关于船舶改装中电缆连接方式的探讨

陈 伟，周均怡，李晓奎，周翠兰，黎继胜

（上海江南长兴造船有限责任公司，上海 201913）

0 引言

为提高运营航线的效益，各新造集装箱船最大装箱量的记录在不断刷新，这一趋势也使得曾经的万箱船竞争力逐渐下降。一些船东公司为了提高运力，增强竞争力，除在船厂订购新造船舶外，也会考虑和选择在船厂对其现有船舶进行一些结构改造以满足新需求。例如通过加长船舶货舱或加高上建结构，以增加船舶装箱量。

在这些船舶改装工程中，结构的大量变动势必会导致原船电缆出现需要切断的情况，同时涉及需要切断的电缆数量往往较多，电缆型号规格也是多种多样。因此，需要根据改装工程的实际情况，选定合适的电缆连接和修复方案。

1 电缆连接的主要方式

因船舶结构变化，需要切断和连接的电缆类型往往会包含电力、控制、信号、网络以及同轴电缆等。对于原长度较短、在现场施工中易于更换的电缆，可以优先考虑对其进行整根电缆换新处理。除此以外的电缆，可以根据电缆规格的不同，选择不同的连接方式。

通常，对于网络电缆，电缆连接修复可以采用增加交换机、网络对接头连接、网络接线端子及接线箱连接等方式。对于同轴电缆，电缆的连接可以采用专用的连接头进行对接处理。对于光纤电缆，可采用专用的热熔机对光纤进行热熔对接，或者通过光纤连接器进行活动连接等方式。

在船舶改装中，对电力电缆和信号电缆进行连接修复是最普遍的。对于这些电缆的连接也有多种不同方式，如电缆对接法、电缆接线箱法、电缆浇注法等[1]。在已完工的众多改装工程中，电缆对接法和接线箱法是使用最多的电缆连接修理方式。

2 电缆对接法和接线箱法介绍

2.1 电缆对接法

电缆对接法即利用电缆连接管将电缆两段导体连接，通过专用工具将连接管压接，使电缆连接牢固，之后选用合适的热缩套管和金属编织层对电缆依次进行修复和连接[2]，见图1。电缆对接法需要按电缆构造依次进行修复，按修复的部位可分为电缆导体的连接修复、金属屏蔽层/铠装层的修复以及电缆绝缘层/护套的修复。

图1 电缆对接法连接修复

2.1.1 电缆导体部分的连接修复

1）选用的连接管内径与电缆导体的截面积需能配套，以便于连接，连接管需通过船级社认可。

2）对于不受拉力的电缆，导体对接时可采用一端只压一个坚固坑的连接管（A型），见图2；对于需要承受拉力的电缆，导体对接须选用一端可压 2个坚固坑的连接管（B型），见图3。

图2 A型连接管

图3 B型连接管

3）用专用的冷压工具对连接管进行压接时，其压接应遵循先外侧后内侧，左右依次进行的顺序进行。

4）不受拉力的电缆，如导体截面积在1 mm2～6 mm2之间的，其连接管可选用自带有热缩套管的密封连接管，见图4；导体截面积大于6 mm2的，必须用B型的连接管连接。

图4 带热缩套管式密封连接管

5）对于多芯电缆，在进行对接时应尽量保持芯线长度一致。此外，各电缆芯线的连接管位置需要有序错开，避免扎堆，见图5。

图5 多蕊电缆对接示意图

6）导体对接后，应确保其牢固可靠、连接管应无裂口和裂纹。

2.1.2 金属屏蔽层/铠装层的修复

对于金属屏蔽层/铠装层的修复，可以采用相对简化的方式进行修复，即利用原有电缆的金属屏蔽层/铠装层进行连接，无需额外再增加金属网。切割原船电缆时需要注意保留适当长度的原电缆屏蔽层/铠装层材料，在修复时，利用原电缆的屏蔽层与所对接电缆的屏蔽层重叠连接，两线的屏蔽层重叠需要大于20 mm，之后通过恒力弹簧对屏蔽层/铠装层进行缠绕固定。

2.1.3 电缆绝缘层/护套的修复

电缆绝缘层/护套的修复主要采用热缩套管、包管材料，材料选用时要求为低氯、带胶水、阻燃，工作温度范围为−30 ℃～90 ℃，直径收缩比应大于2.5∶1，而长度不应有明显的收缩[3]。热缩套管和包管的尺寸和规格在选用时，可参照如下要求进行：

1）热缩套管和包管的长度，按式（1）估算。

式中：A为热缩套管/包管长度，mm；A1为连接管长度，mm。

2）热缩套管/包管的内径，按式（2）估算。

式中：D为套管/包管内径，mm；d为电缆芯线或电缆护套外径，mm。

3）修补护套时，按式（3）估算。

式中：B为热缩套管/包管长度，mm；B1为护套修补长度，mm。

4）连接管、热缩套管/包管尺寸的选用也可通过表1和表2的快速配对进行选择。

表1 连接管和热缩套管选用参照表

表2 护套修复用热缩套管/包管参照表

2.2 电缆接线箱法

电缆接线箱法，即根据对接电缆数量及规格，制作专门的接线箱，通过接线箱内配备的接线端子将切断的电缆重新连接，见图6。

图6 电缆接线箱电缆对接示意图

采用电缆接线箱法，首先需要对对接的电缆数量和电缆规格等数据进行表格统计，同时，还需要参照原电缆规格选用新增的连接电缆，用于对接连通。其次，还需要对电力电缆的负载电流进行核查，选用能满足电流承载能力的接线端子。各规格的接线端子数量可以在电子表格中输入公式进行快速统计，公式为

