Typy námořních elektrických kabelů

Námořní kabel musí fungovat tam, kde se může společně vyskytovat vlhkost, sůl, vibrace, chemikálie, mechanické zatížení a omezený instalační prostor. Výběr pouze podle velikosti vodiče nebo napětí může proto ponechat důležitá environmentální a bezpečnostní rizika nevyřešená. Kupující také musí odlišit lodní kabeláž od kabelů instalovaných na pobřežních konstrukcích nebo trvale ponořených pod hladinou moře. Následující části klasifikují lodní elektrické kabely podle funkce, vysvětlují dostupné ochranné konstrukce a ukazují, jak sladit každý lodní kabel s automatizačními, energetickými, ropnými a plynárenskými aplikacemi a větrnými aplikacemi na moři.

Klasifikujte typy námořních kabelů podle práce, kterou vykonávají

Terminologie námořních kabelů se může stát matoucí, protože některé názvy popisují funkci obvodu, zatímco jiné popisují materiál nebo ochranný prvek. Výkon, řízení, přístrojové vybavení a komunikace jsou funkční kategorie. Pancéřované, flexibilní, vodotěsné, olejivzdorné, nehořlavé a nízkokouřové konstrukce představují možnosti výkonu, které lze použít pro několik funkčních kategorií. Praktická specifikace by měla nejprve určit, co musí kabel nést, a poté definovat ochranu požadovanou pro zónu jeho instalace.

Rozvod energie a podmořské napájecí kabely

Námořní napájecí kabely distribuují elektrickou energii z generátorů, transformátorů nebo rozvaděčů do motorů, osvětlení, čerpadel, palubních strojů a pomocných systémů. Nízkonapěťové kabely běžně slouží místním rozvodům, zatímco systémy středního napětí mohou být použity tam, kde jmenovité hodnoty zařízení nebo přenosové vzdálenosti činí vyšší napětí praktičtější. Oblast vodiče musí být zvolena pro zatěžovací proud, pokles napětí, zkratovou zátěž, způsob instalace, seskupení a okolní teplotu spíše než samotný zatěžovací proud.

Samostatnou skupinu tvoří podmořské napájecí kabely, protože jsou navrženy pro nepřetržitý provoz pod vodou a instalační zatížení. The Řada vysokonapěťových ponorných kabelů zahrnuje měděné nebo hliníkové vodiče, jedno- nebo třížilové konfigurace, XLPE izolaci, vodu blokující vrstvy a kovové pancéřování. Uvedené aplikace zahrnují pobřežní větrná připojení, pobřežní a ostrovní propojení, podmořské sítě obnovitelné energie a napájení platforem na moři.

Řídicí a přístrojové kabely

Ovládací kabely přenášejí příkazy, stavové signály a blokovací funkce mezi ovládacími panely, akčními členy, relé, ventily a strojním zařízením. Přístrojové kabely slouží citlivým měřicím obvodům spojeným s tlakem, teplotou, průtokem, hladinou a dalšími procesními proměnnými. Přestože se jejich funkce překrývají, přístrojové obvody často vyžadují přísnější kontrolu elektromagnetického rušení a přeslechů mezi páry.

Stíněný nebo opletený design může chránit nízkoúrovňové signály, když trasa prochází v blízkosti motorů, měničů s proměnnou frekvencí, napájecích zdrojů nebo spínacích zařízení. The Stránka Flexibilní ovládací kabel popisuje vícejádrové, stíněné, pancéřované a bezhalogenové varianty s nízkou kouřivostí. Také identifikuje verze odolné proti slané vodě a vlhkosti pro pobřežní plošiny a námořní automatizační systémy.

Komunikační a optické kabely

Komunikační kabely podporují datové sítě, monitorovací systémy, alarmy, navigační zařízení, komunikaci na platformě a spojení mezi pobřežními aktivy. Měděné datové kabely mohou být vhodné pro kratší spoje, ale optická vlákna poskytují vysokou datovou kapacitu bez vedení elektrického proudu a nejsou ovlivněna elektromagnetickým rušením. Jejich výkon stále závisí na vhodné mechanické ochraně, blokování vody, metodách zakončení a směrování.

