CB Z 221-1998 舰艇电缆选择规则.pdf
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1、l i:J CB 中国船舶工业总公司部标准CB/Z 221-98 舰艇电缆选择规则Regulations of cable selection for naval ships 1998-12-29发布1999-06一01实施中国船舶工业总公司发布中国船舶工业总公司部标准舰艇电缆选择规则Regulations of cable selection for nayal ships 1 范围1. 1 主题内容本标准规定了舰艇上0.6/1 kV及以下的电缆选择规则。1. 2 适用范围本标准适用于舰艇,军辅船亦可参照使用。2 引用文件GJB 774-89 舰船用电缆和软线通用规范GJB 1916-94
2、舰船用低烟电缆和软线通用规范3 定义本章无条文。4 一般要求4. 1 电缆选择原则CB/Z 221-98 分类号:u19 代替CB/Z221-86 舰艇电缆的选择除应符合本标准要求外,还应符合GJB1916的规定;经军方同意,也可选用GJB774规定的电缆或船用电缆。4.2 电缆分类电缆一般分为电力电缆(包括动力、照明)、控制电缆、通信电缆(包括通信、信号、计算机)和射频电缆。其产品代号及表示方法按GJB774的规定。4.3 选择概要4. 3. 1 电力、控制及通信电缆的选择4. 3. 1. 1 根据敷设位置的环境条件、使用系统及工作条件,确定绝缘、护套、编织层及结构,选择电缆型号。在同一艘舰
3、艇上应尽量选用相同耐温等级的电缆,否则应按成束中所有电缆的温升都不超过耐温等级最低的电缆来选择。若跨越多个舱室或区域,则应按条件最恶劣情况来选择。4, 3. 1. 2 由实际工作电流、同期系数、工作制、环境温度、敷设情况和允许电压降等确定导体截面积,并确定线芯数,选择电缆规格。4. 3. 1. 3选择电缆程序见图1.中国船舶工业总公司1998-12-29批准1999-06-01实施4. 3. 2 射频电缆的选择CB/Z 221-98 工作制、环境温度、败设情况修正图1选择电缆程序惺图射频电缆应按工作频率、电缆匹配要求(特性阻抗)、传输功率大小和允许衰减等加以选择。4. 3. 3特种电缆的选择对
4、于在恃殊场合和条件下使用的恃种电缆,还应有针对性地选择,以适合于其特殊条件或要求5详细要求s. 1 电力及控制电缆的选择5. 1. 1 绝缘的选择s. 1. 1. 1 舰艇上任何电缆的额定电压应不低于它所在线路的标称电压。对于容易遇到如接触器操作的高电感电路所产生的冲击电压的电缆,应作特殊考虑s. 1. 1. 2 绝缘材料的允许最高工作温度至少应比电缆安装场所可能出现的最高环境温度高10C以上,耐温60的电缆一般不用在机炉舱内s. 1. 1. 3 绝缘材料的性能:乙丙橡胶耐温等级高,电绝缘性能好,适用于一般场所用交联聚乙烯具有电气绝缘性能好,耐温等级高,重量轻与一般的聚乙烯相比,提高耐热变形性
5、,改善了高温下的机械性能,改进龟裂性能和耐老化性能,增强了耐化学稳定性适合于电缆密集的舰艇使用硅橡胶具有使用温度范围广,电绝缘性能优良,吸水性及防霉性好耐燃、耐辐射、耐油,但抗拉强度、撕裂强度和耐磨性比普通橡胶低得多,耐酸碱性能差适合于特殊回路或有特殊要求时用聚氯乙烯耐电压和绝缘电阻比较高,耐燃、耐油、耐化学腐蚀和良好的耐水性能,但易产生热塑性变形它也可以选择恰当的配合剂,以满足不同的使用要求适宜于低压及通信用矿物绝缘具有耐高温、防火、防爆、不老化、机械强度高、安全可靠,适合于舰船特殊恶劣的工作环境其它绝缘材料的使用应经军方同意s. 1. 1. 4 绝缘材料工作温度见表1I 2 CB/Z 22
