6 700车滚装船货舱电装设计若干问题解决方法

林　翔

(中外运长航集团南京金陵船厂，江苏 南京210015)



6 700车滚装船货舱电装设计若干问题解决方法

林翔

(中外运长航集团南京金陵船厂，江苏 南京210015)

摘要：针对6 700车滚装船货舱电气舾装设计中遇到的一些问题和挪威船级社DNV退审要求，比如中压电缆的敷设、ROX防爆围板开孔等方面，通过对电气舾装设计的具体问题进行分析，提出解决问题的措施。

关键词：滚装船; 货舱;电舾装设计;中压电缆;防爆围板

中图分类号：U674.13+6

文献标志码：A

0引言

6 700车滚装船总长199.9 m，型宽32.26 m，型深36.68 m，设有13层甲板，货舱甲板11层，其中活动甲板有4层，一次可装载小型汽车6 700辆。由于6 700车滚装船艏部配有中压系统的艏侧推，便于船向任意方向转动, 艏侧推所需的中压电缆在敷设时必须通过货舱区域，因此，滚装船货舱区域的电装设计包含许多设计难点。本文对67 000车滚装船货舱区域设计中的中压电缆敷设要求、ROX防爆围板开孔、电舾装设计3个方面遇到的常见问题进行分析并提出解决方法。

1中压电缆敷设要求

本船艏侧推装置由6.6 kV的中压电力系统供电。交流中压电力一般是指额定电压(相间电压)大于6 kV但小于35 kV的交流电力系统。在交流系统中，有时由于功率上的需求，可以采用中压交流电力系统，这就需要使用中压电缆进行电力传输，但是中压电缆的敷设与其他电缆有所不同。本船使用的是型号为CJPF86/SC，规格3×95 mm，直径66.7 mm的中压电缆。

根据挪威船级社DNV规范和产品规格书要求，中压电缆敷设时注意事项如下：

(1)居住区域中压电缆敷设要求：如果中压电缆穿过居住区域，需敷设在密闭的金属电缆管内。若不能满足此要求，在敷设工作之前需要取得船检的认可。

(2)不同电压等级的中压电缆的敷设要求：不同电压等级的中压电缆需要相互隔离开，不能敷设在同一电缆托架，或敷设在内壁光滑的电缆管、电缆箱内。如果走在同一托架上，电缆之间的净空间距离应满足表1的要求。

表1　电缆之间的净空间距离

(3)中压电缆与低压电缆分开敷设要求：中压电缆不容许与电压小于1 kV的电缆敷设在同一电缆托架上。如采用其他分隔方式需取得船检认可。

(4)三芯中压电缆敷设要求：由于三芯中压电缆内部已采用品形排列，能防止强电场辐射问题，所以不需要在采用品形排列基础上进行三相交错敷设。三芯中压电缆敷设与低压电缆敷设方式一样，敷设时，要与低压电缆保持间距。

(5)中压电缆敷设时需要的安全标志：

中压电缆应具有红色外层护套或者做红色标志，并适当标明“高压远离”警告牌。

(6)中压电缆敷设电缆弯曲半径要求：电缆弯曲半径一般根据厂家标注执行，如厂家没有指定要求，需要按照电缆外径的12倍来执行。图1表明了2种不同中压电缆弯曲半径的比较。

由图1发现,左侧电缆的弯曲半径小于右侧电缆的弯曲半径。敷设中压电缆时应采用右侧的弯曲半径即12倍的电缆外径，最少也必须大于10倍电缆外径。

(7)中压电缆应与低压电缆分开敷设,中压电力电缆须与信号电缆分开敷设。中低压电缆在空间上的分开距离至少为55 mm。对于4～20 mA的模拟信号电缆，因其最易受中压电缆周围磁场的影响产生电磁干扰，敷设时应保证与中压电缆的距离大于500 mm。若信号电缆与高压电缆距离很近又无法避免时，应穿管敷设[2]。

