船舶設(shè)計中的電纜橋架寬幅的決定方法

(南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

船舶上經(jīng)常使用電纜橋架，數(shù)量多，整體重量大，如不設(shè)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，可能出現(xiàn)橋架過大或過小，將造成不良后果。為此，由實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐結(jié)果總結(jié)電纜橋架設(shè)計方法。

1 電纜規(guī)格及數(shù)量的集計

確定電纜敷設(shè)走向上橋架尺寸，首先需要知

道了解此處的電纜的規(guī)格及數(shù)量。在設(shè)計電器詳細(xì)生產(chǎn)圖面(以下簡稱裝置圖)時，在裝置圖中電纜走向上按照一定的作業(yè)基準(zhǔn)設(shè)置統(tǒng)計點(diǎn)(以下稱為徑路符號)，圖1中標(biāo)注的圓型標(biāo)識01即為電路的徑路符號。

有了徑路符號后，通過結(jié)合電氣系統(tǒng)構(gòu)成及電氣機(jī)器布置，將通過徑路符號的電纜逐一記錄在清單上，得到通過此徑路符號的全部電纜的外徑，表1中的OUTDIA一欄即為經(jīng)過徑路符號01的電纜的外徑數(shù)據(jù)。

圖1 顯示徑路符號的電器詳細(xì)生產(chǎn)圖面

2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

1)船級規(guī)范中對電纜的捆扎的要求在電纜電流容量相關(guān)的要求中有所涉及，相關(guān)內(nèi)容主要是考慮電纜的發(fā)熱和溫升，捆扎要求(如ABS船級規(guī)則4/8/4-21.3的要求或NK船級規(guī)則的H2.9.9-4)，大致可以總結(jié)如下。

①要保證電纜中通過的額定電流不受影響,電纜捆扎不可以超過兩層;

②捆成一束的電纜超過6根敷設(shè)時, 由于電纜周圍的空氣不能自由循環(huán)需要考慮電流衰減系數(shù),超過12根的電纜捆成一束時,應(yīng)根據(jù)束中的各個電纜的種類及用途進(jìn)行特別的考慮。

2)船廠現(xiàn)場施工要領(lǐng)。

①電纜直徑不小于30 mm的只能敷設(shè)一層；

②電纜直徑小于30 mm可以敷設(shè)兩層，電纜直徑較粗(一般大于20 mm)時，單層不超過6根；

表1 通過徑路符號01的電纜信息清單

③一般不考慮敷設(shè)三層，但如敷設(shè)三層時電纜總厚度不能大于40 mm；

④同一束電纜的寬度不可以超過200 mm；

⑤兩束電纜的間隔應(yīng)至少大于兩束電纜中最大電纜的直徑。

3 根據(jù)電纜數(shù)據(jù)決定電路寬幅

首先簡單按照上述標(biāo)準(zhǔn)中的電纜直徑不小于30 mm的鋪設(shè)一層；電纜直徑小于30 mm的鋪設(shè)兩層, 對圖1中的01徑路的電纜進(jìn)行排列作圖分析，得出最為緊密的一種情況，具體見圖2。

圖2 根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)，電纜排布示意

從圖2中看,將上一層任何一根電纜移到下一層將導(dǎo)致總寬幅增加,將下一層電纜上移減少寬幅不可能;此外粗電纜排在下層較符合現(xiàn)實(shí),實(shí)際工人在將線敷設(shè)在橋架上時盡量不會將細(xì)線排列在底層而將粗線放在上層，因?yàn)槟菢硬焕诶υ?/p>

通過簡單排列,如要將01徑路的電纜合理地排列在電路橋架上(不考慮捆扎等因素),至少也應(yīng)該是如圖2所示,將下層全部電纜的直徑相加:

29.4×2+24.7×3+27.3+32.0+32.0+37.6=261.8 cm。

考慮通過推導(dǎo)以來得出統(tǒng)一的可操作的計算寬幅的公式。

[經(jīng)過某徑路直徑小于30 mm的所有電纜的直徑的和]÷2+經(jīng)過某徑路直徑大于等于30 mm的所有電纜的直徑的和。

具體到表1的01路徑，寬幅計算如下：

(29.4×2+12.8×2+9.9+20.8×2+24.7×3+13.5+27.3+23.0+11.2×2+12.5×2)÷2+32.0+32.0+37.6=262.2 cm。

