浅析船用电缆的铠装

李永江

(江苏远洋东泽电缆股份有限公司，江苏扬州225129)

0 引言

船用电缆是标准化的产品，其生产应完全符合标准。目前船用电缆标准很多，在国际上和我国比较流行的主要有国际电工委员会的IEC 60092-3系列，英国 BS 6883，挪威 NEK 606，日本 JIS C 3410，美国 IEEE 1580以及我国的 GB/T 17755、GB/T 20637和GJB 1916等。这些标准对于电缆编织铠装的规定多有不同，而我国现在船缆厂家很多，产品品质参差不齐，因此作为制造者和产品选择者有必要对标准进行细致的比较分析，避免在实际工作中发生失误，付出代价。

1 铠装类型

一般而言，电缆的铠装类型主要有编织、绕包、螺旋绞绕等方式。船用电缆中多采用编织铠装方式，一方面对电缆提供机械保护作用，另一方面在电缆弯曲过程中产生的应力相对较小，利于敷设。对于低压电缆铠装均采用的是编织方式，对于中压电缆铠装各个标准则有不同的规定:IEC 60092-354规定金属铠装的类型可以是编织铠装、圆线或扁线螺旋绞绕、双钢带铠装中的一种;BS 6883规定采用金属线编织铠装;JIS C 3410规定采用金属线编织铠装;GB/T 17755对于铠装的规定与IEC 60092-354完全一样;NEK 606规定采用镀锡铜丝编织铠装;IEEE 1580规定采用编织或连续焊接螺纹金属铠装。

根据经验，笔者认为对于中压电缆如无特殊要求最好选用编织铠装，但受传统习惯影响目前尚有不少制造者和使用者采用双钢带铠装中压电缆。中压电缆避免采用双钢带铠装的原因在于:(1)钢带是磁性材料，对于大截面单芯交流电缆严禁使用;(2)双钢带铠装电缆不利于保证标准规定的最小弯曲半径，对于电缆的使用寿命存在消极影响;(3)双钢带铠装电缆在船舶有限的狭小空间施工较为困难。

2 铠装材料

船用电缆的编织铠装采用的材料在各标准中既有相同的也有不同的，具体见表1所示。尽管各标准多规定若干种铠装材料，但在实际工作当中又存在最常用的铠装材料，其中IEC和我国标准是镀锡铜丝和镀锌钢丝，JIS C 3410是镀锌钢丝，NEK 606是镀锡铜丝，IEEE 1580是铜合金丝，BS 6883是镀锡青铜丝和镀锌钢丝。而铜丝和钢丝各有长处，如单纯强调对电缆的机械保护作用，可选择钢丝铠装，成本低廉;如考虑机械保护和屏蔽性能，则可选择铜丝铠装。

3 编织丝径和编织密度

除了材料不同外，不同标准对于编织铠装所用的丝径和偏差的要求，以及编织密度的计算方法也不相同，因此采用不同标准时必须特别注意编织密度的计算。

表1 编织铠装材料

3.1 编织丝径

船用电缆编织丝径不但与陆用电缆不同，而且采用不同标准的船用电缆的编织丝径也不相同。有的标准通过编织前的外径来决定所用的编织丝的直径，比如IEC 60092-3系列标准;有的标准则规定所有规格的电缆采用同一直径的编织丝，比如国军标GJB 1916;有的标准对于不同的编织材料，即使电缆编织内径相同，所用的编织丝的丝径也不一样，比如BS 6883标准。具体标准的编织丝经规定见表2。

表2 编织铠装丝径 (单位:mm)

由于标准 IEC 60092-3、NEK 606和 GB/T 20637一脉相承，其对于电缆的编织丝经和编织密度的要求相同，尤其是没有给出编织丝径的最小值和最大值。这就使得个别生产厂家为节省成本倾向于采用负公差很大的编织丝进行铠装。实际上对于明确船用电缆标准制定历程的厂家，都会严格按GB/T 4910进行丝径控制，数值允许偏差与BS 6883中的镀锡铜丝的要求相同，这样也是比较合理的。

