电气防护设计在船舶机械设备的应用

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摘要：电气设备是船舶的重要组成部分，在船舶的航行中起着重要作用。船舶在建造的过程中由于电气设备空置时间比较长，所以很容易被舱室的恶劣环境所影响，进而被损坏。另外，电气的安装及使用一旦不当也很容易引起一系列不良事件，造成直接或间接的伤害，由此可见电气设备防护的重要性。

关键词：船舶；机械设备；电气防护

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：5kg以下的设备可以选择小底座，5kg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300mm。2）丁字路口电缆导架的布置，交叉处需要留出100mm。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200mm，或特殊穿入150mm，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。图1电气设备接地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＞0.5mm，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。

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100mm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。

参考文献：

[1]王铁渊,张智伟.船舶建造过程中的电气设备防护[J].船舶物资与市场,2021,29(11):17-18.

[2]张源深.大型舰船建造过程中电气设备防护浅析[J].船舶标准化与质量,2021(1):20-23.

[3]朴丕龙,张海滨,田魁岳,等.一种船舶用自动收放靠球吊装置的研制[J].工程机械,2021,52(5):21-26.

[4]冯帅,程建国,邵艳军.船舶用电安全防护分析研究[J].内燃机与配件,2020(10):112-113.

[5]汪锦飘.船舶建造产生的电磁干扰现象及对策分析[J].内燃机与配件,2021(13):146-147.

作者：魏智娟 单位：舟山中远海运重工有限公司