6 700車滾裝船貨艙電裝設計若干問題解決方法

2015-03-11 02:35:50林翔

江蘇船舶 2015年6期

林　翔

(中外運長航集團南京金陵船廠，江蘇南京210015)

林翔

(中外運長航集團南京金陵船廠，江蘇南京210015)

摘要：針對6 700車滾裝船貨艙電氣舾裝設計中遇到的一些問題和挪威船級社DNV退審要求，比如中壓電纜的敷設、ROX防爆圍板開孔等方面，通過對電氣舾裝設計的具體問題進行分析，提出解決問題的措施。

關鍵詞：滾裝船; 貨艙;電舾裝設計;中壓電纜;防爆圍板

中圖分類號：U674.13+6

文獻標志碼：A

0引言

6 700車滾裝船總長199.9 m，型寬32.26 m，型深36.68 m，設有13層甲板，貨艙甲板11層，其中活動甲板有4層，一次可裝載小型汽車6 700輛。由于6 700車滾裝船艏部配有中壓系統(tǒng)的艏側推，便于船向任意方向轉動, 艏側推所需的中壓電纜在敷設時必須通過貨艙區(qū)域，因此，滾裝船貨艙區(qū)域的電裝設計包含許多設計難點。本文對67 000車滾裝船貨艙區(qū)域設計中的中壓電纜敷設要求、ROX防爆圍板開孔、電舾裝設計3個方面遇到的常見問題進行分析并提出解決方法。

1中壓電纜敷設要求

本船艏側推裝置由6.6 kV的中壓電力系統(tǒng)供電。交流中壓電力一般是指額定電壓(相間電壓)大于6 kV但小于35 kV的交流電力系統(tǒng)。在交流系統(tǒng)中，有時由于功率上的需求，可以采用中壓交流電力系統(tǒng)，這就需要使用中壓電纜進行電力傳輸，但是中壓電纜的敷設與其他電纜有所不同。本船使用的是型號為CJPF86/SC，規(guī)格3×95 mm，直徑66.7 mm的中壓電纜。

根據挪威船級社DNV規(guī)范和產品規(guī)格書要求，中壓電纜敷設時注意事項如下：

(1)居住區(qū)域中壓電纜敷設要求：如果中壓電纜穿過居住區(qū)域，需敷設在密閉的金屬電纜管內。若不能滿足此要求，在敷設工作之前需要取得船檢的認可。

(2)不同電壓等級的中壓電纜的敷設要求：不同電壓等級的中壓電纜需要相互隔離開，不能敷設在同一電纜托架，或敷設在內壁光滑的電纜管、電纜箱內。如果走在同一托架上，電纜之間的凈空間距離應滿足表1的要求。

表1　電纜之間的凈空間距離

(3)中壓電纜與低壓電纜分開敷設要求：中壓電纜不容許與電壓小于1 kV的電纜敷設在同一電纜托架上。如采用其他分隔方式需取得船檢認可。

(4)三芯中壓電纜敷設要求：由于三芯中壓電纜內部已采用品形排列，能防止強電場輻射問題，所以不需要在采用品形排列基礎上進行三相交錯敷設。三芯中壓電纜敷設與低壓電纜敷設方式一樣，敷設時，要與低壓電纜保持間距。

(5)中壓電纜敷設時需要的安全標志：

中壓電纜應具有紅色外層護套或者做紅色標志，并適當標明“高壓遠離”警告牌。

(6)中壓電纜敷設電纜彎曲半徑要求：電纜彎曲半徑一般根據廠家標注執(zhí)行，如廠家沒有指定要求，需要按照電纜外徑的12倍來執(zhí)行。圖1表明了2種不同中壓電纜彎曲半徑的比較。

