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摘要：船用电缆的选择是船舶设计的基础和比较重要的一个环节，船舶电缆是维持船舶电力系统稳定性的基础和关键，本文通过对船用电缆的基本介绍和选择的一般步骤和原则进行简单的探讨和研究。
关键字：船用电缆 电缆型号 截面积
中图分类号：U665.12
船用电缆又称船用电力电缆，是一种用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑的电力、照明和一般控制之用的电线电缆。船用电缆的选择不论在船舶设计，还是在船舶安全方面都占着举足轻重的地位，船用电缆的选型与敷设不仅关系到整船的电力系统稳定性与安全性，并且在紧急情况下，对于船舶应急系统、报警系统的持续工作等都起到很重要的作用，不论是在建造检验规范还是在检验的法规中都针对电缆进行了很详细的说明和要求。
船用电缆在用途上可以分为三类：船用电力电缆，用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑的电力、照明和一般控制之用；船用控制电缆，用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑一般控制之用；船用通信电缆，用于各种传播通信、电子计算机、信息处理设备中的信号传输和控制系统。
一、船舶电缆的结构和性能
电力电缆一般有单芯、双芯、三芯和多芯等不同的品种，在船舶电力系统中使用最多的是双芯和三芯电缆。双芯电缆用于滞留和单相交流线路，三芯用于三相交流线路，控制或通讯用电缆一般采用多芯电缆。
二、船用电缆型号的命名方法
在我国常用的船用电缆命名编号方式如图2所示，常见到的代号及含义如表1所示。
表1常见电缆代号
在一般民用船舶设计中我们现在较多采用的是乙丙绝缘电力电缆和交联聚乙烯绝缘低烟无卤无内套电力电缆。通常现在采用较多的CEF80/SA、CEF80NA、CEF90/SA、CEF90NA、CJ86/SC、CJ86/NA等型号。客船和对安全环保要求较高的船舶建议采用交联聚乙烯绝缘低烟无卤无内套电力电缆。
三、船用电缆在设计中的选择
船用电缆的选择基本流程如图3所示
1、首先对于电缆型号的选择
选择电缆型号首先应该明确电缆型号（代号）的含义，然后根据电缆的用途（动力、照明和无线电通信）敷设的环境（电缆敷设位置干燥、潮湿、低温和是否要求屏蔽等）和工作的条件（固定敷设、穿管敷设和可移动），选择满足用电设备使用要求的电缆型号。
2、电缆导体的选择
船用电缆一般均采用铜作为导体，船用电缆标准中明确的将导体结构分为了一般（固定敷设）、软（移动用）和特软（可多次重复弯曲和扭转）三种类别，根据不同的设备和使用的环境不同，选择相应的导體结构，如可携式电气设备就应采用移动软电缆。
3、电缆绝缘材料的选择
电缆绝缘材料的额定运行温度至少比电缆敷设处所可能存在的或产生的最高环境温度高10℃。一般情况下选取乙丙橡胶和交联聚乙烯这两种材质的绝缘材料即可满足船舶电缆的使用要求。
4、电缆保护层的选择
4.1固定敷设在露天甲板、浴室、货舱、冷藏处所、机器处所或可能出现凝结水或有害蒸气（例如油蒸气）的任何其他地点的电缆，均应具有金属不透性护套（铜、铅合金）或非金属不透性护套（聚氯乙烯、氯丁橡皮、氯磺化聚乙烯等）。护套的性质应满足环境条件的要求。
4.2敷设在永久潮湿的处所，而以吸潮材料作绝缘的电缆，均应采用金属护套。
4.3所有电气设备以外的电缆及布线至少应为滞燃型的。一般应采用通过接受标准规定的成束滞燃试验的电缆，如采用通过接受标准规定的单根滞燃试验的电缆，而需成束敷设时，则应采取限制火焰沿电缆束蔓延的措施。
4.4需在失火状况下工作的设备的电缆，包括其供电电缆，如穿过较大失火危险处所和客船上的主竖防火区，则应采用耐火电缆。但下列设备可以除外：
（1） 故障安全系统；
（2） 有自我检测功能的系统；
（3） 双套系统，且其电缆是远离分开敷设的。
4.5在客船上的旅客处所和服务处所，只应安装无卤电缆。
5、电缆截面积的选择
我国船用电力和照明回路用电缆的芯数和导体截面规格如表2所示：
5.1船舶电力系统中电缆负载电流的佑算
正确估算电缆负载电流，是选择电缆截面的主要依据，所以，在电力系统设计时，必须十分注意电缆负载电流的估算。
