船舶設計中的電纜橋架寬幅的決定方法

(南通中遠川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

船舶上經常使用電纜橋架，數量多，整體重量大，如不設定相應的標準，可能出現橋架過大或過小，將造成不良后果。為此，由實際工作經驗及實踐結果總結電纜橋架設計方法。

1 電纜規格及數量的集計

確定電纜敷設走向上橋架尺寸，首先需要知

道了解此處的電纜的規格及數量。在設計電器詳細生產圖面(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基準設置統計點(以下稱為徑路符號)，圖1中標注的圓型標識01即為電路的徑路符號。

有了徑路符號后，通過結合電氣系統構成及電氣機器布置，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一欄即為經過徑路符號01的電纜的外徑數據。

圖1 顯示徑路符號的電器詳細生產圖面

2 設計標準

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

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根敷設時, 由于電纜周圍的空氣不能自由循環需要考慮電流衰減系數,超過12根的電纜捆成一束時,應根據束中的各個電纜的種類及用途進行特別的考慮。

2)船廠現場施工要領。

①電纜直徑不小于30 mm的只能敷設一層；

②電纜直徑小于30 mm可以敷設兩層，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

③一般不考慮敷設三層，但如敷設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至少大于兩束電纜中最大電纜的直徑。

3 根據電纜數據決定電路寬幅

首先簡單按照上述標準中的電纜直徑不小于30 mm的鋪設一層；電纜直徑小于30 mm的鋪設兩層, 對圖1中的01徑路的電纜進行排列作圖分析，得出最為緊密的一種情況，具體見圖2。

圖2 根據設計基準，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實,實際工人在將線敷設在橋架上時盡量不會將細線排列在底層而將粗線放在上層，因為那樣不利于捆扎。

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。

考慮通過推導以來得出統一的可操作的計算寬幅的公式。

[經過某徑路直徑小于30 mm的所有電纜的直徑的和]÷2+經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值與通過簡單圖示排列得出的數值相差1 mm,根據船廠一貫的使用實績，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行堆列，未考慮實際工作中的捆扎、排列、間隔距離等問題。

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

依然根據上述的設計標準，將它分為兩束，根據兩扎電纜間距應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行排列,得出圖3所示電纜布設狀態，可以得到電路橋架寬度最小應為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的情況下，根據N值的1.14倍選取電路橋架寬度可以保證在最大限度節約橋架材料的基礎上對電纜進行有條理的敷設,且能保證電纜的捆扎。

考慮到誤差及設計實際經驗,設計人員將1.14這一系數修正為1.2。1.2N值是必須保證的最小寬幅值。根據船廠多年經驗，比以上系數還小的狀況則難以滿足設計標準及不具備現場的可操作性。

實際上由于考慮到后期現場實際作業的不確定性,設計人員必須考慮同樣的上述電纜在合理敷設的情況下可能出現最大寬幅。很明顯，在滿足相關標準的基礎上，將較大直徑的電纜(直徑大于等于20 mm)平敷在橋架上，從其結果應可得出最大寬幅，依然是按照最為緊密的情況下分兩束進行排列,得出電纜布設狀態見圖4。

圖4 考慮到現場實際作業和不確定性，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。設計人員考慮到誤差并結合多年經驗將差值修正為70 mm。根據最大寬幅選取的電路可以在滿足標準的前提下提高現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 結論

G值可為后續選擇電纜橋架提供數據基礎。一般船廠的橋架的規格均是標準的，設計者應選擇最接近并大于G值寬幅的橋架。實際作業時，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1.2N值來選擇。設計者需要根據現場實際情況靈活運用統計的電纜數據選擇既可以保證電纜敷設施工又最經濟的電纜橋架。