淺析船用電纜的鎧裝

李永江

(江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司，江蘇揚州225129)

0 引言

船用電纜是標準化的產品，其生產應完全符合標準。目前船用電纜標準很多，在國際上和我國比較流行的主要有國際電工委員會的IEC 60092-3系列，英國 BS 6883，挪威 NEK 606，日本 JIS C 3410，美國 IEEE 1580以及我國的 GB/T 17755、GB/T 20637和GJB 1916等。這些標準對于電纜編織鎧裝的規定多有不同，而我國現在船纜廠家很多，產品品質參差不齊，因此作為制造者和產品選擇者有必要對標準進行細致的比較分析，避免在實際工作中發生失誤，付出代價。

1 鎧裝類型

一般而言，電纜的鎧裝類型主要有編織、繞包、螺旋絞繞等方式。船用電纜中多采用編織鎧裝方式，一方面對電纜提供機械保護作用，另一方面在電纜彎曲過程中產生的應力相對較小，利于敷設。對于低壓電纜鎧裝均采用的是編織方式，對于中壓電纜鎧裝各個標準則有不同的規定:IEC 60092-354規定金屬鎧裝的類型可以是編織鎧裝、圓線或扁線螺旋絞繞、雙鋼帶鎧裝中的一種;BS 6883規定采用金屬線編織鎧裝;JIS C 3410規定采用金屬線編織鎧裝;GB/T 17755對于鎧裝的規定與IEC 60092-354完全一樣;NEK 606規定采用鍍錫銅絲編織鎧裝;IEEE 1580規定采用編織或連續焊接螺紋金屬鎧裝。

根據經驗，筆者認為對于中壓電纜如無特殊要求最好選用編織鎧裝，但受傳統習慣影響目前尚有不少制造者和使用者采用雙鋼帶鎧裝中壓電纜。中壓電纜避免采用雙鋼帶鎧裝的原因在于:(1)鋼帶是磁性材料，對于大截面單芯交流電纜嚴禁使用;(2)雙鋼帶鎧裝電纜不利于保證標準規定的最小彎曲半徑，對于電纜的使用壽命存在消極影響;(3)雙鋼帶鎧裝電纜在船舶有限的狹小空間施工較為困難。

2 鎧裝材料

船用電纜的編織鎧裝采用的材料在各標準中既有相同的也有不同的，具體見表1所示。盡管各標準多規定若干種鎧裝材料，但在實際工作當中又存在最常用的鎧裝材料，其中IEC和我國標準是鍍錫銅絲和鍍鋅鋼絲，JIS C 3410是鍍鋅鋼絲，NEK 606是鍍錫銅絲，IEEE 1580是銅合金絲，BS 6883是鍍錫青銅絲和鍍鋅鋼絲。而銅絲和鋼絲各有長處，如單純強調對電纜的機械保護作用，可選擇鋼絲鎧裝，成本低廉;如考慮機械保護和屏蔽性能，則可選擇銅絲鎧裝。

3 編織絲徑和編織密度

除了材料不同外，不同標準對于編織鎧裝所用的絲徑和偏差的要求，以及編織密度的計算方法也不相同，因此采用不同標準時必須特別注意編織密度的計算。

表1 編織鎧裝材料

3.1 編織絲徑

船用電纜編織絲徑不但與陸用電纜不同，而且采用不同標準的船用電纜的編織絲徑也不相同。有的標準通過編織前的外徑來決定所用的編織絲的直徑，比如IEC 60092-3系列標準;有的標準則規定所有規格的電纜采用同一直徑的編織絲，比如國軍標GJB 1916;有的標準對于不同的編織材料，即使電纜編織內徑相同，所用的編織絲的絲徑也不一樣，比如BS 6883標準。具體標準的編織絲經規定見表2。

表2 編織鎧裝絲徑 (單位:mm)

由于標準 IEC 60092-3、NEK 606和 GB/T 20637一脈相承，其對于電纜的編織絲經和編織密度的要求相同，尤其是沒有給出編織絲徑的最小值和最大值。這就使得個別生產廠家為節省成本傾向于采用負公差很大的編織絲進行鎧裝。實際上對于明確船用電纜標準制定歷程的廠家，都會嚴格按GB/T 4910進行絲徑控制，數值允許偏差與BS 6883中的鍍錫銅絲的要求相同，這樣也是比較合理的。