6、1-98 表1 绝缘材料导体允许长期工作温度备注普通型聚氯乙烯60 动力电缆不准使用耐热型聚氯乙烯75 (小艇的24v电力系统允许例外)交联聚乙烯85 小艇优先选用乙丙橡胶85 一硅橡胶95 矿物绝缘95 s. 1.2 护套和防护覆盖层的选择护套材料有交联聚烯;臣、氯丁橡胶、硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚氯乙烯及尼龙塑料等。防护覆盖层一般指镀铸钢丝编织层(主要作机械保护)和镀锡铜丝编织层(主要作屏蔽)两种。为了防腐蚀或单点接地需要,在编织层外加外护套。外护套材料有交联聚烯短、聚氯乙烯、氯丁橡胶三种。s. 1. 2. 1 从环境要求的角度选择5. 1. 2. 1. 1 机炉舱(包括主、辅机舱、锅炉
7、舱和舵机舱等内电缆,一般不宜采用塑料护套电缆。用于舰艇顶部,舷侧或舱壁上敷设的电缆(通信、广播、雷达等电子设备系统电缆除外),宜采用氯丁橡胶护套电缆;从机械保护的角度出发,可考虑带钢丝编织层对小艇除穿越舱室多、且截面积较小的电缆外,可不带钢丝编织层,但在过道或易碰的局部需加防护罩在这些舱室底部(包括铺板线以下)敷设的电缆,宜选用耐油较好的氯磺化聚乙烯护套电缆,或者带编织层再外加护套的电缆。s. 1. 2. 1. 2 盟洗室、厕所、浴室、厨房内电缆要求密封性好,可选用氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯及聚氯乙烯护套等而不需要金属编织层若这些舱室位于上甲板,可采用穿管敷设,或选用带金属编织层再外加护套的电缆。
8、s. 1. 2. 1. 3 冷库内电缆应使用防水、防渗及耐寒性好的护套,如氯磺化聚乙烯或氯丁橡胶护套。不能使用塑料护套,且不能带金属编织套。s. 1. 2. 1. 4 蓄电池室、油漆间内电缆,一般应选择氯磺化聚乙烯或聚氯乙烯护套,还可以选用带金属编织层外加聚氯乙烯护套的电缆,或者穿管敷设。s. 1. 2. 1. 5 工作舱室(包括无线电室、雷达室、集控室、电航室、作战指挥中心、指挥仪室及驾驶室等)内电缆宜选用氯丁橡胶护套井有金属编织层的电缆,对于抗电磁干扰要求较高的场所,应选用铜丝编织层。s. 1. 2. 1. 6 露天甲板(包括驾驶台)上电缆,一般应选用有金属编织层加防蚀外护套的电缆。5.
9、1. 2. 1. 7 弹药舱、武器库内电缆应选用带钢丝编织层的或带钢丝编织层外加防蚀护套的电缆。5. 1. 2. 1. 8 除非另有规定,对于潜艇舷外固定敷设电缆及艇内通过耐压船体、舱壁的电缆,水面舰艇破损线以下并穿过水密舱壁的电缆应采用符合耐水压要求的纵向密封电缆。s. 1. 2. 1. 9 潜艇应急浮标信号装置用电缆应选用能承受规定拉力和规定水压的径向密封电缆。5. 1. 2. 1. 10 一般舱室(包括住舱、会议室等)内电缆一般护套均可以使用。5. 1. 2. 1. 11 对于舰艇上所用电缆要求为无卤、低烟、低毒的或有类似要求场所,可选用无卤、低烟、低毒、阻燃的交联聚烯怪护套电缆5. 1
10、. 2. 1. 12 安装在核反应堆舱内的电缆护套应满足核辐射要求a5. 1. 2. 2 从系统要求的角度选择5. 1. 2. 2. 1 对于主干电缆、大功率回路及主要用电设备馈线宜选用氯丁橡胶、交联聚烯短、氯磺化聚乙烯护套:对于小艇的低压24v系统及小功率控制回路电缆可选用重量轻、外径小的聚氯乙烯及尼龙护CB/Z 221-98 套s. 1. 2. 2. 2 电力系统若必须采用单芯电缆,而线路电流又超过20A者,若有屏蔽要求或有机械保护需要,不应选用钢丝编织层,而应用非磁性材料(铜丝)铠装。s. 1.2.2.3 对于传输控制、报警和安全系统的电缆应选用带屏蔽层,一般选用带铜丝编织层。s. l.
