资源描述：
《船舶电缆局部过热原因分析及防范措施_何佳.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、船舶电缆局部过热原因分析及防范措施中国舰船研究设计中心何佳王谨内容提要:从电缆温升理论计算和电缆散热环境的角度,分析船舶部分舱室电缆局部过热现象,指出的原因,提出纠正措施。关键词:舰船电缆过热原因分析纠正措施一般情况下,电缆导体外都有护套(内衬垫和隔热层)、铠装等数层,敷设在托架上,处于温度一定的外界媒质中。电缆内部,工作时因漏电引起的损耗,包括电缆导体引起的导体损耗、电缆绝缘介质层引起的介质损耗、护套损耗及铠装损耗等,都导致电缆发热升温。通过托架敷设在电缆通道的电缆,表面温度高于周围媒质时,以对流和辐射方式与通道的空气交换热设电缆表面温度θS,环境温度θa,
2、则敷设在空气量,同时以传导方式与电缆托架交换热量。中的单芯电缆的表面温度与环境温度的温差ΔθS:若电缆内部的热量不能有效地传递给周围媒质,ΔθS=θs-θa致使一段或几段电缆表皮最高温度长期超过70℃,就据热欧姆定律,有:是电缆局部过热。尤其是老旧船舶,电缆本身也因老化ΔθS=(Wc+Wd+WS+Wa)×T4(1)而绝缘降低,舱室隔热层和电缆穿过结构开口处的橡鉴于工作电流为直流,泄漏电流极小,介质损耗皮套老化、剥落,电缆更容易过热。Wd、护套损耗WS和铠装损耗Wa,可以忽略不计,电缆局部过热可能引发断电甚至火警,威胁船舶安全。中的损耗可等效看作只有导体直流电阻
3、引起的导体损1故障现象耗Wc;再考虑舰船上电缆成束敷设,增加温度修正系某船,高温海区航行时,机电系统各设备工作正数K,式(1)演化为:常,各电缆实际工作电流为恒定直流50A,部分舱室ΔθS=K×Wc×T4(2)电缆局部过热。用红外热像仪测量,艏部储藏舱内的电电缆的导体损耗Wc:22缆表皮温度达85℃,艉部空调器舱内的电缆表皮温度Wc=IR=IR20[1+α20(θS-20)](1+YS+Yp)T4达88℃。式中,趋表效应因数Ys和临近效应因数Yp,都是局部过热的电缆,型号为JEPJ85/SC的舰船用单电流频率的函数,直流可忽略不计,则2芯铠装电缆,芯线(导体)
4、规格1×8,长期工作允许温度Wc=IR20[1+α20(θS-20)]·T4(3)85℃,考虑电缆绝缘层、护套和铠装等温度降,环境温R20,20℃导体的直流电阻,由电线电缆手册查得是-5度45℃时允许连续工作电流59A,电缆表皮的长期最2.3×10Ω/cm;高允许温度不超过70℃。α20,20℃导体电阻的温度系数,由电线电缆手册查-32过热原因分析得是3.93×101/℃;2.1电缆温升计算De,电缆外径,该船是1.4cm;引起电缆工作时发热的,有导体损耗、介质损耗、h,电缆表面散热系数,由电线电缆手册查得是-425/4护套损耗和铠装损耗。如果知道各种损耗和各
5、部分的4.2×10W/(cm·℃);则热阻,便可以利用电缆等效热路计算各部分的温升。1T4=1/4=0.007规格1×8的JEPJ80/SC型电缆,是单芯铠装电缆,#Deh(Δ!S)其等效热路图如图1所示。假定环境温度45℃,工作电流直流50A,代入式图中:(3),则22Wc、Wd、Ws和Wa,分别是电缆每厘米长度每相Wc=IR20[1+α20θS-20]·T4=50的导体损耗、介质损耗、护套损耗和铠装损耗,单位K和Wc代入式(2),则允许的电缆表面的温升2W/cm;ΔθS=K×Wc×T4=1.2×50×0.007=21.4℃T1、T2、T3和T4,分别是每厘
6、米长度电缆的导体热而电缆表面温度阻、护套热阻、铠装热阻和外部热阻,单位℃·cm/W。θS=θa+ΔθS=45+21.4=66.4℃船舶电缆局部过热原因分析及防范措施——何佳王谨·51·由此得知,对于该型电缆,长期恒定电流50A显·改善电缆的散热条件,尽可能加强通风,加快电然太大:缆散热;·电缆环境温度小于45℃时,电缆虽然不会过·尽可能降低电缆的工作电流,减少电缆损耗。热,但表皮温度接近允许值70℃,余量显然太小。按上述思路,该船采取的措施,是:·若环境温度高于45℃,或通风不畅,电缆表皮·减少系统损耗(即热量的产生),满足系统要求温度易超过70℃而局部过热。
7、的情况下,工作电流(恒定直流)从50A降为40A;2.2电缆散热环境·拆除电缆过热部位的托架,隔热层不完整处重电缆通过电缆托架敷设在电缆通道,且其表面温新敷设,并保证电缆与隔热层之间至少有20mm的间度高于周围媒质时,电缆以对流和辐射方式与通道的距,然后装上电缆托架;空气交换热量,同时以传导方式与电缆托架交换热量。·电缆穿过结构的开口处,包敷橡皮套以隔热;所以:·过热严重且条件允许的部位,加装通风头,加快·环境温度越高,电缆温度也越高;散热。·外部热阻越大,电缆向周围媒质散热就越困难,采取上述措施后,最终解决了电缆局部过热问题。电缆的温升就越高。6月中旬天气炎
8、热时进行温度试验,结果显示,所有的隔热
