船用電力電纜介紹

船用電纜用于在船舶電網(wǎng)中連接各種電氣設(shè)備，以傳輸電能或電氣信號(hào)。隨著船舶電氣化和自動(dòng)化程度的不斷提高，船用電纜的品種和用量不斷增多。船用電纜基本上分為電力電纜、通信電纜及特種高頻電纜三大類，其中電力電纜用于電力、照明等系統(tǒng)，是船上使用最多的電纜。對(duì)于電力電纜來(lái)說(shuō),載流量是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。載流量的大小一般取決于電纜絕緣材料的耐溫等級(jí)。在同徉的敷設(shè)條件下，耐溫等級(jí)越高.載流量就越大。如果環(huán)境溫度較高，而選擇的電纜絕緣耐溫等級(jí)又較低，以致由電流發(fā)熱引起的允許溫升很低，這是不經(jīng)濟(jì)的。船用電纜的護(hù)套應(yīng)具有耐潮、耐油、耐燃燒及耐熱老化等性能。常用的護(hù)套材料有氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯和聚氯乙烯，此外尚有鉛護(hù)套。

通常情況下，電力電纜由內(nèi)至外為導(dǎo)體（電纜芯）、絕緣層（絕緣層可以承受電網(wǎng)的電壓）、填充及屏蔽層（半導(dǎo)體或金屬材料制成）、護(hù)層（保持電纜的絕緣性能）等幾個(gè)主要部分，其絕緣性能的好壞將直接影響整個(gè)電氣系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，因此，IEEE、IEC/TC18等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜的各性能都進(jìn)行了明確規(guī)定。

電纜導(dǎo)體

因銅導(dǎo)體的電導(dǎo)率大、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，電力電纜多以銅作為導(dǎo)體線芯材料，為提高導(dǎo)體的導(dǎo)電能力及防止電化腐燭，常將導(dǎo)體單線鍍錫使其成為鍍錫銅線。電纜導(dǎo)體按制作工藝分為緊壓型和非緊壓型，緊壓后的電纜導(dǎo)體結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)省材料、降低成本，但單根導(dǎo)體不再是規(guī)則圓形，如圖1所示。除了小截面的導(dǎo)體外，電纜導(dǎo)體通常是絞合的結(jié)構(gòu)，可保證電纜柔軟性高、可曲度強(qiáng)，不易發(fā)生絕緣損傷及塑性變形。從電纜外形來(lái)看，可將絞合導(dǎo)體分為扇形、圓形、中空?qǐng)A形等。按電纜導(dǎo)體線芯的數(shù)量，又可將電纜分為單芯電纜、多芯電纜，其數(shù)量和標(biāo)稱直徑的具體規(guī)定見(jiàn)GB3956。

電纜的絕緣層

電力電纜的絕緣質(zhì)量和水平，在結(jié)構(gòu)上對(duì)電纜的使用壽命起了決定的作用。按照常用的絕緣類型對(duì)船用電力電纜進(jìn)行劃分，具體情況如圖2所示。電纜絕緣層各不同類型的厚度及機(jī)械性能在GB7594中也有明確規(guī)定。

電纜的填充及屏蔽層

多芯電纜線芯間的縫隙必須使用物質(zhì)（如非吸濕性材料）進(jìn)行填充，填充時(shí)既可使填充物與護(hù)套分離開(kāi)，也可以將填充物與護(hù)套擠壓為一體，還可將非吸濕性扎帶繞包在線芯與護(hù)套之間。另外，電纜內(nèi)部還設(shè)有屏蔽層，目的是優(yōu)化電纜內(nèi)部的電場(chǎng)分布。電纜導(dǎo)體通常是多根導(dǎo)線絞合而成，其與絕緣層之間必定有縫隙，局部的電場(chǎng)會(huì)集中，在導(dǎo)體與絕緣層間設(shè)置內(nèi)屏蔽層，可有效解決這一問(wèn)題并防止線芯與絕緣層之間發(fā)生局部放電。而絕緣層與護(hù)套間設(shè)置外屏蔽層，可使護(hù)套與屏蔽層之間的電位相等，且絕緣層與屏蔽層間的接觸良好，避免局部放電的產(chǎn)生。

電纜的護(hù)層

電力電纜的護(hù)層，通常主要分為非金屬和金屬錯(cuò)裝護(hù)層兩種類型，其護(hù)套的種類和相應(yīng)的代號(hào)如圖3所示。電纜的護(hù)層主要是為了防止電纜發(fā)生機(jī)械類損傷，以及避免油污、鹽分、水分等環(huán)境因素對(duì)電纜絕緣層造成的影響。電纜各種護(hù)層的性能要求極其使用條件，亦在GB7594中有明確的規(guī)定。

