浅谈海洋平台电缆的选择与安装要求

冯相阁，李兰芳，徐 胜

（深圳市惠尔凯博海洋工程有限公司, 深圳 518067）

1 前言

电缆是海洋平台的重要组成部分，电缆的质量直接影响到平台电力系统﹑仪表控制系统及通讯系统是否能够正常﹑安全地工作。海洋平台使用的电缆一般分为电力电缆﹑仪表电缆和通讯电缆，是电力及信号的传输载体，通过电缆的连接使得平台上各系统设备构成一套完整的系统。本文主要阐述电缆的选择﹑固定﹑电缆的机械保护以及电缆敷设的工艺要求等方面的要求，以求通过提高电缆的质量进而提高海洋平台电力及控制系统的可靠性，为后续项目的建造奠定良好的基础。

2 海洋平台电缆的选择

（1）所有的电缆应满足IEEE - 45﹑IEC 332-3 类‘A’﹑IEC 331（在适用处）以及船级社的相关标准和规范要求，取得船级社认可的产品证书；

（2）电缆的选择应能适用于海洋环境，一般应采用低烟﹑无卤﹑阻燃电缆。线芯长期允许工作温度不低于95 ℃，额定电压不低于设备长期工作电压；电力电缆的电压等级须与系统额定电压相匹配，仪表﹑控制电缆的电压等级通常为250 V；

（3）电缆截面积的选择是由多种因素决定的，主要应注意以下几个方面：

① 电缆的额定载流量应基于环境温度为45 ℃时负载实际电流的1.2倍进行考虑，不同规格电缆的额定载流量可参照IEC 60092中的规定；

② 当电缆在正常工作条件下承载最大电流时，从配电板汇流排到设备终端的电压降一般应不超过额定电压的6%；对于电压不超过50 V的线路电压降应不超过额定电压的10%；

③ 电缆在托架上通常以电缆束的形式固定，对于同时工作且周围无空气自由循环的六根以上的电缆束中的电流的额定电缆应乘以0.85 的校正系数；电缆所能承载的最大连续负载电流，应不超过该电缆经过校正系数校正后的标称电流；

④ 通常情况下，电力电缆的截面积不应小于1.5 mm2，照明及控制电缆的截面积不应小于1 mm2；但在危险区内的照明电缆截面积应不小于1.5 mm2，仪表及通讯电缆的截面积不应小于0.75 mm2；

（4）敷设在露天区域﹑机械处所以及可能出现水汽﹑凝结水或其它有害蒸气的处所的电缆，均应具有金属不透性护套（铜﹑铅合金）或非金属不透性护套（聚氯乙烯﹑氯丁橡胶﹑交联聚乙烯等），护套应满足环境条件的要求；

（5）部分应急系统要求在火灾工况下仍能继续工作，要求电缆也应能承受一段时间火灾的侵袭。图1是应急电力系统设备电缆类型示例，其中实线为耐火电缆，虚线为阻燃电缆；

图1 应急配电系统电缆类型示例

（6）除本质安全性回路电缆外，经过危险区域的电缆应为铠装电缆；

（7）当交流电力系统采用单芯电缆且线路电流超过20A时，电缆应为非铠装的或采用非磁性材料铠装；

（8）对于仪表主干线路中使用多对仪表电缆，选择时应考虑预留适当的余量，通常每四对线芯应预留一对线芯作为备用；

（9）暴露于泥浆区域或泥浆可以溅射到的电缆的外护套应具有防泥浆功能，应符合NEK606规范；

（10）对于部分使用过程中需要移动或者弯折的电缆应采用软电缆，例如升降设备的电缆﹑可移动电动工具的电缆等；

（11）所有电缆地线﹑设备接地线应以黄绿相间颜色辨识，且截面积不得小于4 mm2及满足有关规范和厂家的要求。

3 海洋平台电缆的敷设

3.1 电缆的固定

（1）电缆应紧固牢靠，避免由于平台摇晃或振动等原因损伤电缆，电缆在紧固过程中不应造成电缆的变形和损伤；

（2）电缆敷设在托架或者马脚之上再通过电缆扎带进行固定，电缆扎带的间距一般不应超过300 mm；水平敷设在托架上电缆扎带的间距可适当放大，但不应超过600 mm。不同规格电缆固定扎带的间距见表1：

