船舶機(jī)械設(shè)備中電氣防護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

魏智娟

（舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，浙江 舟山 316107）

0 引言

船舶在建造時(shí)，為保證一般施工進(jìn)度，電氣設(shè)備應(yīng)盡快放入船艙內(nèi)，從設(shè)備引入船艙到開始系泊試驗(yàn)應(yīng)有一段時(shí)間[1]。此時(shí)設(shè)備處于比較惡劣的環(huán)境中，如潮濕、煙霧等，一旦防護(hù)不當(dāng)，就會(huì)縮短壽命，甚至直接導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢。

1 船舶對(duì)電氣設(shè)備的基本要求

1.1 安全性

設(shè)備在運(yùn)行過程中最重要的是安全、穩(wěn)定、可靠，所以船舶電氣設(shè)備中需要安裝安全檢測(cè)裝置，通過安全檢測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)性物質(zhì)。制造電氣設(shè)備的材料需要具有防火功能，設(shè)備周圍更要安裝滅火器等設(shè)備。

1.2 應(yīng)急設(shè)備

應(yīng)急照明燈是船舶電氣系統(tǒng)中的必備裝備，船舶各個(gè)角落、通道等部位都要安裝應(yīng)急照明設(shè)備，同時(shí)要醒目的做好標(biāo)記。應(yīng)急報(bào)警設(shè)備作為必備裝置，其控制器要放在醒目的地方，并在附近張貼操作說明書，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)，讓逃生人員明確控制器并掌握操作方法。應(yīng)急設(shè)備的防護(hù)等級(jí)必須達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 絕緣接地

為了安全，電氣設(shè)備要提高絕緣與接地傳導(dǎo)性能。在線纜表面等處需要有項(xiàng)目的絕緣設(shè)備檢測(cè)，同時(shí)需要達(dá)到公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。采取點(diǎn)設(shè)備需要有接地措施，避免潛在危險(xiǎn)，接地需要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 電線

鋪設(shè)電線時(shí)需要充分考慮到一些區(qū)域的危險(xiǎn)性，若這些危險(xiǎn)區(qū)域無法避開，則不能破壞危險(xiǎn)區(qū)域的穩(wěn)定性、安全性和完整性。

2 船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)概述

2.1 電氣設(shè)計(jì)理念

電氣制造工程主要是指在詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將相關(guān)設(shè)計(jì)、技術(shù)、規(guī)劃、質(zhì)量和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)綜合反映在電氣安裝圖紙和控制圖中。工藝步驟也可與其他學(xué)科協(xié)調(diào)，作為電氣裝置施工的指導(dǎo)依據(jù)，使現(xiàn)場(chǎng)人員按圖紙施工，管理人員按圖紙進(jìn)行準(zhǔn)備[2]。

2.2 設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性

電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)與船舶設(shè)計(jì)的各專業(yè)之間有著密切聯(lián)系。與技術(shù)設(shè)計(jì)相比，生產(chǎn)設(shè)計(jì)有所不同，要想科學(xué)合理地布置電氣設(shè)備和布線，不僅要掌握電氣設(shè)計(jì)圖和相關(guān)資料，還要學(xué)習(xí)機(jī)柜、配電圖等專業(yè)圖紙。

3 船舶電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 設(shè)備基座的安裝圖紙

1）設(shè)備的安裝不能阻礙其他相鄰設(shè)備的操作及維修，同時(shí)對(duì)通道也不能產(chǎn)生任何影響。

2）電氣設(shè)備不應(yīng)安裝在靠近油箱壁等外表面。如需安裝，必須在物體底座的拐角和艙壁之間安裝墊片。

3）當(dāng)設(shè)備位于側(cè)面時(shí)，安裝角不能直接焊接到船體外殼上，但可以將船體縱骨之間的焊接角視為一個(gè)支點(diǎn)。

4）設(shè)備放置在過道時(shí)，必須考慮到移動(dòng)的問題，在正常磨焊工作的基礎(chǔ)上，支撐腿可以盡量短。

5）對(duì)于壁掛式設(shè)備，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際重量選擇底座：5 kg以下的設(shè)備可以選擇小底座，5 kg以上的設(shè)備可以選擇中型底座。根據(jù)設(shè)備重量和不同形狀選擇不同的底座形狀，以確保強(qiáng)度和美觀[3]。

