脂浇注母线槽数据)，在假设所有负荷均在末端的情况下，全程压降13.1V，压降率3.45%，极大地降低了压降和线路损耗。

5 耐燃、耐腐蚀、耐水性能佳

在船坞工程中，电缆沟一般贴近工艺管沟，各种工艺管道接口、水电箱就近布置在工艺两侧，是加工船体过程中，切割机、电焊机等加工工艺设备在使用的时候极容易产生火花，一旦氧气或可燃性气体遗漏，极容易出现事故。因此对于该区域供电导体来说，耐燃性越佳越好。全封闭树脂浇注母线槽耐燃性能好，防火特性符合 IEC60331, IEC60332标准之规定，因此比较适合在船坞区域中使用。

由于场地开阔及地势影响，船坞区域的电缆管沟、廊道极容易进水。特别是船坞使用一段时间后，若排水系统淤积明显，有可能形成短时间积水。全封闭树脂浇注母线槽耐燃性能好，防水特性可符合 IEC60529标准 IP68之规定， 加额定电压，于水面1M以下连续浸水，而不发生短路。而且由于采用环氧树脂复合材料结构，没有金属氧化绣蚀的问题。

另外，全封闭树脂浇注母线槽结构为环氧树脂复合材料，结构强度佳，不易受外力或老鼠等动物破坏，免维护。在船坞区无人值守的电缆廊道或管沟内也比较适用。

通过以上实例分析及比较可得，在船坞区域内，由于工艺设备供电要求及环境影响，全封闭树脂浇注母线槽比普通电力电缆更有优势：它安装、维护方便,所占空间比相应普通电力电缆要小；供电性能优良，更适合低压大电流回路及负荷流动性大的回路；其防水、耐燃、防腐能够充分满足船坞区域环境需求。因此，在船坞工程供电导体选型时，可根据全封闭树脂浇注母线槽特点，在焊机类供电回路中考虑其应用。