摘要：在科技迅速发展背景之下，船舶设计也得到了快速发展，电气设计质量提升明显。但是整体而言，电气设计仍然存在不同程度问题，对此，下文重点分析，并结合具体问题提出优化方案。

关键词：船舶;电气设计;常见问题;优化方案中图分类号：TU  文献标识码：A  文章编号：（2020）-06-001

引言：船舶设计，电气设计为重点，关系船舶运行安全。但是，电气设计还存在供电、断路器选择、电缆使用等方面问题。因此，需要从专业视角出发，对于上述常见问题展开优化设计，提高电气设计质量。

一、船舶电气设计中的问题

（一）连续供电问题

1.电源方面

船舶的行驶需要依靠稳定的电源提供电能才能完成相关操作。同时，用于海洋航行船舶对于电源供电的依赖性也相对较高。如果船舶航行过程，发电机出现断电或停止工作，需要将设备的主电源供电立即回复，以保证船舶航行安全。在操作过程，部分船舶可能出现电源供电不连续问题，影响操作和航行安全。

2.设备方面

设计船舶的电力系统时，如果设备供电出现间断，就会导致辅助设备正常运行受到影响，致使设备难以正常使用。因此，无论是重要设备，还是常规设备，在设计过程需要将其连续供电内容考虑其中。

（二）断路器的选择问题

设备供电连续能够实现选择性保护，进而保证船舶的运行安全。在设计过程，如果断路器的选择存在问题，就可能导致电气系统存在安全隐患，断路器使用效果不佳、接通能力较弱、耐受能力不强等问题，因此需要对断路器合理选择[1]。

（三）线缆选择问题

设计船舶电气结构时，线缆的选择关系船舶行驶、维护等工作安全。部分时候，缆线选择不合理，会导致火灾问题的发生。因此，在设计阶段，需要严格注意线缆的选择，优先考虑耐火电缆的选择，按照相关规定，合理选择。

（四）发电机调速问题

设计阶段，对于船舶应急发电机调速考核十分必要。由于船舶内部应急发电机需要利用增压柴油机作为动力源，负荷试验过程，通常按照发电机100%的额定负荷展开一次施加。当前，船舶生产技术发展迅速，船舶吨位越来越高，应急发电容量有所提升。如果使用传统试验方式，考核其应急发电机调速性能，可能存在局限性，试验结果难以达到预期。

（五）选择性保护问题

船舶的电力系统保护方式的选择和其航行安全有关。在设计规范当中明确要求，若电气系统当中存在故障，需要使用选择性保护措施，保护系统中的重要设备，保证供电连续。但是设计期间，需要遵循特定原则，不可出现经验主义的弊端。

二、船舶电气设计常见问题的优化方案

（一）连续供电问题的解决

1.解决电源的连续供电问题

为确保船舶电源的供电连续性，可使用如下措施，优化设计：一方面，部分船舶利用一台发电机完成供电，若该发电机存在故障或停运，就要迅速采取补救措施，可设置备用的发电机，在发电机停运30s时间之内迅速能够启动，和主配电板相连，确保备用发电机容量充足，能够满足船舶重点辅助机械顺序启动或自动化启动需求。这种设计形式大多应用在小型船舶当中，吨位低于1600t。实践表明，利用自动启动的方法，难以在30s时间之内将船舶的基本供电进行恢复。所以，如果船舶发电机的总容不超过400kW，出现停运现象无须自动启动。另一方面，如果船舶内部存在不低于2台的发动机，其中1台停运时，需要将重要设备及时卸载，同时采取保护措施，保护辅助设备，保证船舶的运行正常。

