新型船用中压电缆导轨研究

摘  要：该文以马尾造船股份有限公司建造的227 m深海采矿船为例，阐述了中压系统在船舶上的运用，介绍了中压电缆的特性和敷设要求，研究了新型船用中压电缆导轨的制作、安装方法，解决了中压电缆敷设过程中弯曲半径的问题，同时探讨了其对保护电缆和减少施工工作量的作用。

关键词：中压;电缆;敷设;导轨

中国分类号：U671.99          文献标志码：A

0 引言

海洋开发已经成为世界经济发展的主要源泉和动力。随着科学技术水平的不断发展，船舶也从舟筏时代发展到柴油机船时代，并向着大型化、专业化、高速化和自动化方向发展，船舶电站的容量越来越大，中压供配电系统的使用也日趋广泛。

目前国际上关于船舶低压、中压和高压尚未有统一的定义，通常将小于1 kV定义为低压，1 kV～15 kV为中压，大于15 kV为高压。马尾造船股份有限公司建造的227 m深海采矿船，采用的是6.6 kV供配电系统，属于中压范畴。而选用中压供配电系统，中压电缆的敷设工作尤为重要。

1 中压电缆特性和敷设要求

由于中压电缆的特殊制作工艺，电缆的柔软性相对小些，因此在敷设的时候一定要遵循足够的弯曲半径（中压三芯电缆的最小弯曲半径应大于等于9倍的电缆外径，中压单芯电缆弯曲半径应大于等于12倍的电缆外径，且电缆在进入同一设备时，弯曲半径应尽量一致），不然会损害到电缆内芯，轻者影响电缆使用，甚者会危害到人员安全。

以马尾造船股份有限公司建造的227 m深海采矿船为例，其中压电缆的使用，单芯电缆最大用到单芯400 mm2，最大电缆外径为46.3 mm，所需最小弯曲半径为12倍电缆外径，即为555.6 mm;三芯电缆最大用到3芯185 mm2，最大电缆外径为75.5 mm，所需最小弯曲半径为9倍电缆外径，即为679.5 mm。

在电缆敷设过程中如何确保这么大的弯曲半径，使用常规的电缆支承件显然是不易实现的。

2 常规电缆支承件

目前船舶上电缆敷设常规使用的电缆支承件为托架、支架和桥架等，其主要优点在于可以标准化、批量化定制，通用性较好，但是在用于特殊区域的中压电缆敷设上就存在无法满足弯曲半径、操作复杂、耗时耗力等缺点。

3 新型船用中压电缆导轨

为了满足中压电缆的敷设要求，该文研究了一种制作工艺简便，可根据实际情况任意调整，可操作性强，能够满足中压电缆的弯曲半径要求，在固定电缆的过程中保证电缆弯曲弧度、保护电缆的新型船用中压电缆导轨。

新型中压电缆导轨包括轨道和固定架，如图1、图2所示。具体的制作和实施方案如下：

（1）轨道的形状为扁平状，考虑到轨道弯曲性，我们选用扁钢作为轨道制作材料（扁钢不仅具有良好的弯曲性和延展性，还可以按用户需求，定厚、定宽、定长生产，为后期的安装节省工序、减少工作量，降低了人工、材料的消耗）。首先确定所需敷设的电缆型号规格，根据电缆特性计算好弯曲半径，然后将扁钢折弯成所需弧度。

（2）用角钢制作固定架。

（3）用焊接型式将固定架的一端与折弯后的轨道进行多点固定。多点固定的密度能够使折弯后的轨道保持原有的弧度不变形。通过焊接固定，固定架与轨道之间的连接强度高、密封性好。

（4）用焊接型式将固定架的另一端与船体（甲板、壁板或横梁等）固定。焊接接头的重量小，结构简单，连接成本低，省时省力，使用方便。

（5）轨道上设置电缆固定夹，通过使用电缆固定夹，能够使电缆固定在轨道上，避免因为振动或者其他原因使电缆脱离导轨，造成电缆的损坏或者其他的事故。

（6）扁钢、角钢和电缆夹的材质可以选用钢或不锈钢。钢具有强度高，塑性、韧性好的优点，且材质均匀，工作可靠性高。船舶在海上行驶时，盐分高、干湿交替、浸渍等腐蚀现象严重，采用不锈钢有益于延长中压电缆导轨的使用寿命，但是价格上会相对钢制材料更高。

此项技术已在马尾造船股份有限公司建造的227m深海采矿船上成功运用，取得了较好的效果。另外因为低压大直径电缆在敷设过程中也需要较大的弯曲半径，该新型中压电缆导轨也可适用于低压大直径电缆的敷设。

4 结论

经略海洋，装备先行。作为世界造船大国，中国的船舶的订单量、建造量和未交付订单占有率三大指标，世界第一。世界上已有船只类型，95%以上中国人都能造。全球载货量最大的40万吨级矿砂船，中国制造，创造了全球铁矿石接卸的最快纪录;LNG船，被称作“造船业皇冠上的明珠”，只有中国、美国、日本和韩国等少数几个国家能够建造;世界第一艘4000车位双燃料汽车运输船，确立了中国造船业在节能环保和高新技术船型领域的领先地位。而马尾造船股份有限公司建造的这艘227 m深海采矿船，同样是中国船舶制造业的一个里程碑，它是世界首艘深海采矿船，在全球独一无二。

该文介绍的此项新型船用中压电缆导轨技术能够有效地解决中压电缆敷设过程电缆弯曲半径的问题，且制作简便、安装简单，很好地保护了电缆安全，已在深海采矿船上成功运用，并具有较强的推广适用性。中国船舶业的发展，需要吾辈奋发图强、励精图治，创新思维，不断改进工艺工法，为我国的造船业贡献自己的一份力量。

参考文献

[1]林炎.一种中压电缆导轨：中国专利：ZL 201721249374.2

[P].2018-04-03.

[2]陈逢源，韩朝珍，刘以社，等.船舶中压电力系统[M].船舶设計实用手册（第3版）电气分册[M].北京：国防工业出版社，2013.