船舶电缆贯穿件在船舶设计中的应用

麻杨阳

（招商局工业集团南京金陵船厂有限公司技术中心，南京 210015）

0 引言

现代船舶对电的要求越来越高，高效力的电力传输，电气自动化程度的高度集成，不管是电力或者是控制信号，这些都需要通过电缆去传递，电缆的敷设在船舶建造中的作用不可忽视。

电缆在船上敷设，必然会通过很多船体的舱壁、甲板、横梁、纵骨以及防火区域和危险区域，电缆在通过这些地方时需要用到电缆贯穿件。从功能上分，电缆贯穿件可以分为不防火、防火及防爆贯穿件；从隔堵形式分，可以分为灌堵形和模块化隔堵等。结合实际工作经验，介绍常见电缆贯穿件的选用方法。

1 普通型电缆贯穿件

普通型的电缆贯穿件是在电缆需要穿过一道普通的舱壁的情况下，不涉及防水、防火、防爆要求，也不涉及破坏舱壁的气密和水密性能，比如穿过船体的横梁，这种情况下可以选用不防火的电缆贯穿件。这种形式的电缆贯穿件一般用钢板制成，长度一般选用80 mm～100 mm，厚度选用8 mm（见图1），内部贯通空间可以根据穿过电缆的数量不同而不同，但是为了制作的方便，一般采用固定的几种规格，对应于不同宽度、不同层数的电缆托架，这样做既有利于电缆贯穿件的批量制作和库存的管理，也有利于现场施工。在一些船体特殊结构的地方或是空间狭小的位置可以根据实际情况制作特殊尺寸的电缆贯穿件满足电缆敷设的要求。这种形式的电缆贯穿件在船上使用得最多，灵活方便，成本最低。

图1 普通型贯穿件（单位：mm）

2 防火型电缆贯穿件

电缆在贯穿舱壁[1]甲板的时候，可能破坏船体结构原来的防护的完整性，比如气密性、水密性、防火性等，一旦船舶发生险情，后果十分严重。直接威胁到船舶的安全。所以船舶的防火安全是船舶航行安全的重要组成部分之一，防火安全分隔相对陆地民用设备要严格得多，为使船舶的某一区域或舱室发生火灾时不致影响或蔓延至其他区域或舱室，当电缆需要穿过防火舱壁的，贯穿件的重要指标之一就是不能破坏原有舱壁的整体性和防火性能，为了满足要求，电缆贯穿件需要隔堵处理。采用船级社认可的防火堵料将电缆贯穿件填满，保证不破坏舱壁原有的防火性。

一般来说船舶的防火等级划分为：A60、A30、A15、A0和 B15、B0这些等级。字母代表不同的材质，后面的数字越高，表示防火等级越高。舱壁和甲板的防火等级可以通过船级社退审的防火控制图进行查看。为了保证现场材料的统一和物料管理的便捷，方便现场施工，可以考虑统一按照最高的A60防火级别处理。防火的电缆贯穿件一般采用钢板制作，尺寸和非防火贯穿件一样有标准的数个规格，但是防火贯穿件的长度比非防火贯穿件要长，一般要求达到200 mm以上。同时上面有2个小孔分别用于堵料的灌堵和透气用（见图2）。这种贯穿件在布置的时候需要注意不能距离顶上的甲板太近，否则后期灌堵电缆的时候堵料没有足够的空间从上方的灌堵孔倒入电缆贯穿件内。

图2 防火型贯穿件（单位：mm）

一般防火贯穿件除了能达到防火的要求外，还可以起到气密和水密的作用。此类贯穿件在船上应用较多，成本相对较高，防火效果能满足要求，但是灌堵完成后如果需要增补电缆就会非常麻烦，需要将原有的堵料敲掉，然后敷设增加的电缆，再将电缆贯穿件灌堵起来。曾经在工作中遇到过一次这样的情况，在船舶建造即将结束时，船东要求增加一根从驾驶室到艏部的备用电缆，此时电缆通道的贯穿件都已经隔堵完毕，不得不选择在主通道旁重新增开一路小的电缆管，涉及大面积的电焊作业及油漆作业。下面要说到的第三种模块化的隔堵方式就很好地解决这个问题。

3 可拆式模块型贯穿件

当电缆需要通过封闭的危险区域时，根据要求，要能满足防爆要求、带防爆证书的电缆贯穿件。现在较为广泛使用的防爆贯穿件是可拆式模块化的贯穿件[2]，船厂一般采用较多的是 ROXTEC、MCT等厂家的产品。这些厂家的产品都已通过各大船级社的认证。

可拆式模块化的电缆贯穿件有使用方便，便于拆卸，后期增加电缆简单的特点。这种电缆贯穿件由电缆框、紧固装置、电缆模块和盲块组成。模块和电缆框可以自由组合，实用性强，不同直径的电缆选用不同规格的电缆模块，而且可以很好地将穿过同一个电缆贯穿件的电缆进行合理分割。对于贯穿件没有利用的空间采用盲块隔堵。