表1 不同外径电缆的支承件要求

（3）穿过舱壁﹑甲板等位置的穿舱件不能作为受力点来支承电缆，需通过设置在穿舱件两侧支承件进行支承，且两侧支承件与穿舱件的距离不应超过300 mm；

（4）电缆进入配电箱等设备时需设置电缆填料函，电缆填料函与相邻支承件的距离不应超过350 mm。

3.2 电缆的机械保护

（1）电缆应尽量避免敷设在贮藏室﹑甲板面﹑舱底花钢板以下等易受机械损伤的场所，当受现场条件限制无法避免时，在电缆上方应设置电缆护罩或通过电缆管等措施加以保护。甲板面上的电缆护罩的厚度不应小于3 mm，且需进行防腐蚀处理；

（2）电缆的敷设路径应远离可动或可拆的部位以及用于检修用的舱口盖区域，避免活动件移动或设备检修吊装作业时损伤电缆。当受现场条件限制无法避免时，在电缆上方应设置电缆护罩或通过电缆管等措施加以保护；

（3）电缆穿过甲板时应采用金属电缆管﹑电缆盒﹑电缆围板或防踢管等加以保护，穿过保护管的电缆外径的截面积之和与保护管内截面积之比应不大于0.4，但保护管内只有单根电缆除外；防踢管一般用于单根电缆穿甲板，上端设置鹅颈管及电缆填料函，下端直接焊接到甲板上，防踢管的高度一般不小于250 mm；

（4）电缆在金属管或管道内敷设时，金属管和管道的弯曲半径应保证电缆的弯曲半径不小于表2的允许值；外径大于63 mm的金属管和管道，其弯曲半径应不小于金属管和管道外径的2倍。

3.3 电缆敷设的工艺要求

（1）电缆敷设应尽可能平直，若实际情况不可避免产生弯曲时，应注意将弯曲半径控制在允许的范围内（见表2）;

表2 固定敷设的电缆最小弯曲内半径

（2）生活区内的电缆尽可能在天花板或墙壁封板内暗式敷设，受现场局限无法做到暗式敷设时，应将电缆敷设在专用的电缆槽内；敷设在天花板上的主干电缆线路，需设置便于拆卸的维修通道或采用可拆形式的天花板，以便后期维修；

（3）电缆贯穿件一般应采用圆形或椭圆形，严禁在船体结构应力集中区域开孔，在超过规范允许开孔的位置或开孔尺寸时，应采取相应的结构补强措施；甲板上的开孔应将其长轴尽量沿首尾线方向布置，以保证在相同的面积情况下减少沿船宽方向的开孔宽度；

（4）电缆的敷设路径应远离锅炉﹑热管﹑电阻器等热源，避免将电缆平行敷设于蒸汽管等发热管的上方；当电缆线路与蒸汽管或排气管水平平行敷设时，电缆与蒸汽管或排气管的隔热层的间距应大于100 mm；当电缆与蒸汽管或排气管交叉敷设时，电缆与蒸汽管或排气管的隔热层的间距应大于80 mm，否则应采取隔热措施；

（5）用于重要设备或应急动力设备﹑应急照明以及应急状态下使用的通信或信号电缆，应远离厨房﹑洗衣间﹑机器处所等高失火危险的处所，但设备本身电缆除外；

（6）电缆的敷设路径不应穿过水舱﹑油舱等舱室以及尽量远离有潮气或凝结水的场所（例如舱底花钢板以下），如果因施工工艺或设备布置的原因无法避免的情况下，应将电缆敷设在金属保护管内。保护管穿出花钢板两端时一般应高出花钢板200 mm以上，并用填料函或嵌塞填料密封，金属保护管的最低处应设置泄水孔；

