船舶设计中的电缆桥架宽幅的决定方法

(南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005)

船舶上经常使用电缆桥架，数量多，整体重量大，如不设定相应的标准，可能出现桥架过大或过小，将造成不良后果。为此，由实际工作经验及实践结果总结电缆桥架设计方法。

1 电缆规格及数量的集计

确定电缆敷设走向上桥架尺寸，首先需要知

道了解此处的电缆的规格及数量。在设计电器详细生产图面(以下简称装置图)时，在装置图中电缆走向上按照一定的作业基准设置统计点(以下称为径路符号)，图1中标注的圆型标识01即为电路的径路符号。

有了径路符号后，通过结合电气系统构成及电气机器布置，将通过径路符号的电缆逐一记录在清单上，得到通过此径路符号的全部电缆的外径，表1中的OUTDIA一栏即为经过径路符号01的电缆的外径数据。

图1 显示径路符号的电器详细生产图面

2 设计标准

1)船级规范中对电缆的捆扎的要求在电缆电流容量相关的要求中有所涉及，相关内容主要是考虑电缆的发热和温升，捆扎要求(如ABS船级规则4/8/4-21.3的要求或NK船级规则的H2.9.9-4)，大致可以总结如下。

①要保证电缆中通过的额定电流不受影响,电缆捆扎不可以超过两层;

②捆成一束的电缆超过6根敷设时, 由于电缆周围的空气不能自由循环需要考虑电流衰减系数,超过12根的电缆捆成一束时,应根据束中的各个电缆的种类及用途进行特别的考虑。

2)船厂现场施工要领。

①电缆直径不小于30 mm的只能敷设一层；

②电缆直径小于30 mm可以敷设两层，电缆直径较粗(一般大于20 mm)时，单层不超过6根；

表1 通过径路符号01的电缆信息清单

③一般不考虑敷设三层，但如敷设三层时电缆总厚度不能大于40 mm；

④同一束电缆的宽度不可以超过200 mm；

⑤两束电缆的间隔应至少大于两束电缆中最大电缆的直径。

3 根据电缆数据决定电路宽幅

首先简单按照上述标准中的电缆直径不小于30 mm的铺设一层；电缆直径小于30 mm的铺设两层, 对图1中的01径路的电缆进行排列作图分析，得出最为紧密的一种情况，具体见图2。

图2 根据设计基准，电缆排布示意

从图2中看,将上一层任何一根电缆移到下一层将导致总宽幅增加,将下一层电缆上移减少宽幅不可能;此外粗电缆排在下层较符合现实,实际工人在将线敷设在桥架上时尽量不会将细线排列在底层而将粗线放在上层，因为那样不利于捆扎。

通过简单排列,如要将01径路的电缆合理地排列在电路桥架上(不考虑捆扎等因素),至少也应该是如图2所示,将下层全部电缆的直径相加:

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

考虑通过推导以来得出统一的可操作的计算宽幅的公式。

[经过某径路直径小于30 mm的所有电缆的直径的和]÷2+经过某径路直径大于等于30 mm的所有电缆的直径的和。

具体到表1的01路径，宽幅计算如下：

(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。

通过公式计算出的数值与通过简单图示排列得出的数值相差1 mm,根据船厂一贯的使用实绩，判断该公式是可行的，将上述公式得出的值称为净宽幅，用N来表示。

N=∑d/2+∑D

(1)

式中：d——通过某径路符号的直径小于30 mm的电缆的直径;

D——通过某径路符号的直径大于等于30 mm的电缆的直径。

从图2中实际的电缆排布显示出来的效果可知：N值仅仅是指简单的对电缆进行堆列，未考虑实际工作中的捆扎、排列、间隔距离等问题。

N值未考虑实际工作中的捆扎，直接作为实际选择电路的参考依据会有问题。因此要考虑在N值的基础上得出具有可供实际操作的电缆宽幅确认方法。

依然根据上述的设计标准，将它分为两束，根据两扎电缆间距应至少保持在这两束电缆中的最大的电缆的直径以上的要求，依然是按照最为紧密的情况下分两束进行排列,得出图3所示电缆布设状态，可以得到电路桥架宽度最小应为299.4 mm,该值是N值的1.14倍。

图3 考虑到捆扎及束与束间的距离，电缆排布示意

在不考虑电缆桥架上有其它电缆追加布设的情况下，根据N值的1.14倍选取电路桥架宽度可以保证在最大限度节约桥架材料的基础上对电缆进行有条理的敷设,且能保证电缆的捆扎。

考虑到误差及设计实际经验,设计人员将1.14这一系数修正为1.2。1.2N值是必须保证的最小宽幅值。根据船厂多年经验，比以上系数还小的状况则难以满足设计标准及不具备现场的可操作性。

实际上由于考虑到后期现场实际作业的不确定性,设计人员必须考虑同样的上述电缆在合理敷设的情况下可能出现最大宽幅。很明显，在满足相关标准的基础上，将较大直径的电缆(直径大于等于20 mm)平敷在桥架上，从其结果应可得出最大宽幅，依然是按照最为紧密的情况下分两束进行排列,得出电缆布设状态见图4。

图4 考虑到现场实际作业和不确定性，排列出最大的宽幅电缆排布示意

从图4可以得出最大宽幅为364.0 mm，用此值减去最小宽幅299.4 mm,差值为64.6 mm。设计人员考虑到误差并结合多年经验将差值修正为70 mm。根据最大宽幅选取的电路可以在满足标准的前提下提高现场施工人员施工的便利性,无须特别在意电缆捆扎组合,同时保证了电路桥架上的敷设余量。因此将上述方法得出的值称为总宽幅值，用G来表示。

G=1.2N+70

(2)

4 结论

G值可为后续选择电缆桥架提供数据基础。一般船厂的桥架的规格均是标准的，设计者应选择最接近并大于G值宽幅的桥架。实际作业时，在受空间限制及电缆确定的情况下也可以不考虑余量,直接根据1.2N值来选择。设计者需要根据现场实际情况灵活运用统计的电缆数据选择既可以保证电缆敷设施工又最经济的电缆桥架。