11、3 电缆的燃烧特性选择5.1.3.1 按电缆在火焰条件下的燃烧特性,至少选择符合单根阻燃要求的阻燃电缆,有要求时,应选符合成束阻燃要求的阻燃电缆,且电缆材料一般应无卤,在火焰燃烧下应低烟、低毒。s. 1. 3. 2 对通过灭火站、应急消防泵等耐火区域或处所的电缆,以及在失火状态下必需维持工作的重要设备的电缆,若穿过高度失火危险区域时,则应采用耐火型电缆5. 1.4 导体结构的选择电缆的软硬程度主要与导体的结构有关,导体可分为一般、软及恃软三种结构。对于固定敷设,旦被连接的用电设备不属移动性质的电缆,则应选用一般结构,对于某些用电设备电缆,如手提灯、接岸电电缆,应选用软结构;对于移动频繁且使用中
12、发生回转的设备的电缆,应选用特软结构s.1. s 线芯数的确定s.1. 5. 1 三相电路,每根电缆均应为三芯单相交流或双线直流电路每根电缆均应为二芯品进蓄电池室的蓄电池连接线及配电板的内部接线尽量选用单芯电缆s.1. s. 2选择穿过甲板或舱壁的多芯电缆时,应考虑备用线芯,最少备用线芯数见表2.表2非弯曲使用弯曲使用单线芯、对统或三线组最少备用钱芯数单线芯、对统或三线组实际需要的线芯数实际需要的钱芯数418 46 1928 2 712 2945 3 1324 2537 3843 注2对于每根线芯截面积超过2.5mmz的多芯电缆,非要求备用量s. , 6 电缆导体截面积的确定最少备用线芯数2
13、3 4 5 电缆导体截面积应根据电气设备额定电流、工作制、同期系数、环境温度、敷设情况及允许线路电压降等因素确定所选电缆的额定电流值应不小于该电缆所在电路的总负载电流值s. 1. 6. 1 单个用电设备馈线的实际工作电流的确定a.单个直流用电设备实际工作电流按公式(1)计算,交流三相用电设备实际工作电流按公式(2)计算,交流单相用电设备实际工作电流按公式(3)计算:p# 103 l=K1一一. (!) I u. 1J P. 103 l=K1一”.”(2)./ 3 u .守.cos伊P. 103 I= K1 ., . (3) u.1Jcos伊式中:I一一设备馈线的实际工作电流,A;4 CB/Z
14、221-98 用电设备实际消耗功率或电流K1一一,负载系数;用电设备的额定功率或电流p”一一负载的额定功率,kW;u.一一负载的额定工作电压,V;乎一一负载的效率;C哪一负载的功率因数5. 1. 6. 2 多个用电设备馈线的实际工作电流的确定对同时向几个用电设备供电的电缆,其实际工作电流应取各设备的实际工作电流的总和,考虑同期系数后加上备用支路的额定电流值。对于直流用电设备按公式(4)计算,对于交流用电设备按公式(5)计算I= KoU町Ku)+lb . (4) I= Ko,/ (艺I.;.K1Y+ (艺I.;9K1Y+lb . (5) 式中:I 一一对多个用电设备馈线的实际工作电流,A;同时工
15、作的电流之和Ko一一,负载的同期系数;馈线所供电设备工作电流之和i -1、z.用电设备的序号;L,一一第i个用电设备的额定工作电流,A;K1,一一第i个用电设备的负载系数;lb一一备用支路容量,A.J nia = l.;COSi一一第i个用电设备的额定有功电流,A;J nip= ln;COS轨一一第i个用电设备的额定无功电流,A;明l;./I;一一第i个用电设备的功率因数注:对交流电力线路来说,多个用电设备馈线的实际工作电流应按公式(5)求得备接入负载的电流失量和,而当各个接入负载的功率因数相差不大于o.25时,可按算术求和来估算总电流此时,计算电E降时所取的功率困数应是负载中起主导作用的用电
16、设备的功率因数在确定电路的实际工作电流时,应考虑到备用支路的容量若是照明电路,每一灯头必须按能与它连接的允许大负载计算。5. 1. 6. 3 工作制的确定工作制分为连续、短时和重复短时工作制三种。5. 1. 6. 3. 1 电缆通以恒定电流的持续时间超过三倍电缆时间常数时则认为是连续工作制。电缆的时间常数见图2.电缆连续工作制的额定电流值见表3。当电缆芯数超过四芯时,一般应将表3中单芯电缆的额定电流乘以表4所列修正系数。CB/Z 221-98 3 I/ / ) , v / v IV 1商界持续时间3T / / 不叫v / / / v / , 以v v Iv 200 150 100 90 60
17、70 60 50 40 30 籍IE ill; 20 15 nuwn唱“,自Ru”侃”吨UV-E- I 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10 15 却2530 354045切创70BO90100电疆总外挂ct.mm图2电缆的时间常数导体标称截面口1口120. 75 1.2 1.5 2 2. 5 3 4 5 6 8 10 13 16 20 25 35 40 50 70 95 12。150 185 240 300 400 500 625 CB/Z 221-98 表3电缆连续工作制的额定电流(环境温度为50)A 乙丙橡胶或交联聚乙烯绝缘硅橡胶或矿物绝缘单芯12 15