（7）对于带有钻井功能或泥浆处理功能的平台，位于泥浆区域的电缆应避免泥浆溅射，除采用防泥浆的电缆外，还应采取相应的保护措施；

（8）发电机组﹑空压机等大型设备的维修需要利用舱室顶部的航吊梁进行吊装，因此在设备的上方以及所有舱室航吊梁路径的下方不得敷设电缆；

（9）无线电天线设备﹑磁罗经等设备的区域存在较强的电磁干扰，其它无关系统的电缆应尽量远离；

（10）电缆穿过水密隔舱壁﹑甲板或舱室时，应通过穿舱件以保持该处的原有防火﹑防水﹑隔音和强度等各方面的性能，所有穿舱件应留有适当的余量；仪表电缆﹑通讯电缆穿舱件应单独设置，不能与电力电缆共用；

（11）电缆托架上的电缆宜分层﹑成束敷设，应注意如下几个方面的问题：

① 电缆束的横截面宜敷设成梯形或矩形，梯形或矩形的宽度一般为150～200 mm﹑高度应尽可能小；对于槽型电缆托架，电缆的高度不应超出电缆托架侧边的范围；

② 动力电缆成束敷设时应尽量不超过两层，仪表电缆及通信电缆成束敷设时应尽量不超过三层；

③ 成束敷设电缆用的电缆托架应尽量不多于三层，上下层电缆托架间的垂直距离考虑电缆之间的干扰并便于电缆的安装，电缆托架上各电缆束之间的间距应大于最大电缆的直径；布置多层电缆托架时，电缆应按照电压等级由高到低的原则敷设，电压等级最高的电缆应布置在最上层托架上；

④ 不同电压等级的电缆﹑导体最高工作温度不同的电缆﹑不同护套或外护层的电缆不应敷设在一起；

⑤ 动力电缆﹑信号电缆及本质安全电路电缆应分束敷设，间距应满足设备制造厂对电缆的敷设要求，尤其注意电力电缆对仪表电缆及通讯电缆的电磁干扰，其中本质安全电路电缆与其他电缆的最小距离应为50 mm；电缆的屏蔽层应严格按照要求在两端可靠接地；

（12）部分重要设备两路独立供电的电缆，或者具有双套设备且互为备用的重要设备的双套系统的供电及控制用电缆，应在水平及垂直方向尽量远离；

（13）交流电力系统单芯电缆的敷设，应注意以下几个方面的问题：

① 交流电力系统中不同相的单芯电缆应按品字形敷设，属于同一线路的电缆应敷设在相同的管子﹑管道或电缆槽内；

② 构成交流电力系统电路的多根单芯电缆应尽量相互紧贴敷设，电缆支架内不应存在磁性材料，且相邻电缆外护层之间的间隙不应大于单根电缆的直径；

③ 单芯电缆穿越舱壁﹑甲板或进入金属箱体时，应将统一电路中各相的所有单芯电缆穿过穿舱件同一个电缆框内。单芯电缆在穿过各种类型的穿舱件时应确保电缆之间的垫板都须为非磁性材料，避免因为涡流现象导致的发热；

④ 若线路中的每一相有多根单芯电缆并联使用时，所有电缆的敷设路径应相同，而且为了防止产生涡流现象及电流分配不均，各相的电缆应交错排列。单芯电缆并联使用的排列次序见表3。

表3 单芯电缆并联使用的排列次序

4 总结

本文总结了海洋平台电缆的选择和安装的一些要求，主要是对电缆的选择﹑固定﹑电缆的机械保护以及电缆敷设的工艺做了详细的介绍，希望本文能为后续项目中电缆的选择和敷设提供借鉴，提高海洋平台项目中电缆的质量，进而保证海洋平台电力系统﹑控制系统﹑通讯系统能够安全可靠的运行。