Pro podvodní a dálkové spoje, an Offshore Fiber Optic Cable může obsahovat optickou jednotku, výplňovou směs, pevnostní člen, vodotěsnou bariéru, ocelový drátěný pancíř a PE vnější plášť. Lehké, jednopancéřové a dvoupancéřové konstrukce lze uvažovat podle hloubky instalace, podmínek mořského dna, zatížení v tahu a vystavení vnějšímu poškození.

Speciální námořní kabely

Názvy speciálních servisních kabelů popisují spíše environmentální nebo mechanické vlastnosti než připojené zařízení. Flexibilní kabely se používají tam, kde pohyb, vibrace nebo obtížné vedení činí tuhou konstrukci nevhodnou. Pancéřované konstrukce zvyšují odolnost proti nárazu, drcení, tahu a dalším vnějším silám, ale další vrstvy zvyšují průměr, hmotnost a tuhost v ohybu.

Ohnivzdorné kabely a kabely zpomalující hoření slouží také k různým účelům. Konstrukce zpomalující hoření omezuje šíření plamene, zatímco ohnivzdorný kabel je určen k zachování provozu obvodu po definovanou zkušební dobu. Nouzové osvětlení, alarmy, vypínací systémy a kritická komunikace proto mohou vyžadovat jiné důkazy než běžné napájecí nebo řídicí obvody.

Přizpůsobte konstrukci námořních kabelů zóně expozice

Kabel instalovaný uvnitř chráněné místnosti s vybavením čelí různým podmínkám, od kabelu vedeného přes otevřenou palubu, přes rozstřikovací zónu, dolů z věže turbíny nebo podél mořského dna. Klasifikace prostředí by měla brát v úvahu trvalé ponoření, přerušované rozstřikování, kondenzaci, vystavení ultrafialovému záření, teplotu, chemikálie, vibrace, otěr a potenciální dopad. Nestačí nazývat každý výrobek pro mokré prostory jako námořní kabel, protože občasná odolnost proti vlhkosti automaticky neprokazuje vhodnost pro trvalé ponoření.

Kde je hlavním rizikem pronikání vlhkosti, a Vodotěsný kabel používá voděodolnou izolaci nebo těsnící struktury, které pomáhají chránit vodiče ve mokrých, venkovních, podzemních nebo námořních instalacích. Požadovaná konstrukce stále závisí na tom, zda expozice zahrnuje vlhkost, přímý postřik, dočasné zaplavení nebo trvalý tlak pod vodou. Spoje, průchodky a koncovky musí poskytovat ochranu konzistentní se samotným kabelem; jinak může voda vniknout do spoje, i když vnější plášť zůstane neporušený.

Strojovny, hydraulické systémy, vrtací zařízení a zpracovatelské prostory mohou vystavit pláště kabelů palivu, mazivům, mazivům nebo chemikáliím. An Oleji odolný kabel používá pláště a izolační materiály vybrané pro snížení bobtnání, měknutí, praskání nebo ztráty mechanické pevnosti související s olejem. Odolnost vůči oleji by měla být posuzována společně s teplotou, otěrem, vlhkostí a konkrétní použitou kapalinou, protože jeden obecný štítek odolnosti nemusí pokrývat každou chemickou koncentraci nebo dobu expozice.

S trasou musí odpovídat i mechanická ochrana. Pancéřování může být vhodné pro exponované, zakopané nebo podmořské úseky, zatímco flexibilní neozbrojená konstrukce může fungovat lépe na chráněných cestách, kde dochází k opakovanému pohybu. Stínění je vybráno pro elektromagnetickou kompatibilitu, nikoli jako náhrada za pancéřování nebo blokování vody. Podobně může plášť LSZH snížit kouřové a halogenové emise během požáru, ale nezávisle nezaručuje integritu okruhu nebo trvalou vhodnost pod vodou.