6）如果要避免密封板艙內(nèi)的密封板損壞，可以將底座安裝到密封板上，用不粘螺母密封安裝孔，連接固定密封板外的設(shè)備。

3.2 電纜導(dǎo)架的安裝圖

1）電纜導(dǎo)架之間間距不能高于300 mm。

2）丁字路口電纜導(dǎo)架的布置，交叉處需要留出100 mm。

3）穿過電纜線路時(shí)，容易受到機(jī)械損傷，或穿過防爆區(qū)時(shí)，需要將電纜敷設(shè)在管道內(nèi)，電纜的穿透系數(shù)不能超過40%[4]。

3.3 電纜開孔圖

電纜必須穿過船體結(jié)構(gòu)，以便正確布置電纜并利用駕駛室空間。橫梁是保證船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的最重要元素，因此對(duì)橫梁上的開孔提出了很高的要求。

戶外設(shè)備的電纜孔還要考慮底座的形狀和電纜進(jìn)線的空間，如果空間較窄，在防火防水條件下可穿入200 mm，或特殊穿入150 mm，因此可以使用[5]。

3.4 電氣設(shè)備接地

電氣設(shè)備接地需要使用專用的接地導(dǎo)體接地，也可以把箱子底腳與船體永久性鋼制構(gòu)件與船體相焊接的底座、支架進(jìn)行連接。接地線的長(zhǎng)度盡可能短，嚴(yán)禁使用裸線，需要使用兩端皆由電纜冷壓接頭的專用接地導(dǎo)體。

電氣設(shè)備箱子底腳與船體相焊接底座直接連接方法如圖1所示：使用砂紙及銼刀消除設(shè)備接地點(diǎn)和接地柱等家出面的油污等，不僅要將金屬光澤暴露出來更要保證平整度；墊總厚度＞0.5 mm，要大過設(shè)備底腳接觸面積的錫箔片，通過錫箔片發(fā)揮出增加接觸面積的作用等；分別用平墊圈、彈簧墊圈或者鎖緊螺母進(jìn)行緊固，保證牢固可靠。

圖1 電氣設(shè)備接地

3.5 編制電纜表冊(cè)

為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高鋪設(shè)電纜的速度，提高生產(chǎn)效率，電纜手冊(cè)的編制尤為重要。船用電纜的敷設(shè)分為干線和支線兩部分,穿過甲板或水密艙壁的電纜是干線電纜，其余電纜是本地電纜。

1）主干電纜表冊(cè)。編制干線電纜清單首先要進(jìn)行區(qū)域劃分，和方向幾乎一致的電纜組成一個(gè)組。起點(diǎn)和終點(diǎn)都在同一個(gè)甲板上，在同一個(gè)水密艙壁上，同時(shí)要詳細(xì)標(biāo)明電纜從哪里來，到哪里去，以及電纜的代號(hào)、型號(hào)等信息。電纜敷設(shè)順序的原則是從下到上，從前到右，對(duì)于大型船舶，由于電纜的長(zhǎng)度會(huì)很大，所以必須在兩端穿上，所以不僅要敷設(shè)電纜，必須直接編程，在其對(duì)面的中間位置打標(biāo)，同時(shí)也要在通道中間設(shè)置一個(gè)停止點(diǎn)，從兩端進(jìn)行鋪設(shè)。

2）局部電纜表冊(cè)。在同一區(qū)域敷設(shè)電纜是本地電纜，本地電纜具有長(zhǎng)度短、規(guī)格多等特點(diǎn)。因此，為了節(jié)省工作時(shí)間，減少不必要的電纜浪費(fèi)，通常不進(jìn)行一次切割工序，使用卷材現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)、現(xiàn)場(chǎng)切割。

