船舶机械设备中电气防护设计及应用

魏智娟

（舟山中远海运重工有限公司，浙江 舟山 316107）

0 引言

船舶在建造时，为保证一般施工进度，电气设备应尽快放入船舱内，从设备引入船舱到开始系泊试验应有一段时间[1]。此时设备处于比较恶劣的环境中，如潮湿、烟雾等，一旦防护不当，就会缩短寿命，甚至直接导致设备报废。

1 船舶对电气设备的基本要求

1.1 安全性

设备在运行过程中最重要的是安全、稳定、可靠，所以船舶电气设备中需要安装安全检测装置，通过安全检测装置来监测危险性物质。制造电气设备的材料需要具有防火功能，设备周围更要安装灭火器等设备。

1.2 应急设备

应急照明灯是船舶电气系统中的必备装备，船舶各个角落、通道等部位都要安装应急照明设备，同时要醒目的做好标记。应急报警设备作为必备装置，其控制器要放在醒目的地方，并在附近张贴操作说明书，一旦出现危险，让逃生人员明确控制器并掌握操作方法。应急设备的防护等级必须达到国际标准。

1.3 绝缘接地

为了安全，电气设备要提高绝缘与接地传导性能。在线缆表面等处需要有项目的绝缘设备检测，同时需要达到公认标准。采取点设备需要有接地措施，避免潜在危险，接地需要达到国家标准。

1.4 电线

铺设电线时需要充分考虑到一些区域的危险性，若这些危险区域无法避开，则不能破坏危险区域的稳定性、安全性和完整性。

2 船舶电气生产设计概述

2.1 电气设计理念

电气制造工程主要是指在详细设计的基础上，将相关设计、技术、规划、质量和生产管理数据综合反映在电气安装图纸和控制图中。工艺步骤也可与其他学科协调，作为电气装置施工的指导依据，使现场人员按图纸施工，管理人员按图纸进行准备[2]。

2.2 设计关联性

电气生产设计与船舶设计的各专业之间有着密切联系。与技术设计相比，生产设计有所不同，要想科学合理地布置电气设备和布线，不仅要掌握电气设计图和相关资料，还要学习机柜、配电图等专业图纸。

3 船舶电气生产设计要点

3.1 设备基座的安装图纸

1）设备的安装不能阻碍其他相邻设备的操作及维修，同时对通道也不能产生任何影响。

2）电气设备不应安装在靠近油箱壁等外表面。如需安装，必须在物体底座的拐角和舱壁之间安装垫片。

3）当设备位于侧面时，安装角不能直接焊接到船体外壳上，但可以将船体纵骨之间的焊接角视为一个支点。

4）设备放置在过道时，必须考虑到移动的问题，在正常磨焊工作的基础上，支撑腿可以尽量短。

5）对于壁挂式设备，应根据其实际重量选择底座：5 kg以下的设备可以选择小底座，5 kg以上的设备可以选择中型底座。根据设备重量和不同形状选择不同的底座形状，以确保强度和美观[3]。

6）如果要避免密封板舱内的密封板损坏，可以将底座安装到密封板上，用不粘螺母密封安装孔，连接固定密封板外的设备。

3.2 电缆导架的安装图

1）电缆导架之间间距不能高于300 mm。

2）丁字路口电缆导架的布置，交叉处需要留出100 mm。

3）穿过电缆线路时，容易受到机械损伤，或穿过防爆区时，需要将电缆敷设在管道内，电缆的穿透系数不能超过40%[4]。

3.3 电缆开孔图

电缆必须穿过船体结构，以便正确布置电缆并利用驾驶室空间。横梁是保证船体结构强度的最重要元素，因此对横梁上的开孔提出了很高的要求。

户外设备的电缆孔还要考虑底座的形状和电缆进线的空间，如果空间较窄，在防火防水条件下可穿入200 mm，或特殊穿入150 mm，因此可以使用[5]。

3.4 电气设备接地

电气设备接地需要使用专用的接地导体接地，也可以把箱子底脚与船体永久性钢制构件与船体相焊接的底座、支架进行连接。接地线的长度尽可能短，严禁使用裸线，需要使用两端皆由电缆冷压接头的专用接地导体。

电气设备箱子底脚与船体相焊接底座直接连接方法如图1所示：使用砂纸及锉刀消除设备接地点和接地柱等家出面的油污等，不仅要将金属光泽暴露出来更要保证平整度；垫总厚度＞0.5 mm，要大过设备底脚接触面积的锡箔片，通过锡箔片发挥出增加接触面积的作用等；分别用平垫圈、弹簧垫圈或者锁紧螺母进行紧固，保证牢固可靠。

图1 电气设备接地

3.5 编制电缆表册

为减轻劳动强度，提高铺设电缆的速度，提高生产效率，电缆手册的编制尤为重要。船用电缆的敷设分为干线和支线两部分,穿过甲板或水密舱壁的电缆是干线电缆，其余电缆是本地电缆。

1）主干电缆表册。编制干线电缆清单首先要进行区域划分，和方向几乎一致的电缆组成一个组。起点和终点都在同一个甲板上，在同一个水密舱壁上，同时要详细标明电缆从哪里来，到哪里去，以及电缆的代号、型号等信息。电缆敷设顺序的原则是从下到上，从前到右，对于大型船舶，由于电缆的长度会很大，所以必须在两端穿上，所以不仅要敷设电缆，必须直接编程，在其对面的中间位置打标，同时也要在通道中间设置一个停止点，从两端进行铺设。

