刘爽 毕建骄
大连中远海运重工有限公司 辽宁大连 116000
摘要:电缆及电气设备安装的质量是海洋平台电气工程中需要重点关注的问题。鉴于钻丼平台的建造规范与船舶规范有较大的差异,本文分析了海工平台电缆及电气设备安装。
关键词:电缆敷设,电气安装
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。
一、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。
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。
二、电缆敷设
1.电缆敷设的基本要求。电缆敷设的线路应尽可能平直和易于维修,主干电缆暗式敷设时,敷设路劲上的封闭板必须便于开启。不应在电缆上喷涂泡沫塑料等隔热材料。
重要或应急电力、照明、船内通讯或者信号电缆应尽量远离厨房等高度失火危险的处所,除非该设备在这类处所。电缆敷设时应与甲板、舱壁、油舱以及各种管子离开足够的距离,变频及电力电缆与低压控制电缆尽量远离敷设,不允许同束敷设,除非该路径是至设备的最后分支。本安电缆和非本安电缆按规范要求需要分开敷设,这里的分开最好是分电缆托架,如需要经过拖链,也需要分束,且间距不能小于50mm。主应照明配电板至主应照明分电箱之间的电缆应尽可能远离敷设,防止失火时同时损失这两种照明。对于单芯电缆的使用,在满足规范的前提下,尽量满足如下要求:(1)单根单芯电缆周围不能有磁路,成组敷设的单线电缆之间不能有磁性材料;(2)在一束电缆内每一组三相配电系统的电缆须包含3 6 0°电相位角;(3)为了使三相电路在一些角度上阻抗值相等,尽量使电缆承品字型排列,且每隔1 5米换位一次;(4)单芯电缆组成的三相电缆穿过贯穿件时,三相的电缆必须在同一个贯穿件内,贯穿件内用于分隔单
芯电缆的垫板必须用非磁性材料。
2.电缆的紧固。电缆紧固后不应有任何松动,也不应使电缆产生有害的变形或受到损害,紧固好的电缆平直整齐。其紧固件和附件均应坚固,接触电缆的表面应无毛刺和锐边,以免破坏电缆。注意事项有,不得在水密舱壁、甲板等有水密要求的处所直接钻孔,用螺钉紧固电缆。
3.电缆贯穿隔舱壁、甲板及防火隔堵。当电缆穿过非水密舱壁或者船体结构时,单根电缆可用尼龙圈予以保护;多根电缆,可采用加装电缆框予以保护。当电缆贯穿水密舱壁或甲板时,可采用单独水密填料函或用能装载多根电缆的水密填料函,完工以后必须保持隔舱壁或甲板的水密完整性。当电缆贯穿有防火要求的舱壁和甲板时,应保证不会削弱甲板和舱壁的防火完整性。当电缆穿过防火隔堵时,应设置电缆防火填料函或填料盒,其防火性能应与电缆所贯穿的舱壁相一致以上防火贯穿装置都要经过船级社认可。
4.电缆在金属管子或管道内敷设。管道或电缆槽内壁应光滑无毛刺,端部应无锐边和快口,以免损坏电缆护套,管子或管道的内载面积和弯曲半径,应允许其所容纳的电缆容易拉进拉出,且管子或者管道的弯曲半径应保证穿电缆的弯曲半径不小于允许值。穿管系数(电缆外径面积的总和与管子和管道或电缆槽内截面积之比)不应大于0.4。
5.电磁兼容对电缆敷设的要求。凡航行设备的电缆和进入无线电室的所有电缆均应连续屏蔽,且应可靠接地。
三、电气设备的安装
电气设备安装时要考虑操作和维修空间,舱壁的封闭板内一般不安装电气设备。同时,设备安装不应破坏舱壁或甲板原有的防护性能和强度,不应安装在船舶外板上和双层底上,若电气设备在贴近油舱、水舱、双层底等外壁表面安装时,则设备与此类舱壁表面之间至少应有50mm的距离,还须安装加强复板,但电阻、加热器和其他在工作中能产生高温的电气设备禁止安装。电缆接线盒按如下要求布置:(1)接线盒要符合其安装位置的要求,如防爆区的防爆要求、水密或防水区的水密要求等。接线盒的安装位置要便于检修(2)对于低压系统,每个电压等级要设置相对应的 接线盒,或者在同一接线盒内设物理隔离。应急回路 和正常回路不能共用一个接线盒;(3)控制和报警回路的接线盒要和电力回路分开设 置 ,接到接线盒的电缆需要固定扎牢,确保导体不受 压力影响。在易燃、易爆舱室如蓄电池间、油漆间等处所, 除该处必须的防爆设备以外,不应安装其他的电气设 备,同时防爆电气设备的类型和等级应满足该处所的 防爆等级要求。为了保持美观,相邻安装的设备其箱体尽量保持 平齐,同一舱室及相邻安装的照明附具的安装高度应 尽量一致。电气设备外壳的防护形式应符合船级社规定的防 护等级的最低要求,且不应安装在靠近或者下于管路 法兰、阀、接头或者其他管路设备,除非该电气设备 的防护等级大于I P 5 6 ,也不应直接安装在空调风管或其他通风管路下面以避免水凝,如果不可避免,需要 采取措施避免水凝。易于产生电弧的设备须自通风或 者安装在有通风的舱室以避免积聚的可燃气体、酸性 气体和油雾。
本文初步对电气专业电缆和电气设备的安装工艺 进行了研宄,很大部分是根据实际经验的积累,通过 和船级社、验船师的交流,以及对规范等的研宄而得 出的具体操作流程。
参考文献:
[1] 李国 . 浅谈海洋平台电缆的选择与安装要求 [S]. 2018(1).
[2]秦科 . 海洋石油平台电缆穿舱件选型设计 [J]. 2018.