船舶电气设备种类丰富,包含导航设备、探测设备等等,用以满足船舶通信、探测等业务开展需求。而船舶长期处于海上环境中,各种设备容易受到盐雾等腐蚀性因素影响,出现功能失灵等情况,给船舶安全行驶带来威胁。对设备安装及其施工工艺展开研究,确保设备能够长时间维持良好运行状态,可以降低故障发生几率,为船舶运行保驾护航。
1船舶电气设备的安装要求
明确不同船舶设备安装要求,才能做好前期准备,做到科学进行工程施工。如导航设备多为综合性系统,由天线、计算机装置等多个部分构成,要求做好各部分安装,确保全部设备、设施等达到较高稳定度和强度,以确保设备能够在颠簸的海上稳定运行,所以在设备固定前通常需要加装防震装置。无论安装哪种设备,都要求选用的设备具有防潮、耐腐和绝缘等特点,以确保可以在海上环境中维持长时间正常工作。而船舶需要划分为安全区和危险区,应根据设备特性合理确定安装位置,如船舶油舱周围属于危险区,应尽量避免安装会散发大量热能的电气设备,如必须安装至少应与舱壁保持80mm以上距离,因此需使用辅助设备保证安装精度符合要求[1]。而对设备附属设施进行安装,同样需要满足相关要求,如敷设电缆时如需穿过舱室,应对打孔位置进行防水处理。根据相关要求可知,安装船舶电气设备需要加强各个环节把控,保证设备施工达到较高质量要求。
2船舶电气设备的安装施工工艺
2.1设备安装
2.1.1通信设备安装
在通信设备安装期间,关键需掌握天线和导航设备施工工艺。安装天线设备,可知船舶选用的天线种类较多,需实现不同功能。安装GPS天线,全部需使用标准件和配套装置,在专用立柱上固定天线,保证安装强度。针对线缆和管道连接位置,利用树脂填充,外部使用防水胶布缠绕多层。安装中高频天线,重点应做好耦合器安装,确保天线获得较强抗干扰能力。使用专用防护铁箱进行设备安装,应使用硅胶对电缆通孔、接地线接口进行处理,确保取得较好防水和防腐效果[2]。安装VHF甚高频天线,需在甲板上固定天线,应确认周围不存在干扰,与金属物体至少保持2m间距。为顺利获得海平面信号,应严格按照要求控制立柱高度。安装雷达天线提出了较高抗腐要求,需布置在胶垫上,使用专用的硅胶防护接地端口,确保天线面向船尾。此外,为方便后续开展维修工作,应做到水平安装天线系统的充电器。对黑匣子VDR进行安装施工,需在台架上安装双螺母,确认防震材料间隙至少达到3mm。在电源位置,应将VDR严密插入,在火线连接的垫圈内和外侧螺纹上涂抹润滑油,将螺栓盖帽拧紧后涂硅胶密封。
安装导航设备,应划分为室外和室内两种情形。在室内安装,应避免受外界干扰,使用胶带缠绕信号线,做好线缆接头处理。在船坞内安装设备,应按图纸确认线缆走向,做好参数设置,完成探头周边区域打磨,避免表面受损。为避免通讯设备发生触电或受到干扰,选用50mm铜片接地,中间段选用铁块和船舶“地”连接。选用横截面积大的线路,并缩短接地长,能够取得理想效果。施工期间,应加强线缆、接头和探头保护。
2.1.2防爆设备安装
在船舶的危险区需要安装防爆设备,施工时应先对设备进行严格检验,确认设备质量符合要求。根据设备安装说明,应先梳理安装流程,根据具体指导进行设备安装排布和固定,以免出现不稳情况。安装时船舶多处于停靠岸边的状态,应在拆动部位间隙安装防爆面,防止后续因船舶颠簸导致设备和其他物体碰撞,给防爆面带来损伤,无法对设备进行有效保护。采用螺纹隔爆结构,确认螺纹数达到6个以上,拧进至少8mm,以免出现松脱情况。安装时如发现多余孔线,应选用2mm厚金属垫片进行密封处理,以免海水灌入。防爆设备的接线盒内部结构复杂,使用螺栓进行金属外壳安装,应提前涂抹耐弧漆,以防发生漏电、跑电等问题。施工时发现表面漆受损,应及时修复处理,保证安装质量。在接线盒内贴填充硅胶,确保接线部位稳定,不会出现摇摆问题。选择照明灯具,应确认灯具防水性能良好,功率适当,安装前应检查确认密封性达标。危险区按规定不能安装插座,要求安装的灯具配有独立蓄电池。
