摘要：作为海上交通工具，船舶的使用已经有了非常悠久的历史，随着我国经济建设的快速增长，对于船舶的发展也是有一定的影响。船舶电气设计过程中，电缆设计是核心。按部就班的设计只是理想状态，实际设计过程中不断返工会造成电缆设计发生很多不可控错误。通过对软件二次开发可以自动实现对电缆路径和电缆长度的核查，提高设计准确率。
关键词：船舶电气设计；电缆设计；研究
引言
随着科学技术的快速发展，我国各行业发展也是相当迅速，其中就包括海上运输的重要工具，船舶行业。船舶电气设计的核心就是电缆的设计，就像人体内的血管和神经网络连接各个功能器官，为人类传输能量以及提供控制反馈信号一样，在一艘现代大型船舶中，电缆将船舶上配置的设备相互连接起来，使每个设备能够正常运转，对船舶的整体运营及性能起到不可替代的作用，船舶科技含量越高，电缆设计的重要性越明显。
1电缆设计的基本概述
在任何设计模式下，电缆的设计结果最终都通过EXCEL表格来体现，使用EXCEL表格虽然有投入人员少、速度快、操控性强及修改便捷等优点，但也存在很多不足之处。在所有输入信息一成不变的情况下按部就班地设计相对容易，对于正常设计时经常遇到的电缆编号重复、手工填写电缆外径、整理电缆长度、统计节点容量等问题，在很多相关的研究中都有解决方案，但如何在不断修改的情况下还保证电缆设计的准确性却很难做到。电缆设计的主要基础元素是设备、节点和电缆，这三个元素中自带很多信息，任何一个信息的变化都会引起电缆册的变化，所以，要想做好电缆设计的过程控制，必须研究清楚电缆设计的主要问题点及其解决办法。侧重对电缆册中的几个基础数据进行剖析，详细介绍电缆册的主要构成和影响电缆册的重要因素，并对其中一些信息变化之后如何保证电缆册的准确性进行进一步阐述。
2按区域划分
2.1机舱
机舱是主干电缆最集中的区域，是主干电缆的源头。通常，主发电机、主配电板都布置在机舱区域的不同或同一平台。在发电机区域，由于受机舱线型影响，特别是集装箱船、多用途船，在考虑主干电缆时，应先明确发电机进线方式，上进线或下进线（从电缆敷设的操作工艺以及维修方面看，常见为下进线方式）。然后再考虑主发电机至主配电板的电缆敷设，从安全可靠及冗余的角度衡量，尽量从左右两舷分开敷设至主配电板。需要注意的是，集控室主配电板下方是大电缆较集中的位置，在机舱布置设计中应尽量避免在该区域设置油舱。如无法避免，应预留足够敷设和进线空间。
2.2上层建筑
上建部分一般为船员居住生活区，舱室划分较整齐，用电负载主要集中在舱室照明、舱室通风、厨房洗衣、船员娱乐等生活用电。常规而言，在上层建筑的每层甲板总布置中已考虑了主干电缆的敷设路径，即“电缆通道”，因此，电缆路径设计相对容易。主要考虑电缆通道上下对否对齐，维修空间是否足够，以及与应急配电板相关的电缆开孔即可。
2.3特殊区域
1）应急发电机室：涉及应急电源的电缆敷设应尽量在应发室内敷设。例如：应急发电机和应急配电板之间的电缆，应急变压器和应急配电板之间的电缆。关于这一点，有些船级社规范是有明确规定的。2）舵机舱：舵机的两路供电电缆应尽最大可能在水平及垂直方向远离敷设。应急供电电缆应尽量不要穿过机舱敷设，如无法避免，则需要在机舱段穿管敷设。3）应急消防泵：（1）位于首部的应急消防泵舱或侧推舱：注意主干电缆不能穿过首部防撞舱壁。（2）位于尾部的应急消防泵：至应急消防泵舱的电缆，应尽可能不穿过装有主消防泵及其动力源和/或原动机的机器处所。
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3电缆的选择
①根据全船防火区域划分图以及规范要求，注意全船耐火电缆的选择，比如通用报警系统、探火或失火报警系统、公共广播系统、应急照明系统等。②电缆规格的选择，电缆的截面积选择过小，会导致过热，使电缆绝缘因过热加速老化，缩短电缆使用寿命;电缆截面积选择过大会增加建造成本且电缆过粗，现场施工困难。同时，要认真查看各设备资料，确认每个系统的控制电缆芯数，芯数选择少了，施工后期补拉电缆的困难很大;芯数选择太多则会造成浪费。