通過公式計算出的數(shù)值與通過簡單圖示排列得出的數(shù)值相差1 mm,根據(jù)船廠一貫的使用實(shí)績，判斷該公式是可行的，將上述公式得出的值稱為凈寬幅，用N來表示。

N=∑d/2+∑D

(1)

式中：d——通過某徑路符號的直徑小于30 mm的電纜的直徑;

D——通過某徑路符號的直徑大于等于30 mm的電纜的直徑。

從圖2中實(shí)際的電纜排布顯示出來的效果可知：N值僅僅是指簡單的對電纜進(jìn)行堆列，未考慮實(shí)際工作中的捆扎、排列、間隔距離等問題。

N值未考慮實(shí)際工作中的捆扎，直接作為實(shí)際選擇電路的參考依據(jù)會有問題。因此要考慮在N值的基礎(chǔ)上得出具有可供實(shí)際操作的電纜寬幅確認(rèn)方法。

依然根據(jù)上述的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將它分為兩束，根據(jù)兩扎電纜間距應(yīng)至少保持在這兩束電纜中的最大的電纜的直徑以上的要求，依然是按照最為緊密的情況下分兩束進(jìn)行排列,得出圖3所示電纜布設(shè)狀態(tài)，可以得到電路橋架寬度最小應(yīng)為299.4 mm,該值是N值的1.14倍。

圖3 考慮到捆扎及束與束間的距離，電纜排布示意

在不考慮電纜橋架上有其它電纜追加布設(shè)的情況下，根據(jù)N值的1.14倍選取電路橋架寬度可以保證在最大限度節(jié)約橋架材料的基礎(chǔ)上對電纜進(jìn)行有條理的敷設(shè),且能保證電纜的捆扎。

考慮到誤差及設(shè)計實(shí)際經(jīng)驗(yàn),設(shè)計人員將1.14這一系數(shù)修正為1.2。1.2N值是必須保證的最小寬幅值。根據(jù)船廠多年經(jīng)驗(yàn)，比以上系數(shù)還小的狀況則難以滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及不具備現(xiàn)場的可操作性。

實(shí)際上由于考慮到后期現(xiàn)場實(shí)際作業(yè)的不確定性,設(shè)計人員必須考慮同樣的上述電纜在合理敷設(shè)的情況下可能出現(xiàn)最大寬幅。很明顯，在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將較大直徑的電纜(直徑大于等于20 mm)平敷在橋架上，從其結(jié)果應(yīng)可得出最大寬幅，依然是按照最為緊密的情況下分兩束進(jìn)行排列,得出電纜布設(shè)狀態(tài)見圖4。

圖4 考慮到現(xiàn)場實(shí)際作業(yè)和不確定性，排列出最大的寬幅電纜排布示意

從圖4可以得出最大寬幅為364.0 mm，用此值減去最小寬幅299.4 mm,差值為64.6 mm。設(shè)計人員考慮到誤差并結(jié)合多年經(jīng)驗(yàn)將差值修正為70 mm。根據(jù)最大寬幅選取的電路可以在滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下提高現(xiàn)場施工人員施工的便利性,無須特別在意電纜捆扎組合,同時保證了電路橋架上的敷設(shè)余量。因此將上述方法得出的值稱為總寬幅值，用G來表示。

G=1.2N+70

(2)

4 結(jié)論

G值可為后續(xù)選擇電纜橋架提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一般船廠的橋架的規(guī)格均是標(biāo)準(zhǔn)的，設(shè)計者應(yīng)選擇最接近并大于G值寬幅的橋架。實(shí)際作業(yè)時，在受空間限制及電纜確定的情況下也可以不考慮余量,直接根據(jù)1.2N值來選擇。設(shè)計者需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況靈活運(yùn)用統(tǒng)計的電纜數(shù)據(jù)選擇既可以保證電纜敷設(shè)施工又最經(jīng)濟(jì)的電纜橋架。