Přizpůsobte rodiny kabelů offshore aplikacím

Každý offshore projekt obvykle vyžaduje několik rodin námořních kabelů spíše než jednu univerzální konstrukci. Níže uvedená tabulka spojuje běžné oblasti použití s ​​jejich hlavními obvody a prioritami výběru.

Námořní automatizace závisí na spolehlivé koordinaci mezi senzory, ovladači, akčními členy, pohony a bezpečnostními systémy. Silové obvody by měly být odděleny od citlivých signálových tras tam, kde je to praktické, zatímco stínění, uzemňovací uspořádání a geometrie kabelů by měly být vybrány jako součást kompletního návrhu elektromagnetické kompatibility. Flexibilita je zvláště důležitá u pohyblivých sestav, kompaktních skříní a tras vystavených vibracím.

Větrné farmy na moři kombinují vnitřní rozvody turbín, připojení polí, exportní obvody, monitorování stavu a komunikaci. Ropné a plynárenské platformy přidávají náročná procesní prostředí, kde expozice oleje, požární výkon, mechanická ochrana a integrita signálu mohou ovlivnit specifikaci kabelu. Podmořské okruhy představují další rizika během výroby, nakládky, přepravy, pokládky, zakopání, provozu a možného využití. Návrh a zajištění podmořského napájecího kabelu by proto měly být považovány za proces životního cyklu spíše než za rozhodnutí týkající se pouze produktu.

Použijte proces výběru strukturovaného námořního kabelu

Začněte s elektrickým provozem. Zaznamenejte napětí systému, provozní proud, přípustný pokles napětí, úroveň zkratu, frekvenci, konfiguraci vodičů a připojená zařízení. U řídicích a přístrojových obvodů také definujte typ signálu, počet párů nebo jader, uspořádání stínění, limity kapacity a filozofii uzemnění. Námořní kabel vybraný bez úplných dat obvodu může být v jednom ohledu předimenzovaný, ale v jiném neadekvátní.

Dále zdokumentujte trasu instalace po částech. Identifikujte chráněné vnitřní prostory, exponované paluby, zóny rozstřiku, prostory strojovny, chemické oblasti, dynamické sekce, podzemní cesty a trvale ponořené sekce. Zaznamenejte očekávanou teplotu, minimální ohybový prostor, vibrace, tažné napětí, interval podpory, riziko nárazu a dostupnost pro výměnu. Tato metoda založená na trase často odhaluje, že různé úseky vyžadují různé konstrukce kabelů nebo technické přechody.

Požadavky na požár by měly být specifikovány nezávisle na vlhkosti a mechanických vlastnostech. Zjistěte, zda okruh vyžaduje kontrolu šíření plamene, snížení emisí kouře a korozivních plynů nebo nepřetržitý provoz během požáru. Nouzové a bezpečnostní obvody mohou vyžadovat přísnější konstrukci, vedení, oddělení a testování než běžné služby. Certifikát, zkušební protokol a příslušná norma by měly odpovídat skutečnému nabízenému designu kabelu, spíše než široké kategorii produktů.

Řada IEC 60092 poskytuje samostatné požadavky na konstrukci kabelů, silové obvody, řídicí a přístrojové obvody a výběr a instalaci kabelů na palubách lodí a pobřežních jednotek. IEC 60092-350 se zabývá obecnou konstrukcí a testováním, IEC 60092-353 se týká specifikovaných lodních a pobřežních napájecích kabelů a IEC 60092-376 se vztahuje na stíněné a nestíněné řídicí a přístrojové kabely. IEC 60092-352 řeší výběr, instalaci a provozní podmínky, včetně pevných systémů ovlivněných vibracemi nebo pohybem lodi.

Samotné normy nedoplňují specifikaci. Kupující by měl potvrdit vydání projektu, požadavky na klasifikaci, schválení úřadů, pravidla instalace a dokumentaci očekávanou pro plavidlo nebo pobřežní jednotku. Podmořské a dynamické pobřežní kabely mohou také vyžadovat projektovou specifickou analýzu nad rámec běžných standardů lodních kabelů. Závěrečná kontrola by měla porovnat technický list, konstrukční výkres, zkušební plán, příslušenství, spojovací systém a předpoklady trasy jako jeden balíček.

