平行电缆在船舶中的应用需严格遵循船用标准,以确保其在复杂海洋环境(如潮湿、盐雾、振动、火灾等)下的安全性和可靠性。船用标准主要涵盖电缆的设计、材料、性能、安装及测试等方面,以下从标准体系、关键要求、应用步骤及案例分析四个方面详细说明其应用方法:
一、船用标准体系概述
船舶电缆需满足国际及区域性标准,主要分为以下几类:
国际标准(IEC):
IEC 60092-350:船舶及离岸设施用电缆的通用要求(如阻燃、低烟、无卤)。
IEC 60092-353:船舶电力电缆的额定电压、结构及测试方法。
IEC 60092-354:船舶控制及仪表电缆的特殊要求。
IEC 60092系列:船舶电气设施标准,其中:
IEC 60332系列:电缆阻燃性测试(如单根垂直燃烧、成束燃烧)。
IEC 61034:电缆燃烧时烟雾密度的测试方法。
区域性标准:
ABS(美国船级社)规则:船舶材料与设备认证指南,包含电缆的防火、耐油、耐紫外线要求。
UL 1581:电缆的电气及阻燃性能测试标准。
EN 50305:船舶电缆的耐火、抗振动及机械性能要求。
EN 50306:船舶电缆的电磁兼容性(EMC)要求。
欧盟(EU):
美国(ABS/UL):
船级社规范:
DNV GL-CG-0339:船舶电缆的型式认可指南。
CCS《钢质海船入级规范》:中国船级社对船舶电缆的防火、耐火及安装要求。
全球主要船级社(如DNV GL、LR、CCS、BV、ABS)均制定了自己的电缆认证规范,通常基于IEC标准但更严格。例如:
二、船用标准的关键要求
平行电缆在船舶中的应用需满足以下核心要求:
1. 材料与结构要求
绝缘材料:
优先选用交联聚乙烯(XLPE)、乙丙橡胶(EPR)等耐高温、耐油材料。
避免使用聚氯乙烯(PVC),因其燃烧时释放有毒气体(如HCl)。
护套材料:
采用低烟无卤(LSZH)护套,减少火灾时烟雾和有毒气体排放。
护套需具备耐盐雾、耐紫外线、抗机械损伤性能。
屏蔽与隔离:
平行电缆若用于信号传输,需采用铜带或铝箔屏蔽,减少电磁干扰(EMI)。
多芯电缆需用分隔带隔离,防止信号串扰。
耐火层:
关键电路(如应急照明、消防系统)需包裹云母带或陶瓷化硅橡胶耐火层,确保火灾中持续供电。
2. 性能要求
阻燃性:
通过IEC 60332-1(单根垂直燃烧)和IEC 60332-3(成束燃烧)测试,成束燃烧等级通常需达到B级或更高。
低烟无卤:
烟雾透光率≥60%(IEC 61034),且燃烧时释放的卤酸气体总量≤5 mg/g(IEC 60754-1)。
耐火性:
关键电缆需通过IEC 60331(火焰中保持电路完整性)测试,如950℃火焰下持续供电90分钟。
机械性能:
耐弯曲:电缆最小弯曲半径需符合标准(如单芯电缆为6倍外径,多芯电缆为12倍外径)。
耐振动:模拟船舶振动环境(如频率10-55Hz,加速度5m/s²),测试电缆结构稳定性。
耐环境性:
耐盐雾:通过IEC 60068-2-11(盐雾试验)测试,持续1000小时无腐蚀。
耐油:通过IEC 60811-404(油浸泡试验),体积变化率≤30%。
3. 安装与布线要求
分隔敷设:
固定与支撑:
电缆需用金属卡箍或扎带固定,间距≤1.5m,防止振动导致松动。
穿过舱壁或甲板时需使用防火填料密封,防止火灾蔓延。
标识与记录:
每根电缆需标注型号、规格、起止点信息,便于维护。
绘制电缆布线图,存档备查。
三、船用标准的应用步骤
1. 设计阶段
选择标准:根据船舶类型(如商船、军舰、游艇)和入级船级社要求,确定适用的标准(如DNV GL、CCS)。
电缆选型:
根据负载类型(电力、控制、信号)选择电缆型号(如CEFR/DA、CHJ/DA)。
确定电缆规格(截面积、电压等级)以满足电流承载和电压降要求。
结构优化:
在关键电路中增加耐火层或屏蔽层。
采用平行结构减少安装空间,但需确保散热和电磁兼容性。
2. 生产阶段
材料控制:
选用符合IEC或船级社认证的材料(如LSZH护套、XLPE绝缘)。
提供材料供应商的合格证明及测试报告。
工艺控制:
严格控制挤出温度、硫化时间等工艺参数,确保电缆性能一致性。
对耐火层进行100%目视检查,防止缺陷。
3. 测试与认证阶段
型式试验:
委托第三方实验室(如DNV GL、SGS)进行全项测试,包括阻燃、耐火、机械性能等。
测试报告需由ILAC(国际实验室认可合作组织)成员机构出具。
船级社认证:
向目标船级社(如CCS、LR)提交测试报告、设计图纸及生产记录。
船级社派审核员到工厂进行生产一致性检查,颁发型式认可证书(如CCS型式认可证书)。
4. 安装与验收阶段
现场安装:
严格按照船级社规范和安装图纸敷设电缆,避免交叉或过度弯曲。
使用专用工具(如防爆电缆剪、液压压接钳)进行端接,确保接触可靠。
验收测试:
进行绝缘电阻测试(≥100MΩ)、耐压测试(2倍额定电压+1kV,持续5分钟)。
模拟振动和盐雾环境,验证电缆长期可靠性。
四、案例分析:某大型集装箱船电缆应用
1. 项目背景
2. 标准应用
设计标准:DNV GL-CG-0339(电缆型式认可)、IEC 60092-350(材料要求)。
关键要求:
3. 实施效果
认证结果:通过DNV GL型式认可,获得CE标记(欧盟市场准入)。
安装问题:初期因电缆固定间距过大导致振动松动,后调整为1m间距并增加橡胶垫片解决。
成本优化:采用平行结构减少20%安装空间,降低甲板加固成本。
五、常见问题与解决方案
问题:电缆护套在盐雾环境中开裂。
原因:护套材料耐盐雾性能不足。
方案:改用LSZH护套并添加抗盐雾添加剂,重新进行IEC 60068-2-11测试。
问题:耐火电缆在火灾中供电时间不足。
原因:耐火层厚度不足或云母带搭接率过低。
方案:增加云母带层数至3层,搭接率≥50%,重新进行IEC 60331测试。
问题:船级社审核不通过。
原因:生产记录不完整或测试报告过期。
方案:建立完整的追溯系统,确保每批电缆均有可查的测试数据和原材料证书。
六、总结
平行电缆在船舶中的应用需以标准为导向,从设计、生产到安装全流程控制:
选标准:明确船舶类型和入级船级社,选择对应的IEC或区域性标准。
控材料:优先选用LSZH、XLPE等高性能材料,避免PVC等有毒材料。
强测试:通过型式试验和船级社认证,确保电缆性能符合要求。
严安装:遵循分隔敷设、固定支撑等规范,减少后期维护成本。
通过系统化应用船用标准,可显著提升船舶电气系统的安全性和可靠性,满足国际海事组织(IMO)及各船级社的严格监管要求。