3.2 编织密度

编织密度是电缆铠装需要考核的又一重要指标。虽然各个标准规定的编织密度以及考核方法不尽相同，但对于不同标准规定的编织密度相互转化后可进行比较。各标准规定的铠装编织密度见表3。

表3 编织密度

在表3计算式中:K为编织密度(m);F是编织单向覆盖系数，F通过式(1)或式(2)进行计算，实际上式(2)是式(1)的变形推导结果。

式中:F为单向覆盖系数;N为每锭的编织丝根数;P为每毫米电缆长度上的纬线根数;d为编织单线直径(mm);α为编织丝与电缆或软线轴线相交的编为编织前电缆的直径(mm)。

式中:F为单向覆盖系数;C为锭数;N为每锭的编织丝根数;d为编织单线直径(mm);D为编织前电缆的直径(mm);L为编织节距(mm)。

对比表3中的计算公式可以发现，船用标准对编织密度的计算实际上分为两大类，这两种公式的计算结果可以相互转化，以进行比较。如以国军标GJB 1916的计算公式为基准，各标准的要求转化后见表4。从表4中可见，虽然各标准给定的计算公式不同，但实际上从质量角度而言除了IEEE 1580和GJB 1916外其他标准的要求是完全相同的。GJB 1916由于在制定过程中参照了美国军用标准MIL-C-24643，而MIL-C-24643和IEEE 1580均为美国标准，其计算方法和要求相同，从而使得GJB 1916和IEEE 1580的要求相同。

表4 编织密度转化后比较

3.3 特殊情况

前述编织丝径和编织密度仅为普通情况，此外还有一些特殊情况更容易造成偏差。其中最典型的就是有一些船东和船厂为了整体节约成本会采用编织铠装接地替代额外所需的接地线。由于接地线的截面积一般是根据主线芯的截面确定的，主线芯不大于16 mm2时接地线与主线芯的截面积相同，主线芯大于16 mm2时，接地线最小须为主线芯的一半且不小于16 mm2。这种情况下按照标准规定的标称丝径和编织密度进行控制很难达到客户要求，为此就需要通过双层编织或加大编织丝径以达到客户需要。

对于双层编织，需要关注的是每一层编织密度是均达到标准要求还是在保证截面积的基础上只要单层编织密度达到标准规定即可?对于加大编织丝径的方法是加大多少，而加大的范围能否满足标准规定，或者是为了满足截面积双方对于编织丝径另行约定等?这些情况都是需要进行明确的，尤其是采用对丝径偏差有明确规定的标准时尤其需要明确。

4 结束语

采用同一工艺生产的电缆，如果按照不同标准进行检验验收很可能带来不同的结果，而船用电缆需要经过船级社认证，不同的结果势必对船舶整体的交付入级造成影响。为此船用电缆的供需双方在洽谈技术要求时务必明确产品执行标准，而避免出现同时采用相互矛盾的标准，给后续工作造成麻烦。

［1］IEEE 1580:2010 IEEE Recommended practice for marine cable for use on shipboard and fixed or floating platforms［S］.

［2］IEC 60092—350:2008 General construction and test methods of power，control，and instrumentation cables for shipboard and offshore applications［S］.

［3］NEK 606:2009 NEK Technical specification cables for offshore installations halogen-free and/or mud resistance(Third edition)［S］.

［4］JIS C 3410:2010 Cables and flexible cords for electrical equipment of ships［S］.

［5］BS 6883:1999 Elastomer insulated cables for fixed wiring in ships and on mobile and fixed offshore units——requirements and test methods［S］.

［6］GJB 1916—1994 舰船用低烟电缆和软线通用规范［S］.

［7］GB/T 20637—2006 船舶电气装置—船用电力电缆—一般结构和试验要求［S］.

［8］GB/T 4910—2009 镀锡圆铜线［S］.