Vyvarujte se chybám při instalaci a údržbě

I správně zvolený lodní kabel může předčasně selhat, když je během instalace překročen tah, tlak na boční stěnu nebo minimální poloměr ohybu. Nepodporované rozpětí a příliš utažené zarážky mohou vytvářet koncentrované namáhání, zatímco nekompatibilní vývodky mohou poškodit pouzdro nebo zanechat neúčinné utěsnění vůči okolnímu prostředí. Podmořské systémy vyžadují kontrolovanou manipulaci, protože zatížení instalace se může podstatně lišit od běžného provozního zatížení.

Kvalita zakončení si zaslouží stejnou pozornost. Lepení pancéřování, uzemnění stínění, příprava vodiče, těsnění a odlehčení tahu musí odpovídat schválenému návrhu. Směšování výkonu a citlivých přístrojů v nevhodných trasách může způsobit rušení, které se zdá být spíše chybou zařízení než problémem kabeláže. Uvedení do provozu by proto mělo zahrnovat příslušné zkoušky izolace, kontinuity, vodičů, stínění, optické a funkční zkoušky.

Intervaly kontrol by měly odrážet náročnost prostředí a kritičnost obvodu. Týmy údržby by měly hledat praskliny pláště, zploštění, otěr, uvolněné podpěry, korozi, poškození související s olejem, přehřáté spoje a vniknutí vody do blízkosti ucpávek nebo spojů. Záznamy trendů pomáhají odlišit izolovaná poškození od opakovaných problémů způsobených směrováním, pohybem, kontaminací nebo nesprávnou ochranou. Opravy by měly obnovit původní elektrické, mechanické, požární a ekologické vlastnosti namísto pouhého zakrytí viditelného poškození.

Závěr

Výběr lodního kabelu by měl začít funkcí obvodu a poté zohlednit napětí, expozici vodě, chemikálie, pohyb, mechanické zatížení, chování při požáru, rušení signálu a příslušné požadavky schválení. Lodní, plošinové a podmořské okruhy by neměly být považovány za identické instalace. Yongchuang působí jako výrobce a dodavatel kabelů nabízejících kategorie napájecích, řídicích, speciálních a komunikačních kabelů. Jeho ověřená produktová řada může podporovat přesnější přizpůsobení kabelové konstrukce požadavkům námořní automatizace, energetiky na moři, ropných a plynových plošin a větrných elektráren na moři.

FAQ

Otázka: Jaký je rozdíl mezi námořním kabelem a podmořským kabelem?

Odpověď: Námořní kabel se obecně používá na lodích nebo pobřežních jednotkách, zatímco podmořský kabel je navržen pro nepřetržitou instalaci pod vodou, tlak, blokování vody a zatížení mořského dna.

Otázka: Které typy námořních kabelů se používají v pobřežních větrných farmách?

Odpověď: Projekty větrné energie na moři běžně používají podmořské napájecí kabely, interní napájecí kabely, řídicí a přístrojové kabely a kabely z optických vláken pro připojení k síti, automatizaci a monitorování.

Otázka: Proč jsou námořní ovládací kabely často stíněné?

Odpověď: Stínění snižuje elektromagnetické rušení z blízkých napájecích kabelů, motorů a spínacích zařízení a pomáhá tak citlivým řídicím a přístrojovým signálům zůstat stabilní a přesné.

Otázka: Je každý vodotěsný kabel vhodný pro trvalé ponoření?

Odpověď: Ne. Odolnost vůči vlhkosti nebo dočasnému vystavení vodě automaticky nezaručuje vhodnost pro trvalé ponoření, tlak pod vodou, napětí při instalaci nebo otěr mořského dna.

Otázka: Kdy je nutný pancéřový námořní kabel?

Odpověď: Pancéřování je zvažováno tam, kde trasa vystavuje kabely nárazům, drcení, tažným silám, nebezpečí zasypání nebo aktivitě na mořském dně, ale u chráněných flexibilních tras může být zbytečné.