引言

从船舶事业的发展趋势看，不仅船舶技术不断完善，应用要求也日益提升，船舶电气设计的任务更加繁重。在实际设计的过程中，应该结合近几年造船类型和数量，结合各种设计方案、经验与要求，促进工艺技术的不断优化和创新。我国很多设计都依靠国内外船舶设计院完成，然后由工艺设计人员根据图纸进行施工生产设计。为保障电气设计的合理性，需要严格检查船舶设计图纸，根据图纸内容提出合理建议，为船厂施工提供更加详细的依据，确保电气安全性，提升船舶使用寿命。

一、船舶电气设计中的常见问题

船舶电气设计具有很强的专业性特点，在实际设计的过程中，需要许多专业的共同参与，对从业者有很高的素质要求。但很多船舶电气设计人员虽然掌握专业的电气知识，但缺少船舶电气的设计经验，所以设计中会出现各类问题，缺少对使用、维修等方面的思考，侧重提升运作性能，造成设计方案不全面。在设计准备阶段，没有做好资料收集工作，对原船现场勘察不够深入和全面，没有充分了解机械设备控制原理，或者对电气接线的掌握不够全面，所以设计中会存在很多安全隐患^[1]。船舶电气设计具有系统性、复杂性的特点，需要与其他专业联系在一起，精准把控设计细节。但在实际设计的过程中，各个部门之间缺少交流互动，没有形成良好的合作关系，对对方的需求不了解，造成设计方案不符合全船技术规则书要求，不仅增加造船成本，还可能带来安全隐患。此外，一些设计人员不了解设备选型要求，没有从宏观角度进行统筹分析，造成设备选择不当，会增加后期建造成本，也可能造成电气设计不合理。

根据设备对传播航行安全性的影响程度，可以将设备划分为重要和非重要两类。重要设备可以进一步根据应用需求划分为主要和次要两类。主要设备可以确保船舶的持续推进，同时不需要连续操作的设备，是保障船舶安全必不可少的设备。在电力系统设计的过程中，为确保主要设备可以连续供电，重要设备可以持续工作，需要采取合理的设计方案。在连续供电的过程中，断路器供电设备如果发生故障，会造成线路中一个断路器脱口，其他断路器不会脱口，确保由其他断路器供电的设备还能继续供电。为满足这个条件，需要确保三个断路器之间可以进行选择性保护。

二、船舶电气设计的优化对策

（一）充分掌握全船技术规格书

在电气设计的过程中，为保障设计的合理性，设计人员需要先了解全船设计规格书，从船舶种类、性能、航行海区等多个角度进行分析，了解所造船舶需要遵守的规范要求、国际公约等。在此基础上，进一步了解与电气设计有关内容，包括供电系统的电源数量、频率、电压、电源保护方式等等，对全船需要用电的设备进行统计，明确每个设备的负载要求以及使用情况。一些设备比较容易被忽视，包括轮机、舾装等等。例如，如果建造成品油船，规格为7000t，则根据技术规格书可知，船舶中需要安装2台烘干机，但在设计院提供的图纸中，可能只有1台，由于审查不详细，到交船环节才发现该问题，造成工作量增加，同时浪费许多成本。根据规格书，确定船舶所需电气设备的规格、型号、功能。通常，规格书可能与电气说明书内容不完全相符，这种情况下，应该将规格书作为主要依据，严格遵守规格书中的要求和标准进行设计^[2]。例如，在4000m³绞吸式挖泥船接船组验收环节，其提出了“采用选通型声力电话”的意见，但电气设计的负责人并不接受修改，船厂同意的情况下，工作量会增加，浪费大量时间和成本。所以，将规格书、CCS图纸退审意见等文件作为依据，对接船组进行多次说明，将规格书作为唯一参考，最终将意见取消，避免成本浪费。

（二）详细校对设计院设计图纸

在实际设计的过程中，应该将技术规格书作为根本依据，同时严格遵守各项法律规范、国际公约等要求，在耐火线缆选择、选择性保护设计等方面，采取合理的方案和工艺。对送审图纸进行严格校对，如果发现不符合要求的项目，应该及时提交反馈意见进行图纸修改。图纸送审、退审之后，应该根据具体的规范要求，与设计院及时联系和讨论，尽快进行修改和调整，避免设计不符造成成本增加。针对审图中心提出的意见，应该详细查询各个参考资料，并且与设计师、造船师进行及时有效的沟通，尽快解决图纸中的各项问题，确保图纸设计的合理性，为后续造船奠定良好的基础。