3.6 編制電氣舾裝件的制造表冊(cè)

1）電纜支撐件。電纜支架包括導(dǎo)纜器和彎帶，導(dǎo)纜器分為組合式和單根式，有吊裝式和壁飾式2種，每艘船所需數(shù)量和安裝面積都有詳細(xì)記錄。

2）電纜貫穿件。電纜穿線按形式可分為加強(qiáng)型和普通型2種，按功能分為緊型和漏型。

3）電氣設(shè)備基座。中小型底座通常使用標(biāo)準(zhǔn)底座，為了方便現(xiàn)場(chǎng)施工，提高生產(chǎn)效率，中小型底座都是支架類型，支架類型的優(yōu)點(diǎn)是可以一次成型，現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)成型。大型著陸底座是專門繪制的，船體設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題上必須留給船體。

3.7 編制電氣舾裝件托盤的管理表冊(cè)

托盤管理表專為現(xiàn)場(chǎng)管理準(zhǔn)備，按區(qū)域或分段統(tǒng)計(jì)所有電裝工裝零件，方便制造商和管理人員。

4 電氣防護(hù)措施

4.1 增加設(shè)備工程設(shè)計(jì)余量

在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意電氣設(shè)備的保護(hù)特性，電氣設(shè)備的電氣間隙和爬電距離必須在最低標(biāo)準(zhǔn)以上。電氣間隙和爬電距離可以相應(yīng)增加，即使是少量灰塵也可以進(jìn)入設(shè)備，由此產(chǎn)生的營銷量也很小，設(shè)備外殼的防護(hù)等級(jí)不能低于工作環(huán)境的實(shí)際要求。

4.2 加強(qiáng)設(shè)備進(jìn)艙的管理

船舶在建造的過程中，電氣設(shè)備進(jìn)艙可以安排到分段合攏前的最后階段，這樣做可以讓設(shè)備不必處在惡劣的環(huán)境中。電氣設(shè)備在準(zhǔn)備進(jìn)艙時(shí)，確?，F(xiàn)場(chǎng)的光照，能見度要高，躲避開降水等不良天氣，若是躲避不開，則需要做好防水處理。起吊時(shí)，起重裝置必須嚴(yán)格按照設(shè)備標(biāo)示的起吊部位進(jìn)行捆扎，嚴(yán)禁擅自改變捆扎帶的位置。設(shè)備上船后必須立即安裝，不得隨意放置，如不能立即安裝，必須妥善保管，以防損壞和丟失，移動(dòng)設(shè)備時(shí)禁止拖拽超時(shí)。

4.3 制定設(shè)備防護(hù)等級(jí)與措施

根據(jù)電氣設(shè)備的價(jià)值、修復(fù)難度、可能損害程度分為一級(jí)防護(hù)、二級(jí)防護(hù)、三級(jí)防護(hù)。一級(jí)保護(hù)設(shè)備包括發(fā)電機(jī)組、電站監(jiān)控站等大型設(shè)備，以上設(shè)備價(jià)值高，具有檢測(cè)、控制等功能，電子元件很多，不僅容易損壞，而且難以修復(fù)。二級(jí)保護(hù)設(shè)備是中型設(shè)備，比如各種信號(hào)的變壓器、信號(hào)箱等，以上設(shè)備的功能比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)原理也很簡(jiǎn)單，維修復(fù)雜度不是很大。三級(jí)保護(hù)設(shè)備是一種小型設(shè)備，比如接線盒，以上設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，故障率相對(duì)較低，維修起來也比較容易。