2.1.3探测设备安装
安装探测器,应提前确认船尾、左右舷均为水平状态,并确保换能器罐面和船底板保持水平。采用焊接方式进行换能器连接,应提前做好防护,避免设备因受热变形。安装期间,应避免划伤换能器表面,发现划痕应及时处理。对探头电缆进行穿管施工,应加强电缆控制,避免在水中长时间浸泡。此外,应避免将电缆过度拧紧,防止表面受损。安装计程仪,需要先将O型环、法兰垫和换能器拆下,在法兰面、螺母等零件表面涂抹防腐剂。施工时,应确认位于船底的法兰和位于船首的换能器保持方向一致,使船底字朝向船首,确认方向与基准线吻合。在焊接连接时,应加强误差控制,做好焊接部位打磨。
2.1.4其他设备安装
在电力设备安装期间,需要在专门配电间安装触电设施,将蓄电池安装在箱内底座上。底座材料具有较强抗腐蚀性,可用于安装多个蓄电池,但要求各蓄电池至少相隔320mm,与周围夹缝至少25mm,缝隙中填充耐腐、抗潮的非导体材料。在底部铺设防护材料,应做好材料固定,避免蓄电池受损。在蓄电池安装期间,应严格按照要求控制安装高度,并在上、下方设置风口,确保两个风口位于一个对角线上。在蓄电池安装位置,应粘贴禁止明火标识,并做好接线保护,以免发生漏电问题。在用电保护装置安装期间,应实现插座和开关联锁,确保通电时无法进行插头插拔,以免发生触电问题。
2.2进线施工
在电气设备安装施工期间,需要完成设备连接。针对相同设备,应确认进入电缆弯曲半径至少达到外径六倍,并确认填料前电缆处于直线段状态,长度至少达到填料函螺帽高的1.5倍,方便后续进行检修作业。施工时进行电缆护套切割,应确认引入设备后芯线预留长符合要求,切割时防止芯线绝缘体受损。在靠近内部3~5mm位置,应将护套剥除。在设备内部空间较大时,应将接线柱附近护套去除。选用金属编织铠装电缆,如果设备不防水,对铠装进行切割应确认比绝缘护套多去除5mm,以免芯线绝缘受损。如果为防水设备,应在轴穿过设备位置安装密封装置,避免液体或气体漏出。采用橡胶等填料紧紧压合护套,应确认外部无法看到切口。而内护套编织部分应深入电缆内,在进入设备后将电缆靠内部分切除。切割铠装后,使用2~3层塑料袋将切割部分和套管根部扎紧,确认包扎2/3长在铠装上[3]。
2.3接地施工
在设备接地方面,应选用软电缆或多股铜线构成的接地线,如需跨接应选用耐腐和导电性能佳的材料。使用二端镀锡铜片进行接地,应在船体焊接体或永久钢结构的基座或支架上接地,确认不受油水浸渍。对设备进行接地,禁止焊接在船体壳板上,确保接地线与设备间接触面上无锈蚀或油漆,同时确认接地螺栓和接地片的接触面露出金属光泽。保证接地线连接牢固,线路较短,能够取得较好接地施工效果。在设备连接电缆接地方面,通常选用软电缆中的一根芯线通过插座接地。
结论:在安装船舶电气设备时,应提前做好施工准备,明确各种设备的选用要求。在施工实践中,按照功能进行设备区分,合理进行不同设备安装,并做好设备线路连接和接地处理,能够保证设备功能顺利发挥,有效降低设备故障率,为船舶在海上长时间运行提供安全保障。
参考文献:
[1]李海林,钱朋.船舶电气接地故障问题及维修检查技术研究[J].珠江水运,2022(01):58-60.
[2]孟哲.论船舶电气设备的安全用电与管理维护[J].内燃机与配件,2021(18):168-169.
[3]陈述.船舶电气电缆敷设存在的问题及施工工艺[J].船舶物资与市场,2021,29(07):31-32.