目前常被使用的船用電力電纜的結(jié)構(gòu)模型，主要分為以下幾種：均勻傳輸線模型、串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模型等，下面分別進(jìn)行介紹。

均勻傳輸線模型

將電纜等效為均勻傳輸線，那么其截面形狀和介質(zhì)的電特性、磁特性都沿著整條傳輸線而保持恒定，因而導(dǎo)線的電阻、電感及線間電容是均勻分布在電纜的全部長(zhǎng)度上。雖然傳輸線本身是一種分布參數(shù)模型，但由于上述特性，可先利用一個(gè)集中參數(shù)模型來(lái)描述。

截取其中一小段，如圖4所示。圖4中，R為單位長(zhǎng)度電纜上的分布電阻，L為單位長(zhǎng)度電纜上的分布電感，G為單位長(zhǎng)度電纜上的分布電導(dǎo)，C為單位長(zhǎng)度電纜上的分布電容。因?yàn)榧航?jīng)假設(shè)為均勻傳輸線，所以任意一小段的傳輸線特性與整個(gè)傳輸線的特性是完全相同的。因此，選取的長(zhǎng)度越小，其特性越接近傳輸線的實(shí)際特性。

串并聯(lián)模型結(jié)構(gòu)

電纜絕緣材料的電導(dǎo)由電介質(zhì)的有功功率損耗產(chǎn)生，主要包括電暈損耗、絕緣介質(zhì)的有功功率損耗和介質(zhì)漏電流引起的有功功率損耗幾大部分。由于電纜的橫截面總要比不出現(xiàn)電暈放電的最小橫截面要大，這就導(dǎo)致上述的電暈損耗、有功功率損耗和漏電流的有功功率非常的小，進(jìn)而可以忽略對(duì)電纜電導(dǎo)的求解。這樣，就有了簡(jiǎn)單的低壓電纜的串聯(lián)模型和并聯(lián)模型，其等效電路如圖5所示 。2100433B

船用電纜是各類船舶、海上石油平臺(tái)及水上建筑物的電力、照明、控制、通信、微機(jī)等系統(tǒng)專用的電線電纜。由于使用環(huán)境條件較嚴(yán)酷，則要求電纜安全可靠、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕，并具有優(yōu)良的耐溫、耐火、阻燃、耐油、防潮、耐海水，優(yōu)良電氣和機(jī)械性能等要求。 船用電力電纜是船用電纜的一種。

類似電線電纜主要分類，船用電纜按使用范圍可分為船用電力電纜（包括額定電壓工頻交流1kV及以下低壓電力電纜和額定電壓工頻交流3～15kV中壓電力電纜）、船用控制電纜、船用通信電纜、船用信號(hào)電纜和船用射頻電纜。

作為比較常用的船用電纜系列標(biāo)準(zhǔn)，IEC 60092-3標(biāo)準(zhǔn)主要包含IEC 60092-350《船舶電氣設(shè)施 第350部分：船舶和離岸裝置電力、控制及儀表用電纜，一般結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)方法》、IEC 60092-360《船舶電氣設(shè)施 第360部分：船舶、近海裝置用電力、控制、儀表和通信電纜的絕緣和護(hù)套材料》、IEC 60092-353《船舶電氣設(shè)施 第353部分：額定電壓為1kV和3kV的電力電纜》、IEC 60092-354《船舶電氣設(shè)施 第354部分：額定電壓為6kV(Um=7.2kV)至30kV(Um=36kV)的單芯及多芯擠包實(shí)心絕緣電力電纜》以及IEC 60092-376《船用電氣設(shè)施 第376部分：控制和儀表回路150∕250V(300V)電纜》。

cxv電力電纜又稱天然丁苯絕緣聚氯乙烯護(hù)套船用電力電纜。使用規(guī)范： 一、使用條件額定電壓Uo/U為0.6/1KV，CE**電纜的長(zhǎng)期允許工作溫度為85℃,CV**電纜的長(zhǎng)期允許工作溫度為60℃。具有符合DA及SA的燃燒特性。二、適用于各種河海船舶及海上石油平臺(tái)等水上建筑物傳輸電能的銅芯乙丙橡皮絕緣船用電力電纜（cefr電纜）。 符合GB9331.1的相應(yīng)要求 。