1）一級(jí)防護(hù)。表面先用薄膜處理，然后用防火防污保護(hù)材料覆蓋。對(duì)于內(nèi)部裝有精密儀器的設(shè)備，需要使用防護(hù)材料覆蓋精密儀器的通風(fēng)散熱孔，以防止灰塵等異物損壞儀器，外面覆蓋著定制的鐵殼。設(shè)備制造商電氣接線的各種檢查窗和零件可單獨(dú)制成可拆卸門，然后將保護(hù)材料蓋底部的孔擰緊，實(shí)現(xiàn)全封閉嚴(yán)密保護(hù)。液晶顯示屏等易碎的元件要選擇硬質(zhì)蓋板將其包覆起來，同時(shí)做好標(biāo)記。箱式、柜式、臺(tái)式電氣設(shè)備的四周與邊角需要使用PE條將其保護(hù)起來。超出設(shè)備本體最大尺寸100 mm范圍內(nèi)需要設(shè)置警戒線，嚴(yán)禁隨意靠近。針對(duì)內(nèi)部極為精密的零部件或者模塊，在條件允許時(shí)將其拆卸下來保存。

2）二級(jí)防護(hù)。一般是在設(shè)備的表面貼上保護(hù)膜，然后用防火防污的材料進(jìn)行保護(hù)，外面再加用鐵皮罩。

3）三級(jí)防護(hù)。一般采用防火防污保護(hù)材料。

4.4 改善艙室環(huán)境

加強(qiáng)艙室通風(fēng)控制和溫濕度控制，特別是打磨會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵的施工作業(yè)，要認(rèn)真協(xié)調(diào)工作，檢查周邊電氣設(shè)備的保護(hù)情況。在開始工作之前，必要時(shí)可以加強(qiáng)防護(hù)，在施工過程中強(qiáng)化通風(fēng)，以免灰塵蔓延。施工完成后做好清潔、檢查。

4.5 定期維修保養(yǎng)

定期進(jìn)行防護(hù)安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，一旦有問題及時(shí)清除修補(bǔ)，以免情況變得越來越嚴(yán)重。貼裝設(shè)備防護(hù)標(biāo)識(shí)牌，確定責(zé)任人，保證防護(hù)、保養(yǎng)記錄的精準(zhǔn)程度。

5 電氣設(shè)備防護(hù)思考

5.1 加強(qiáng)企業(yè)頂層設(shè)計(jì)

建立健全電氣設(shè)備保護(hù)規(guī)章制度，優(yōu)化設(shè)備保護(hù)，制定標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備保護(hù)操作規(guī)程，提高電氣設(shè)備保護(hù)效率。落實(shí)責(zé)任分工，按照“誰建，誰保護(hù)”的原則，確定保護(hù)責(zé)任人。此外，與關(guān)鍵設(shè)備建立主文件，認(rèn)真檢查安裝調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)，把控全過程，確保質(zhì)量。

5.2 重視電氣設(shè)備防護(hù)監(jiān)管環(huán)節(jié)

對(duì)以往有效電氣設(shè)備防護(hù)監(jiān)管措施進(jìn)行分析、總結(jié)，確保設(shè)備防護(hù)落實(shí)到位，提高設(shè)備防護(hù)有效性。建立電氣設(shè)備防護(hù)講評(píng)制度，通過例會(huì)講解電氣設(shè)備的防護(hù)措施，并指出防護(hù)不到位的情況，提出整改措施。讓全員參與到電氣防護(hù)中，并做到獎(jiǎng)罰分明，讓電氣設(shè)備防護(hù)工作落到實(shí)處。

5.3 提高施工人員電氣設(shè)備防護(hù)技能

對(duì)施工人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，電氣設(shè)備的保護(hù)至關(guān)重要，因?yàn)槭┕と藛T需要掌握保護(hù)設(shè)備的技能，提高設(shè)備保護(hù)操作水平。 施工人員可根據(jù)船舶電氣設(shè)備和保護(hù)點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行保護(hù)工作，不斷積累電氣設(shè)備保護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提高電氣保護(hù)技能，確保電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。

6 結(jié)語

在造船過程中，電氣設(shè)備的保護(hù)是一項(xiàng)極其重要的工作。本文提出相關(guān)電氣的防護(hù)措施，列舉出精細(xì)化的設(shè)備防護(hù)等級(jí)且劃分具體防護(hù)措施，保證電氣防護(hù)工作落實(shí)到位，確保船舶建造及航行安全。