式中：Ns为所需要的端子数量；Np为备用的端子数；N1，N2，N3为各规格电缆的根数；C1，C2，C3为各规格电缆蕊线数。

此外，如所配接线箱选用电缆填料函作为进线方式，还需要根据电缆数量和电缆外径数量数据进行填料函选用，每只电缆接线箱填料函配备数量为

式中：Nc为箱子需配填料函总数；G1，G2，G3为各规格填料函；G为备用填料函数。

在要选用或设计接线箱时，还需注意以下几个事项：

1）接线箱的防护等级，应与被接电缆所在场所的电气设备防护等级相一致。

2）供屏蔽电缆使用的接线箱，箱体须用金属材料制成，并应可靠地接地。

3）信号电缆与电力电缆分成2个单独的接线箱，接线端子排尽量分离，避免信号干扰。

4）接线箱用的接线端子板，其额定电流应不小于所接电缆允许的额定电流。

5）用于电力电缆连接的接线端子的电流流通能力需要大于导体的电流流通能力。

6）如对接电缆为单根或数量不多，可以选用接线盒进行对接。

7）接线箱内应配有接线图，便于后期故障排查和维护。

3 工程实例经验

某公司的8 800 TEU集装箱船加高改装工程就是通过在上建合适位置插入新的甲板层结构来达到抬高上建驾驶层的目的。在考虑施工难度、吊机能力及修复成本等各因素后，本次改装选择在原上建F甲板下方500 mm的位置作为切割线，从中插入新结构层，见图 7。按此结构切割线施工将影响到上建内主通道电缆及该层甲板各房间处所的相关电缆，电缆数量众多。因此，电缆连接修复工作需要非常细致且有序地开展。

图7 上建结构切割位置示意图

电缆的切割及连接修复是一个非常繁琐的过程。施工前，除了需要熟悉原船系统图及设备布置图外，还需要根据已确定的切割层位置进行现场的实船勘验，根据图纸以及自身经验来核查各位置的电缆数量及路径走向情况并做好图文记录。此外，现场也需要做适当标识，便于施工时查找以及后续恢复时检查。

经过图纸检查及现场核查，了解到E层甲板舱室的电缆多集中于电弄位置，而娱乐室、休息室、资料室等房间内主要为照明、插座等电缆，数量相对较少。因此，在多方商讨后决定对电弄区域电缆通过接线箱进行电缆连接修复；对于舱室内照明、插座等电缆通过电缆对接法进行连接修复；对于本层内长度较短的分支电缆选择重新敷设新电缆的方式进行连接修复，E层甲板舱室布局见图8。

图8 E层甲板舱室布局示意图

在确定电缆连接方案后，则需要尽快准备修复所需要的相关材料。对于电缆接线箱，可以采用2.2节中提到的方法进行接线箱端子的统计。为避免信号干扰的情况发生，建议对电力电缆与信号电缆分别提供单独的接线箱。如受空间条件限制，接线箱未能单独分开，可以采取在接线箱内做隔板分隔或将电力与信号的连接端子排单独分开等措施。为了后期现场施工方便，端子数量及箱子填料函的数量可以留有适当余量。

对于电缆对接法，所涉及的辅件材料多且规格杂乱，需要针对各电缆进行拆解，再统计汇总出需要的各规格材料和数量，通过制作电子表格进行管理。

需要注意的是，对于热缩套管材料，需要厂家能提供SGS或者UL第三方检测报告[4]，同时，此类材料如为国外产品，还需要注意其采购周期问题，避免影响修理工期。对于电缆切割会涉及的系统，需要在切割前与船东一同进行功能测试和检查，并将情况做好记录，以规避潜在的风险。

电缆连接修复后，在电缆与两端设备未连接的情况下对各电缆进行绝缘检测，包括电缆蕊线与蕊线间以及蕊线与地之间的绝缘检测，所测出的绝缘值需要大于10 MΩ。对于电力电缆还需注意其温升等级变化，不能有过热情况[5]。而用电缆连接箱法对接的电缆，除需要检查端子连接牢固性外还需要注意在各电缆端处做好标牌，接线箱内电缆的屏蔽线、接地线需要连接到位，最后在接线箱内附上完工版的接线图，以供检查。

4 结论

应用于船舶维修和改装工程中的电缆连接及修复方法众多，各方法都有各自的优缺点。根据各工程特点合理选择一种或多种电缆连接和修复方法，可以起到降低工程成本及缩短工程周期的作用。希望通过本文中电缆连接修复方法的介绍和实船案例的经验总结，能够为同行提供一些参考。