3.2 編織密度

編織密度是電纜鎧裝需要考核的又一重要指標。雖然各個標準規定的編織密度以及考核方法不盡相同，但對于不同標準規定的編織密度相互轉化后可進行比較。各標準規定的鎧裝編織密度見表3。

表3 編織密度

在表3計算式中:K為編織密度(m);F是編織單向覆蓋系數，F通過式(1)或式(2)進行計算，實際上式(2)是式(1)的變形推導結果。

式中:F為單向覆蓋系數;N為每錠的編織絲根數;P為每毫米電纜長度上的緯線根數;d為編織單線直徑(mm);α為編織絲與電纜或軟線軸線相交的編為編織前電纜的直徑(mm)。

式中:F為單向覆蓋系數;C為錠數;N為每錠的編織絲根數;d為編織單線直徑(mm);D為編織前電纜的直徑(mm);L為編織節距(mm)。

對比表3中的計算公式可以發現，船用標準對編織密度的計算實際上分為兩大類，這兩種公式的計算結果可以相互轉化，以進行比較。如以國軍標GJB 1916的計算公式為基準，各標準的要求轉化后見表4。從表4中可見，雖然各標準給定的計算公式不同，但實際上從質量角度而言除了IEEE 1580和GJB 1916外其他標準的要求是完全相同的。GJB 1916由于在制定過程中參照了美國軍用標準MIL-C-24643，而MIL-C-24643和IEEE 1580均為美國標準，其計算方法和要求相同，從而使得GJB 1916和IEEE 1580的要求相同。

表4 編織密度轉化后比較

3.3 特殊情況

前述編織絲徑和編織密度僅為普通情況，此外還有一些特殊情況更容易造成偏差。其中最典型的就是有一些船東和船廠為了整體節約成本會采用編織鎧裝接地替代額外所需的接地線。由于接地線的截面積一般是根據主線芯的截面確定的，主線芯不大于16 mm2時接地線與主線芯的截面積相同，主線芯大于16 mm2時，接地線最小須為主線芯的一半且不小于16 mm2。這種情況下按照標準規定的標稱絲徑和編織密度進行控制很難達到客戶要求，為此就需要通過雙層編織或加大編織絲徑以達到客戶需要。

對于雙層編織，需要關注的是每一層編織密度是均達到標準要求還是在保證截面積的基礎上只要單層編織密度達到標準規定即可?對于加大編織絲徑的方法是加大多少，而加大的范圍能否滿足標準規定，或者是為了滿足截面積雙方對于編織絲徑另行約定等?這些情況都是需要進行明確的，尤其是采用對絲徑偏差有明確規定的標準時尤其需要明確。

4 結束語

采用同一工藝生產的電纜，如果按照不同標準進行檢驗驗收很可能帶來不同的結果，而船用電纜需要經過船級社認證，不同的結果勢必對船舶整體的交付入級造成影響。為此船用電纜的供需雙方在洽談技術要求時務必明確產品執行標準，而避免出現同時采用相互矛盾的標準，給后續工作造成麻煩。

［1］IEEE 1580:2010 IEEE Recommended practice for marine cable for use on shipboard and fixed or floating platforms［S］.

［2］IEC 60092—350:2008 General construction and test methods of power，control，and instrumentation cables for shipboard and offshore applications［S］.

［3］NEK 606:2009 NEK Technical specification cables for offshore installations halogen-free and/or mud resistance(Third edition)［S］.

［4］JIS C 3410:2010 Cables and flexible cords for electrical equipment of ships［S］.

［5］BS 6883:1999 Elastomer insulated cables for fixed wiring in ships and on mobile and fixed offshore units——requirements and test methods［S］.

［6］GJB 1916—1994 艦船用低煙電纜和軟線通用規范［S］.

［7］GB/T 20637—2006 船舶電氣裝置—船用電力電纜—一般結構和試驗要求［S］.

［8］GB/T 4910—2009 鍍錫圓銅線［S］.