18、17 19 23 26 30 36 41 45 55 63 75 85 98 113 136 151 169 212 259 301 343 390 461 526 直流交流611 592 696 639 790 696 电缆线芯数5 6 7 24 25 42 43双芯三芯或四芯单芯10 8 15 13 11 19 14 12 22 16 13 23 20 16 29 22 18 30 26 21 34 31 25 40 35 29 46 38 32 52 47 39 62 54 44 71 64 53 84 72 60 95 83 69 110 96 79 128 116 95 157 12
19、8 106 170 144 118 190 180 148 242 220 181 295 256 211 342 292 240 390 332 273 447 392 323 542 447 368 627 直流交流直流交流520 504 428 414 591 543 487 447 671 591 553 487 表4多芯电缆额定电流修正系数修正系数双芯三芯或囚芯13 10 16 13 19 15 20 16 25 20 26 21 29 24 34 28 39 32 44 36 53 43 60 50 71 59 81 67 94 77 109 90 133 110 145 119
20、162 133 206 169 251 207 291 239 332 273 380 313 461 379 533 439 一CB/Z 221-98 5. 1. 6. 3. 2 短时工作制有半小时和一小时工作制两种。可采用图3给出的相应修正系数。图3的短时工作制修正系数仅适用于断电时间大于三倍电缆时间常数的场合。2.2 时长1-e)2.1 2.0 T一时简帧(见图2)t,一工作时间,mm1.9 1.8 1.7 气。电q的问需剧组1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 i - aE 朋BO 70 60 50 40 电H外经d,mm30 20 10 1.0 0 “半小时”和“一小时”工作制的修
21、正系数图38 CB/Z 221-98 s. 1. 6. 3. 3 重复短时工作制的修正系数由图4确定1.7 1.6 1.5 俨h1 1-exp(-i ) 1.3 1.2 1.1 1.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 图4重复短时工作制的修正系数图中所给出的修正系数计算式是按10min为周期的粗略计算,其中4min为恒定负载,6min为空载若工作制与上述时间不同,电缆允许电流Ic1按公式(6)计算。I,立式中:l,r一考虑同期系数修正后的电缆允许电流,A;I.一一电缆额定电流,A;t一一工作时间,min;T一一电缆时间常数,min.5. 1. 6. 4 环境温度修正系
22、数(K,)的确定. (6) 舰艇的环境温度规定为50,若周围空气温度高于或低于50,则要对电缆连续工作制的额定电流进行修正,环境温度修正系数K.见表5.CB/Z 221-98 表5不同环境温度修正系数(K,)环凌温度环境温度修E系数 导体允许最高工作温度85时导体允许最高工作温度95c时35 1. 19 1. 16 40 1. 13 1. 11 45 1. 06 1. 05 50 1. 00 1. 00 55 0. 93 o. 94 60 o. 84 0. 88 65 o. 75 0. 81 70 0. 65 0. 75 75 0. 53 0. 66 80 0. 58 85 0. 47 5.
23、1. 6. 5 成束电缆敷设修正系数的确定对于不超过六根的电缆成柬敷设时若能保证电缆束周围冷却空气自由循环,则可直接采用表3所列的额定电流,对于可能以额定负载同时工作而又紧靠在一起,且周围无空气自由循环的六根以上的电缆束,二层敷设时成束电缆敷设修正系数Kp应采用0.85的修正系数。5. 1. 6. 6 电压降校核当电缆在正常工作条件下承载最大电流时,从主配电板汇流排至负载输入端的电压降应不超过额定电压的6%。对于24v系统,其线路电压降,宜不超过额定电压的10%。对于动力线路,根据发热选择电缆截面后,电压降一般均能符合要求,可仅验算一、二个最严重的情况(线路最快、电流最大、截面小)对于24v低
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