5.1.1发电机主回路负载电流的估算
目前有两种选择方法，即： 1）按发电机额定电流的100 %选择。
2）按发电机长延时保护装置动作整定值选择。
5.1.2照明回路负载电流的估算
1）最后支路按各设备的额定电流的总和计算，例如货舱照明、探照灯、电热电器和小型电动机等。但在确定照明电路的电流定额时，每一灯头必须按能与其连接的最大负载电流计算，最小为60W（装置结构只能装接定额低于60W者除外）。
2）照明回路的最大负载电流，考虑下述负载电流的总和：
连续负载的额定电流的总和；
分配电板备用开关额定电流的50%；
分电箱备用开关的电流（该电流值按分电箱其他非备用开关的实际电流的平均值估算）。
5.1.3电动机馈电回路负载电流的估算
1）单台电动机回路
通常的考虑方法是大于电动机的额定电流即可。而船舶电气设计手册中明确规定应大于电动机额定电流的1. 25倍。
2）一般用交流电动机电力分电箱
通常可以采用式下式计算
式中—第i台电动机额定电流（A）
—备用回路容量（A）； 5.2确定电缆截面积
根据负载的工作制、电源种类、电缆芯数、负荷的实际情况计算出总的负载工作电流。即要充分考虑负载设备是连续工作制还是断续工作制、电源是交流还是直流、负载的同时工作系数等因素。
电缆所能承载的最大连续负载，应不超过该电缆经过校正系数校正后的标称电流。在估算最大连续负载时，可以考虑各个负载需用系数和最大负载的持续时间。
（1）发电机至总配电板的连接电缆，依据发电机的额定电流来选择。
（2）电动机的连接电缆，应按电动机的额定电流来选择。
（3）分配电板的连接电缆，应考虑负荷系数及同时工作系数，但要有一定的余量。
（4）单或双芯电缆的截面应大于1，多芯电缆每芯的截面应大于0.8，以满足机械强度的要求。
（5）为了敷设方便，截面大于25的电缆宜采用单芯电缆；截面大于120时，则宜采用两根较小截面电缆并联的方式来代替。
（6）三相交流线制中，原则上采用三芯电缆。若截面较大时，可采用单芯电缆或多根三芯电缆并联使用的方式。但不宜采用有金属护套的电缆，以防止涡流发热。
（7）进入蓄电池室的连接电缆应采用单芯电缆，以有利于接线。
（8）选择多芯电缆时，应留有备用芯线。一般实用电缆为2～4芯时，备用1根；实用电缆为5～17芯时，备用1～3根；实用电缆为18～48芯时，备用3～5根。
（9）信号电缆不能与控制电缆、电力电缆等共用一根多芯电缆，以防止相互干扰。
5.3电缆截面的修正
电缆的标称载流量是电缆在标准环境温度下确定的。由于电缆所处环境温度、工作条件的差异及电缆穿管、捆扎等的影响，电缆的实际温度往往很高，如果电缆仍按其標称载流量工作，则会导致电缆过热而不能正常工作，故应对所选用电缆的截面积进行适当的修正。
5.3.1 周围环境温度的修正
（1）一些船舶工作的环境温度经常低于标准环境温度，处于该温度下电缆的实际负载电流可适当提高。
（2）一些经常处于机舱、热管附近的电缆，其实际环境温度大大高于标准环境温度，处于该温度下电缆的实际负载电流要有所降低。
5.3.2 穿管电缆截面的修正
（1）当穿管长度小于1.3m时，可不修正。
（2）当穿管长度大于1.3m时，散热条件明显恶化，则有公式
式中：S为实际电缆截面积；SN标称电缆截面积；其单位均为；1.25为修正系数。
5.3.3 成束电缆敷设时的修正
当长度超过3m，有6 根以上电缆同时在一起敷设时即为成束电缆敷设。随着船舶电气化程度的提高，电缆用量不断增加，该方法应用越来越广泛。几十根乃至上百根电缆紧密地靠在一起，势必造成电缆散热的恶化，电缆能通过的负载电流比标称负载电流小了很多，所以必须进行修正。其修正公式为
式中：I为实际电缆载流量；IN为标称电缆载流量；其单位均为A；0.85为修正系数。
5.3.4 线路电压降允许值
就船舶电力系统设计而言，计算线路电压降是为了校核所选用的电缆回路产生的电压降，是否满足有关规范和规则的要求。其实际意义仍在于确保电力系统的供电质量。有关规范和规则明确的指明了线路电压降的允许值，设计时应充分予以考虑。
5.3.5保护装置动作特性与电缆的保护协调