2）局部电缆表册。在同一区域敷设电缆是本地电缆，本地电缆具有长度短、规格多等特点。因此，为了节省工作时间，减少不必要的电缆浪费，通常不进行一次切割工序，使用卷材现场铺设、现场切割。

3.6 编制电气舾装件的制造表册

1）电缆支撑件。电缆支架包括导缆器和弯带，导缆器分为组合式和单根式，有吊装式和壁饰式2种，每艘船所需数量和安装面积都有详细记录。

2）电缆贯穿件。电缆穿线按形式可分为加强型和普通型2种，按功能分为紧型和漏型。

3）电气设备基座。中小型底座通常使用标准底座，为了方便现场施工，提高生产效率，中小型底座都是支架类型，支架类型的优点是可以一次成型，现场随时成型。大型着陆底座是专门绘制的，船体设计在结构强度问题上必须留给船体。

3.7 编制电气舾装件托盘的管理表册

托盘管理表专为现场管理准备，按区域或分段统计所有电装工装零件，方便制造商和管理人员。

4 电气防护措施

4.1 增加设备工程设计余量

在进行设备设计时，必须注意电气设备的保护特性，电气设备的电气间隙和爬电距离必须在最低标准以上。电气间隙和爬电距离可以相应增加，即使是少量灰尘也可以进入设备，由此产生的营销量也很小，设备外壳的防护等级不能低于工作环境的实际要求。

4.2 加强设备进舱的管理

船舶在建造的过程中，电气设备进舱可以安排到分段合拢前的最后阶段，这样做可以让设备不必处在恶劣的环境中。电气设备在准备进舱时，确保现场的光照，能见度要高，躲避开降水等不良天气，若是躲避不开，则需要做好防水处理。起吊时，起重装置必须严格按照设备标示的起吊部位进行捆扎，严禁擅自改变捆扎带的位置。设备上船后必须立即安装，不得随意放置，如不能立即安装，必须妥善保管，以防损坏和丢失，移动设备时禁止拖拽超时。

4.3 制定设备防护等级与措施

根据电气设备的价值、修复难度、可能损害程度分为一级防护、二级防护、三级防护。一级保护设备包括发电机组、电站监控站等大型设备，以上设备价值高，具有检测、控制等功能，电子元件很多，不仅容易损坏，而且难以修复。二级保护设备是中型设备，比如各种信号的变压器、信号箱等，以上设备的功能比较简单，结构原理也很简单，维修复杂度不是很大。三级保护设备是一种小型设备，比如接线盒，以上设备结构非常简单，故障率相对较低，维修起来也比较容易。

1）一级防护。表面先用薄膜处理，然后用防火防污保护材料覆盖。对于内部装有精密仪器的设备，需要使用防护材料覆盖精密仪器的通风散热孔，以防止灰尘等异物损坏仪器，外面覆盖着定制的铁壳。设备制造商电气接线的各种检查窗和零件可单独制成可拆卸门，然后将保护材料盖底部的孔拧紧，实现全封闭严密保护。液晶显示屏等易碎的元件要选择硬质盖板将其包覆起来，同时做好标记。箱式、柜式、台式电气设备的四周与边角需要使用PE条将其保护起来。超出设备本体最大尺寸100 mm范围内需要设置警戒线，严禁随意靠近。针对内部极为精密的零部件或者模块，在条件允许时将其拆卸下来保存。

2）二级防护。一般是在设备的表面贴上保护膜，然后用防火防污的材料进行保护，外面再加用铁皮罩。

3）三级防护。一般采用防火防污保护材料。

4.4 改善舱室环境

加强舱室通风控制和温湿度控制，特别是打磨会产生大量扬尘的施工作业，要认真协调工作，检查周边电气设备的保护情况。在开始工作之前，必要时可以加强防护，在施工过程中强化通风，以免灰尘蔓延。施工完成后做好清洁、检查。

4.5 定期维修保养

定期进行防护安全检查，及时发现问题，一旦有问题及时清除修补，以免情况变得越来越严重。贴装设备防护标识牌，确定责任人，保证防护、保养记录的精准程度。

5 电气设备防护思考

5.1 加强企业顶层设计

建立健全电气设备保护规章制度，优化设备保护，制定标准电气设备保护操作规程，提高电气设备保护效率。落实责任分工，按照“谁建，谁保护”的原则，确定保护责任人。此外，与关键设备建立主文件，认真检查安装调试等各个环节，把控全过程，确保质量。

5.2 重视电气设备防护监管环节

对以往有效电气设备防护监管措施进行分析、总结，确保设备防护落实到位，提高设备防护有效性。建立电气设备防护讲评制度，通过例会讲解电气设备的防护措施，并指出防护不到位的情况，提出整改措施。让全员参与到电气防护中，并做到奖罚分明，让电气设备防护工作落到实处。

5.3 提高施工人员电气设备防护技能

对施工人员进行业务培训，电气设备的保护至关重要，因为施工人员需要掌握保护设备的技能，提高设备保护操作水平。 施工人员可根据船舶电气设备和保护点的实际情况进行保护工作，不断积累电气设备保护经验，提高电气保护技能，确保电气设备得到有效保护。

6 结语

在造船过程中，电气设备的保护是一项极其重要的工作。本文提出相关电气的防护措施，列举出精细化的设备防护等级且划分具体防护措施，保证电气防护工作落实到位，确保船舶建造及航行安全。