2.解决设备的连续供电问题

在船舶的电力系统当中，主要设备负责船舶推进以及连续操舵相关工作;常规设备是维持推进以及相关操舵工作。所以，设备供电的连续性和船舶航行的安全性息息相关。设计期间需要遵循系统安全原则，确保船舶当中重要设备能够连续供电，辅助设备也能具备持续供电。当设备出现故障难以启动时，应即刻采取措施补救，可使用设备开关，前提是开关具备良好的分析、闭合等能力。设计过程，将重点设备、常规设备供电连续性作为重点考虑对象。如果断路器的供电出现故障，需要展开详细分析，明确断电原因，并采取选择性保护措施。要求设计人员及时找出故障因素，采取措施提高开关闭合、分析等能力，保证供电连续性，为船舶的电力系统稳定运行奠定良好基础。

（二）合理选择断路器

为优化船舶电气设计过程断路器的设计，需要结合设备特点，并将断路器承受能力、使用性能、接通性能、分析能力等综合考虑，按照如下原则进行选择：首先，电气系统在设计阶段断路器的额定短路能力要高于安装点的短路电流;其次，安装在重点设备位置断路器，需要对其运行能力重点考虑，保证高于安装电触头处最高短路电流;最后，如果选择延时类型断路器，需要考虑其耐受能力，应略高于安装点最高预期的短路电流。如果船舶的电气系统，发生短路问题时，电路电流处于100～200ms之间，那么断路器应该使用短路之后电流值为100ms的产品。

与此同时，为保证断路器的合理选择，还要考虑断路器设备保护性能，能够持续为设备提供供电。具体应结合船舶内部用电设备实际数量、电制和功率相关信息，全面核算各路负载，计算断路器的容量，保证选型合理。比如：在船舶主配电板之上，存在联络母排开关，图纸显示电流量2500A，但实际开关结构相对较大，难以在主配电板上完成安装，并且设计过程不可对主配电板进行修改。图纸校对期间，发现船舶为分区供电形式，安装在轴带发电机两端的断路器还有联络开关以及连接负载等功能，所以，不可使用侧推形式。从断路器使用需求出发，可在船舶供电方面选择轴带发电机1台，保证其额定电流为1640A，如此一来，利用2000A开关即可满足使用需求。负载转移阶段，2000A开关仍然能够满足需求。所以，设计阶段可将联络开关设定2000A，之后修改图纸，确保开关设计和主配板实际配电情况相符，还能节约船舶生产成本[2]。

（三）选择耐火电缆

预防船舶发生火灾风险，保证航行安全，需要严格按照规定，对于耐火电缆进行选择，具体可从如下两方面入手：第一，选择的缆线应该保持火灾发生之时仍可维持船舶设备正常工作。如果供电电缆经过火灾危险区、甲板以及防火区，应该选择耐火电缆;第二，火灾发生时，能够保证应急报警、失火报警、探火系统、公共广播、动力系统、防火门控制、状态指示、灭火系统、应急照明、水门控制上述系统的设备能够正常运行。

（四）合理选择发电机的调速方式

针对船舶内部应急发电机调速试验期间，需要注意如下问题：第一，如果船舶内部应急发电机的平均有效压力在8b缸柴油机以上，施加的第一次负荷应高于规范当中要求的负荷值;之后再施加一次负荷将剩余负荷全部施加;第二，如果船舶的应急发电机平均有效压力在8b缸柴油机以下，可一次性将试验压力全部向发电机当中施加[2]。

（五）合理设计选择性保护

设计阶段，可运用电流选择，结合过载电流对于断路器产生的动作值进行判断，遵循选择性保护消耗时间这一原则，在串联电路当中保护动作（上级）产生的动作时间相对较长，保护动作（下级）的动作时间相对较短，因此，处于下级的断路器在分断时间上应低于上级断路器返回时间。

结束语：总之，结合上文对于船舶的电气设计相关问题展开深入分析，需要行业设计领域人员高度重视，对于船舶的电气设计各个细节严格规范，以精益求精的态度，不断完善和优化设计，高效处理存在问题，为船舶电气高质量设计提供支持。

参考文献

李祥娟.船舶电气设计中常见的问题及优化方案[J].船舶物资与市场，2019，（05）：46-47.