保护装置动作特性与电缆的保护协调，是以电流在电缆导体中发热为依据。也就是说，在低电流的过电流区域内，虽然电缆通以过电流，但在保护装置（例如断路器）的过载保护元件（例如断路器长延时脱口装置）动作时，电缆的实际温度不能超过其允许的最高温度；在短路电流区域内，在保护装置切断短路故障的时间内，短路电流引起电缆严重发热的值，不能大于电缆的允许值。
关键字：船用电缆 电缆型号 截面积
中图分类号：U665.12
船用电缆又称船用电力电缆，是一种用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑的电力、照明和一般控制之用的电线电缆。船用电缆的选择不论在船舶设计，还是在船舶安全方面都占着举足轻重的地位，船用电缆的选型与敷设不仅关系到整船的电力系统稳定性与安全性，并且在紧急情况下，对于船舶应急系统、报警系统的持续工作等都起到很重要的作用，不论是在建造检验规范还是在检验的法规中都针对电缆进行了很详细的说明和要求。
船用电缆在用途上可以分为三类：船用电力电缆，用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑的电力、照明和一般控制之用；船用控制电缆，用于河海各种船舶及海上石油平台等水上建筑一般控制之用；船用通信电缆，用于各种传播通信、电子计算机、信息处理设备中的信号传输和控制系统。
一、船舶电缆的结构和性能
电力电缆一般有单芯、双芯、三芯和多芯等不同的品种，在船舶电力系统中使用最多的是双芯和三芯电缆。双芯电缆用于滞留和单相交流线路，三芯用于三相交流线路，控制或通讯用电缆一般采用多芯电缆。
二、船用电缆型号的命名方法
在我国常用的船用电缆命名编号方式如图2所示，常见到的代号及含义如表1所示。
表1常见电缆代号
在一般民用船舶设计中我们现在较多采用的是乙丙绝缘电力电缆和交联聚乙烯绝缘低烟无卤无内套电力电缆。通常现在采用较多的CEF80/SA、CEF80NA、CEF90/SA、CEF90NA、CJ86/SC、CJ86/NA等型号。客船和对安全环保要求较高的船舶建议采用交联聚乙烯绝缘低烟无卤无内套电力电缆。
三、船用电缆在设计中的选择
船用电缆的选择基本流程如图3所示
1、首先对于电缆型号的选择
选择电缆型号首先应该明确电缆型号（代号）的含义，然后根据电缆的用途（动力、照明和无线电通信）敷设的环境（电缆敷设位置干燥、潮湿、低温和是否要求屏蔽等）和工作的条件（固定敷设、穿管敷设和可移动），选择满足用电设备使用要求的电缆型号。
2、电缆导体的选择
船用电缆一般均采用铜作为导体，船用电缆标准中明确的将导体结构分为了一般（固定敷设）、软（移动用）和特软（可多次重复弯曲和扭转）三种类别，根据不同的设备和使用的环境不同，选择相应的导體结构，如可携式电气设备就应采用移动软电缆。
3、电缆绝缘材料的选择
电缆绝缘材料的额定运行温度至少比电缆敷设处所可能存在的或产生的最高环境温度高10℃。一般情况下选取乙丙橡胶和交联聚乙烯这两种材质的绝缘材料即可满足船舶电缆的使用要求。
4、电缆保护层的选择
4.1固定敷设在露天甲板、浴室、货舱、冷藏处所、机器处所或可能出现凝结水或有害蒸气（例如油蒸气）的任何其他地点的电缆，均应具有金属不透性护套（铜、铅合金）或非金属不透性护套（聚氯乙烯、氯丁橡皮、氯磺化聚乙烯等）。护套的性质应满足环境条件的要求。
4.2敷设在永久潮湿的处所，而以吸潮材料作绝缘的电缆，均应采用金属护套。
4.3所有电气设备以外的电缆及布线至少应为滞燃型的。一般应采用通过接受标准规定的成束滞燃试验的电缆，如采用通过接受标准规定的单根滞燃试验的电缆，而需成束敷设时，则应采取限制火焰沿电缆束蔓延的措施。
4.4需在失火状况下工作的设备的电缆，包括其供电电缆，如穿过较大失火危险处所和客船上的主竖防火区，则应采用耐火电缆。但下列设备可以除外：
（1） 故障安全系统；
（2） 有自我检测功能的系统；
（3） 双套系统，且其电缆是远离分开敷设的。
4.5在客船上的旅客处所和服务处所，只应安装无卤电缆。
5、电缆截面积的选择
我国船用电力和照明回路用电缆的芯数和导体截面规格如表2所示：
5.1船舶电力系统中电缆负载电流的佑算
正确估算电缆负载电流，是选择电缆截面的主要依据，所以，在电力系统设计时，必须十分注意电缆负载电流的估算。
5.1.1发电机主回路负载电流的估算
目前有两种选择方法，即： 1）按发电机额定电流的100 %选择。
2）按发电机长延时保护装置动作整定值选择。