在图纸设计的过程中，应该注意几项常见问题：第一，详细校核全船用电设备。因为船舶建造比较复杂，电气专业与其他专业相互交叉、联系紧密，所以要严格根据规格书要求，与各个专业进行有效的协调，确认具体的用电设备数量、功率等参数，并且详细计算电力负荷，审核计算结果是否准确，确保设计的合理性；第二，正确选择断路器。为确保设备可以连续供电和工作，同时满足选择性保护要求，应该合理选择断路器。在确认用电设备参数之后，对每路负载的断路器容量进行确认。例如，多用途船设计的过程中，根据60t的船舶规格要求，需要设置主配电板，其母排A、B的联络开关选择2500/2500A，结果尺寸较大，难以安装和修改。审核图纸后发现，该船的电力系统采用分区供电的方式，轴带发电机的重负载与联络开关设置在发电机两侧，所以侧推无法使用，根据实际工况，此时有1台发电机供电，额定电流为1640A，所以2000A开关即可满足要求。

（三）科学选择电气设备的类型

根据船舶发展趋势，对电气设计进行不断优化和改进。在实际设计的过程中，为确保设计方案的合理性和科学性，需要做好设计准备工作，结合实际进行设备的科学选型，确保设备运作符合要求^[3]。在实际选择的过程中，需要充分分析厂家提供的资料，了解各个设备应用性能，同时学习相关操作流程，分析设备实际运行中的难点，然后制定针对性的电气设计方案，保障设备选型符合要求。以电缆选择来说，应该根据全船防火区域划分图以及消防安全要求进行选择，保障电缆耐火等级满足需求，可以用于报警系统、公共广播系统等等。以耐火电缆来说，要确保在失火状态下，电缆可以维持工作。通常，耐火电缆有两类可选，分别是无机绝缘金属护套电缆和耐热聚合物绝缘护套电缆（即MI电缆和FS电缆）。前者安全可靠，但价格较高；后者技术不断完善，目前已广泛应用。

在各类设备选择中，断路器选择是十分重要的内容，会直接影响设备供电的连续性。如果是一般用途的断路器，应该确保额定分断能力高于各个安装点的预期短路电流最大值。如果在交流电力系统中，额定短路分断能力应该高于预期对称短路电流。在实际选择时，可以根据极限分段能力进行判断。

（四）选择性保护的实现

在电力系统某处故障时，可以利用保护电器的选择原则来控制故障。也就是说，串联电路中，上下级保护电器动作时间应该不同，可以在时间长短上进行区分。从断路器的角度分析，下级断路器分段时间应该比上一级断路器可返回时间短，以此确保短路时，可以实现先选择性保护。假设线路中有K1、K2和K3三个发电机断路器，三者之间要实现选择性保护，可以设定断路器动作比但发电机最大短路电流情况下断路器瞬时分断大，同时整定值也要比发电机最大短路电流和小，确保在对应位置出现短路故障时，只有K1动作；针对主要设备，为实现选择性保护，以此确保没有故障的设备电路可以继续供电。应该严格根据规范要求，采用过载选择性保护的方式。通常根据电流原则即可实现过载保护。也就是根据过载电流大小，对断路器动作值进行整定。在短路选择性保护方面，通常选择时间性保护的方式，尽可能直接由主汇流排供电。针对无法单独供电的主要设备，断路器采用串联的方式，要确保各个断路器的动作协调，满足连续性供电要求。针对其他设备，也要确保连续性工作。所以在选择断路器的过程中，应该确定断路器具有较好的分断以及闭合能力。为实现选择性保护，可以根据断路器的脱扣曲线采取对应的协调方案，制造商可以直接提供上下级协调动作开关组合，例如采用能量跳闸技术。

三、结束语

综上所述，在船舶电气设计中，应该分析各类常见问题，结合电气设计要求制定科学的设计方案，确保设计的合理性。通过对船舶电气设计中常见问题的研究，可以认识到只有提高图纸设计在船舶电气设计中的重要性，才能有效地避免潜在的问题。船舶电气设计问题是客观存在的，其工作本身具有一定的复杂性，涉及因素很多，影响工作效果的因素也是多方面的。随着技术和社会的进步，船舶电气设计的重要性日益突出，面对各种要求和设计工作日益困难。为此，必须坚持问题导向，结合船舶电气设计的具体情况，加强业务水平，稳步开展工作，规范图纸设计内容，科学选型，努力提高整体性能和运行安全。

参考文献：

[1]缪孝雄.数据对接技术在船舶电气设计中的应用[J].船舶物资与市场,2023,31(01):14-16.

[2]刘华军.基于船舶电气设计的常见问题分析[J].中国设备工程,2021(18):94-95.

[3]徐亚东.船舶电气设计中的防火防爆分析[J].船舶物资与市场,2021,29(07):55-56.