图1　2种不同中压电缆弯曲半径

本船设计中涉及到中压电缆敷设伸缩余量问题。根据CB/T 3908—2007船舶电缆敷设工艺要求：船上所敷设的电缆应避免擦伤和产生应力，且应考虑到船体结构的膨胀或位移而留有适当的电缆余量[1]。由于滚装船的货舱区域比一般散货船的货舱长很多，因此，电缆更需要留有足够电缆伸缩余量，特别是在敷设中压电缆时不仅要考虑伸缩余量还要保证中压电缆的弯曲半径。 6 700车滚装船在保证托架下降200 mm伸缩余量的情况下，拉大托架变化的长度为2 450 mm，这样既能防止因托架下降造成的高度差过大，又能保证中压电缆弯曲半径满足规范要求。中压电缆弯曲半径如图2所示。

图2　中压电缆弯曲半径

2ROX防爆围板开孔

电缆通过不同危险区域时，大多数船厂使用ROX防爆围板来保证电力系统防爆安全。DNV船级社退审图要求贯穿舱壁和甲板面的ROX必须使用椭圆形式的。由于滚装船对船体结构强度要求很高，特别是6 700车滚装船的货舱区域，需要保证更高要求的结构强度，使用椭圆形的围板开孔不会对结构强度造成很大破坏。但是，现有厂家提供的符合防爆规范要求的ROX防爆围板都是长方形的，不符合DNV规范，但ROX长方形防爆围板已经订货。

经过查阅规范资料并与DNV协商，最终采取如下可行方案：在不改变原来长方形结构ROX防爆围板的情况下，为保证结构强度，先在外围增加一个特制的椭圆形围板贯穿结构，然后在椭圆形围板一侧用厚度8 mm的面板封闭腰圆形围板，最后将原来长方形结构ROX防爆围板贯穿此面板，居中烧焊。这样既能满足船级社规范，也能避免再采购特制腰圆形ROX防爆围板，降低了板材使用成本。图3为在三维TRIBON中创建的贯穿舱壁的特制ROX围板正反两面视图。

图3　特制ROX防爆围板示意图

3货舱电舾装设计

6 700车滚装船甲板层数多，共有13层甲板。为了提高船舶的航行稳定性，一般上层甲板板厚比较薄，特别是10～13层甲板板厚仅为4～5 mm。施工中，电舾装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，防止甲板面承重变形。

因为DNV对船体送审的开孔图提出了要求即靠近型材球头25 mm以内不能烧焊[4],因此，设计时必须要满足DNV船级社的烧焊要求。通过与DNV和船东的沟通，将本船原来图4的圆管烧焊的灯具底座形式改为图5形式，火警探头的焊接形式使用图6形式。图5采用扁钢窄面焊接在船体型材上的方式。因距离球头25 mm烧焊，所以可以四边满焊。图6采用扁钢宽面焊接在型材上的方式。但需注意，靠近球头25 mm部分不能烧焊，其余3边烧焊。

一般货舱区域大部分都是照明和火警设备，所以通过改良照明灯具底座形式

既减轻了空船重量，又可运载更多的汽车，制作形式和焊接方式也很简单。另外底座圆环部分和吊钩可以勾住灯具，配合厂家的挂灯三角架，将对灯具震动力量经过吊钩减轻掉，起到了防止震动的效果。

图4　灯具底座形式

图5　改良的照明灯具底座和焊接形式

另外，在设计和布置滚装船货舱边舱区域的火警按钮、通用广播等设备时，都应该保证安装时设备表面不得超出舷侧“T”型材,防止滚装货物运载时发生碰擦。

4结语

本文介绍了6 700车滚装船电舾装设计3种常见问题并提出了解决方法，最终保证了电舾装件的设计，满足了结构开孔、电缆敷设和焊接的规范、标准要求。

图6　火警探头的底座和焊接形式

随着交通工具需求的不断提升，滚装船运输需求也将逐渐增大，促进滚装船朝着速度更高、装载量更大、性能更完善的方向发展，从而也会提高对滚装船设计建造的要求。本文在滚装船电舾装设计中出现的问题和解决方法将有助于类似滚装船的设计。

参考文献：

[1]CB/T 3908—2007，船舶电缆敷设工艺 [S].

[2]陈姬，韩黎黎.浅析船舶中压电缆敷设[J].广船科技，2009(1)：13-15.

[3]中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册(电气分册)[M].北京:国防科技出版社，1997.

作者简介：林翔(1987—)，男，工程师，从事船舶电气设计工作。

收稿日期：2014-09-15