5.1.2照明回路负载电流的估算
1）最后支路按各设备的额定电流的总和计算，例如货舱照明、探照灯、电热电器和小型电动机等。但在确定照明电路的电流定额时，每一灯头必须按能与其连接的最大负载电流计算，最小为60W（装置结构只能装接定额低于60W者除外）。
2）照明回路的最大负载电流，考虑下述负载电流的总和：
连续负载的额定电流的总和；
分配电板备用开关额定电流的50%；
分电箱备用开关的电流（该电流值按分电箱其他非备用开关的实际电流的平均值估算）。
5.1.3电动机馈电回路负载电流的估算
1）单台电动机回路
通常的考虑方法是大于电动机的额定电流即可。而船舶电气设计手册中明确规定应大于电动机额定电流的1. 25倍。
2）一般用交流电动机电力分电箱
通常可以采用式下式计算
式中—第i台电动机额定电流（A）
—备用回路容量（A）； 5.2确定电缆截面积
根据负载的工作制、电源种类、电缆芯数、负荷的实际情况计算出总的负载工作电流。即要充分考虑负载设备是连续工作制还是断续工作制、电源是交流还是直流、负载的同时工作系数等因素。
电缆所能承载的最大连续负载，应不超过该电缆经过校正系数校正后的标称电流。在估算最大连续负载时，可以考虑各个负载需用系数和最大负载的持续时间。
（1）发电机至总配电板的连接电缆，依据发电机的额定电流来选择。
（2）电动机的连接电缆，应按电动机的额定电流来选择。
（3）分配电板的连接电缆，应考虑负荷系数及同时工作系数，但要有一定的余量。
（4）单或双芯电缆的截面应大于1，多芯电缆每芯的截面应大于0.8，以满足机械强度的要求。
（5）为了敷设方便，截面大于25的电缆宜采用单芯电缆；截面大于120时，则宜采用两根较小截面电缆并联的方式来代替。
（6）三相交流线制中，原则上采用三芯电缆。若截面较大时，可采用单芯电缆或多根三芯电缆并联使用的方式。但不宜采用有金属护套的电缆，以防止涡流发热。
（7）进入蓄电池室的连接电缆应采用单芯电缆，以有利于接线。
（8）选择多芯电缆时，应留有备用芯线。一般实用电缆为2～4芯时，备用1根；实用电缆为5～17芯时，备用1～3根；实用电缆为18～48芯时，备用3～5根。
（9）信号电缆不能与控制电缆、电力电缆等共用一根多芯电缆，以防止相互干扰。
5.3电缆截面的修正
电缆的标称载流量是电缆在标准环境温度下确定的。由于电缆所处环境温度、工作条件的差异及电缆穿管、捆扎等的影响，电缆的实际温度往往很高，如果电缆仍按其標称载流量工作，则会导致电缆过热而不能正常工作，故应对所选用电缆的截面积进行适当的修正。
5.3.1 周围环境温度的修正
（1）一些船舶工作的环境温度经常低于标准环境温度，处于该温度下电缆的实际负载电流可适当提高。
（2）一些经常处于机舱、热管附近的电缆，其实际环境温度大大高于标准环境温度，处于该温度下电缆的实际负载电流要有所降低。
5.3.2 穿管电缆截面的修正
（1）当穿管长度小于1.3m时，可不修正。
（2）当穿管长度大于1.3m时，散热条件明显恶化，则有公式
式中：S为实际电缆截面积；SN标称电缆截面积；其单位均为；1.25为修正系数。
5.3.3 成束电缆敷设时的修正
当长度超过3m，有6 根以上电缆同时在一起敷设时即为成束电缆敷设。随着船舶电气化程度的提高，电缆用量不断增加，该方法应用越来越广泛。几十根乃至上百根电缆紧密地靠在一起，势必造成电缆散热的恶化，电缆能通过的负载电流比标称负载电流小了很多，所以必须进行修正。其修正公式为
式中：I为实际电缆载流量；IN为标称电缆载流量；其单位均为A；0.85为修正系数。
5.3.4 线路电压降允许值
就船舶电力系统设计而言，计算线路电压降是为了校核所选用的电缆回路产生的电压降，是否满足有关规范和规则的要求。其实际意义仍在于确保电力系统的供电质量。有关规范和规则明确的指明了线路电压降的允许值，设计时应充分予以考虑。
5.3.5保护装置动作特性与电缆的保护协调
保护装置动作特性与电缆的保护协调，是以电流在电缆导体中发热为依据。也就是说，在低电流的过电流区域内，虽然电缆通以过电流，但在保护装置（例如断路器）的过载保护元件（例如断路器长延时脱口装置）动作时，电缆的实际温度不能超过其允许的最高温度；在短路电流区域内，在保护装置切断短路故障的时间内，短路电流引起电缆严重发热的值，不能大于电缆的允许值。