以 ROXTEC的电缆密封件为例，介绍可拆式模块化电缆贯穿件。ROXTEC的电缆贯穿件由模块、框架和附件组成。常用的框架形式有 RS型、R型和S型。RS为走单根电缆，S型和R型为多根电缆设计。ROXTEC是多径技术的密封系统，可以密封不同直径的电缆。操作方法很简单，只需要剥去模块中配置的多余芯层，与电缆相匹配即可。不同规格的模块，可以密封直径为3.5 mm～99 mm多种规格的电缆。这种模块在紧固后可以起到防水、防火、防气体、防尘埃和防电磁干扰的作用。因为这种电缆贯穿件在普通货船上使用频率不是很高，且形式较为多样，所以很多设计人员不能准确地选用合适的电缆框。这里可以使用厂家提供的容量计算软件来计算需要什么样的电缆框，使用前需要预估有多少电缆要穿过当前计算的电缆贯穿件，以及电缆的规格，将电缆的数量和规格输入到软件的表格中，然后选择认为合适的 ROX样式就可以在软件中查看选用的此贯穿件是否合适。如果选用型号太小，则电缆不够走；选用的型号太大也不合适，利用率不高，浪费严重，进口的电缆贯穿件价格都比较昂贵。一般会选用利用率在85%～90%的框架，既能充分利用又能保证后期增加的电缆有路可走（图3）。

图3 模块型贯穿件

这种可拆式模块化的电缆贯穿件除了优秀的防爆效性能外，其防火效果也很好，其耐火性能达到法规要求的A60级。按前文所述，灌堵式的防火贯穿件有一个很明显的缺点，就是后期需要增加电缆时非常麻烦。在这个问题上，可拆式模块化的电缆贯穿件给出了很好的解决方案。在对可拆式模块化的电缆贯穿件进行选型时一般会留有10%左右的余量安置盲块，一旦后期因为建造需要增加电缆时，就不需要对原有的电缆框架和已经安装固定好的模块进行拆卸，只需要将合适的盲块替换为需要的电缆模块，将电缆穿过去，拧紧框架的紧固装置即可。

现代化造船的周期越来越短，人力和物力等资源利用效率越来越高，为了缩短船台船坞周期和码头周期，造船企业都不断寻求新的方式来提高生产效率，这种新型可拆式的模块化电缆贯穿耐火密封装置的出现给船舶设计和施工人员带来了很大的便利，设计人员利用它可以根据估算的电缆预留电缆贯穿节点的余量，现场施工人员可以很方便地增减电缆贯穿节点的电缆数量。相比老式的灌注式电缆隔堵，可拆式电缆贯穿耐火密封装置施工时间短，而且不需要凝固等待时间，后续二次施工方便；配套的套管组件可重复利用，可以有效地缩短现场电气施工周期，减少建造过程的物资及能源消耗和污染排放。

这种可拆式模块化的电缆贯穿件的缺点是价格比较昂贵，现阶段国内厂家的同类产品效果不是很好，一般采用国外厂家的产品，如果后期需要大规模增补，需要采购通关报检，在时效上很难保证，可能会耽误生产进度。

现在市场上还有很多其他形式的电缆贯穿方式，比如贯穿件内电缆加套管再打胶类，防火性能也很好，这种电缆贯穿件不需要灌堵孔和透气孔，而是在电缆贯穿件的2端打胶质填充物来隔堵；增加电缆相对于堵料的围板而言方便很多，划破胶质物就可以很轻松地将贯穿件打通，但是增加电缆后重新隔堵，这样不如模块式的便捷。

4 结论

综上所述，不同的电缆贯穿件都有其各自的特点，需要根据电缆贯穿的船体结构的类型来确定电缆贯穿件的选型。

1）对于只需实现基本贯通功能，应该选择价格最低就可以满足要求的非防火型电缆贯穿件。

2）当电缆需要贯穿水密舱壁和防火舱壁时，应该选用满足规范和船级社要求的防火型贯穿件及堵料。

3）当电缆需要通过危险区域时，要选用具有防爆证书的电缆贯穿件，比如可拆式模块化的贯穿件。

这里要强调一下，一定要认真核对产品证书的信息，要了解清楚产品能达到的气密性和水密性，以及产品的使用范围，比如堵料最小和最大的隔堵范围分别是多少，否则容易出现电缆贯穿件太大或太小而不能满足证书的情况，而一般发现这种错误都在后期报检阶段，电缆施工基本结束，会造成非常大的返工量。

对于电缆贯穿件的选择看似简单，但是在真正的实际应用中还是有许多要注意的问题，在满足要求的前提下做到简单和高效，这需要在日常的工作中积累经验。