由圖1發(fā)現(xiàn),左側電纜的彎曲半徑小于右側電纜的彎曲半徑。敷設中壓電纜時應采用右側的彎曲半徑即12倍的電纜外徑，最少也必須大于10倍電纜外徑。

(7)中壓電纜應與低壓電纜分開敷設,中壓電力電纜須與信號電纜分開敷設。中低壓電纜在空間上的分開距離至少為55 mm。對于4～20 mA的模擬信號電纜，因其最易受中壓電纜周圍磁場的影響產生電磁干擾，敷設時應保證與中壓電纜的距離大于500 mm。若信號電纜與高壓電纜距離很近又無法避免時，應穿管敷設[2]。

圖1　2種不同中壓電纜彎曲半徑

本船設計中涉及到中壓電纜敷設伸縮余量問題。根據CB/T 3908—2007船舶電纜敷設工藝要求：船上所敷設的電纜應避免擦傷和產生應力，且應考慮到船體結構的膨脹或位移而留有適當?shù)碾娎|余量[1]。由于滾裝船的貨艙區(qū)域比一般散貨船的貨艙長很多，因此，電纜更需要留有足夠電纜伸縮余量，特別是在敷設中壓電纜時不僅要考慮伸縮余量還要保證中壓電纜的彎曲半徑。 6 700車滾裝船在保證托架下降200 mm伸縮余量的情況下，拉大托架變化的長度為2 450 mm，這樣既能防止因托架下降造成的高度差過大，又能保證中壓電纜彎曲半徑滿足規(guī)范要求。中壓電纜彎曲半徑如圖2所示。

圖2　中壓電纜彎曲半徑

2ROX防爆圍板開孔

電纜通過不同危險區(qū)域時，大多數(shù)船廠使用ROX防爆圍板來保證電力系統(tǒng)防爆安全。DNV船級社退審圖要求貫穿艙壁和甲板面的ROX必須使用橢圓形式的。由于滾裝船對船體結構強度要求很高，特別是6 700車滾裝船的貨艙區(qū)域，需要保證更高要求的結構強度，使用橢圓形的圍板開孔不會對結構強度造成很大破壞。但是，現(xiàn)有廠家提供的符合防爆規(guī)范要求的ROX防爆圍板都是長方形的，不符合DNV規(guī)范，但ROX長方形防爆圍板已經訂貨。

經過查閱規(guī)范資料并與DNV協(xié)商，最終采取如下可行方案：在不改變原來長方形結構ROX防爆圍板的情況下，為保證結構強度，先在外圍增加一個特制的橢圓形圍板貫穿結構，然后在橢圓形圍板一側用厚度8 mm的面板封閉腰圓形圍板，最后將原來長方形結構ROX防爆圍板貫穿此面板，居中燒焊。這樣既能滿足船級社規(guī)范，也能避免再采購特制腰圓形ROX防爆圍板，降低了板材使用成本。圖3為在三維TRIBON中創(chuàng)建的貫穿艙壁的特制ROX圍板正反兩面視圖。

圖3　特制ROX防爆圍板示意圖

3貨艙電舾裝設計

6 700車滾裝船甲板層數(shù)多，共有13層甲板。為了提高船舶的航行穩(wěn)定性，一般上層甲板板厚比較薄，特別是10～13層甲板板厚僅為4～5 mm。施工中，電舾裝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，防止甲板面承重變形。

因為DNV對船體送審的開孔圖提出了要求即靠近型材球頭25 mm以內不能燒焊[4],因此，設計時必須要滿足DNV船級社的燒焊要求。通過與DNV和船東的溝通，將本船原來圖4的圓管燒焊的燈具底座形式改為圖5形式，火警探頭的焊接形式使用圖6形式。圖5采用扁鋼窄面焊接在船體型材上的方式。因距離球頭25 mm燒焊，所以可以四邊滿焊。圖6采用扁鋼寬面焊接在型材上的方式。但需注意，靠近球頭25 mm部分不能燒焊，其余3邊燒焊。

一般貨艙區(qū)域大部分都是照明和火警設備，所以通過改良照明燈具底座形式

既減輕了空船重量，又可運載更多的汽車，制作形式和焊接方式也很簡單。另外底座圓環(huán)部分和吊鉤可以勾住燈具，配合廠家的掛燈三角架，將對燈具震動力量經過吊鉤減輕掉，起到了防止震動的效果。