4影响电缆路径和长度的因素
设备移位;当发生设备移位时，假如设备位置有较大的变化，影响电缆路径的，需要在设备移位结束后将设备重新挂节点，然后删除原有的设备节点信息，重新添加设备到新节点的长度信息；假如设备位置变化较小，电缆路径不需调整，设备到节点的长度信息也需要调整，以上2种情况都会造成电缆总长度的变化；节点移位当发生节点移位时，该节点到与之相关的设备和节点间的长度也会发生变化，进而会影响电缆总长度；节点修改不论是添加节点还是删除节点，该节点到与之相关的设备和节点间的长度都会发生变化，进而会影响电缆总长度;节点输入错误:当生产设计人员手动添加节点到原路径中时，可能出现节点添加的插入点错误，或者添加的节点编号错误的情况;电缆总长输入错误:当生产设计人员进行了设备、节点相关的修改之后，最后需要对电缆总长进行修改，但是在这个过程中由于人为因素，经常会出现最后电缆总长忘记修改，或修改时输入错误值的情况。
5船舶电气设计中电缆设计要点
5.1SPD系统
为船舶数字化造船提供完整的信息源，具有统一的设计、工艺、制造船舶产品模型，确保模型和图纸的一致性。SPD系统设计的船舶产品模型能生成完整齐全的加工制造信息，实现CAD/CAPP/CAM集成，实现数字化生产线。能生成壳、舾、涂完整的制造、管理信息，为实现船舶“设计、制造、管理一体化”奠定基础。在电气设计中，涵盖了船舶电气详细设计到生产设计的全过程，模块可以获取详细设计中的图纸信息为生产设计设备/电缆的布置提供数据依据，从而快速的建立电气三维模型，最终生成电气设计所需制作图纸和表册。该模块具有电缆标准、电气原理输入、部件标准管理、电缆通道、电缆导架、电缆贯穿件布置及电缆自动布置等功能。
5.2SPD应用
自SPD在国内推广开始己在全国200多家船舶企业、设计院所、船舶学校使用。某大型国有船厂自2007年引进SPD系统，在多型散货轮、客渡船、公务船上应用。广东地区某大型国有船厂已在26多型34个产品上全面应用SPD系统，产品除了常规的散货船，还有海洋救助船、多用途下水工程船、平台工作船、油田作业支持船、平台供给船等。江苏地区某大型国有船厂也在2010年引进SPD系统，前后在多型散货船、改装船中使用，管子设计差缩率降少2／3。产品平均减少设计周期1－2个月。同时SPD在国内多家大型设计研宄院所的多个船型上应用。
5.3路径长度的分解
电缆路径长度分解开来包括：起始设备到第一个节点的连接关系以及对应的长度，每两个中间节点间的连接关系以及对应的长度，终止设备到最后一个节点的连接关系以及对应的长度。利用已经获得的基础数据，用VBA编写代码可以将每一根电缆的路径分解并调用基础数据进行处理。
结语
对电缆设计需要的各种关键信息进行采集处理，有效控制电缆册设计过程中由于外界因素影响返工修改造成的不确定错误，大幅缩短了电缆设计的时间，提高了工作效率和设计准确率。此方法已经在多型大型船舶上应用和实践，取得了良好的效果。
参考文献:
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[2]邹智曦.船舶电气设备布置图数据生产化研究[J].船舶标准化工程师,2018(1):39-44.
[3]张玮,顾立君,刘茜.电装生产设计精细化探索历程[J].船舶设计通讯,2013(3):42-48.
论文作者:周嘉俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：电缆论文; 节点论文; 船舶论文; 设备论文; 长度论文; 路径论文; 机舱论文; 《电力设备》2018年第17期论文;