1 概 述

随着近年来船舶和海洋工程领域科技与建造能力的持续发展，设备数量和用电容量日益增加。目前很多大型船舶电力系统的总装机容量已经达到数十兆瓦，一些海工用途的船舶和设施系统容量甚至已经超过了一百多兆瓦。伴随着系统容量的逐步增大，越来越多的中高压电力系统被用于船舶海工项目中。从设计、施工到运维的各个环节，都比以往任何时候更关注电力系统的可靠性。

电力连接，作为电力系统的重要组成部分，也是确保电力系统稳定可靠运行的关键环节之一，被越来越多地关注和重视。作为全球电力连接行业的市场领导者，TE Connectivity，（以下简称“TE”）,一直关注船舶与海工行业客户需求，并致力于为全球客户提供优质的产品和解决方案。我们与客户一起面对电力连接中的各种挑战，特别是如何在恶劣海洋环境下确保船舶与海工设备电力连接的可靠性的课题。

2 船舶与海工领域电力连接的要求与挑战

伴随社会发展和科技进步，我们的船舶在过去几百年中，经历了由风帆时代进化到蒸汽时代，进而步入到现如今的电气时代。与此同时，海洋工业也因全球各国对海洋能源的开发需求和科技投入，实现飞速的发展。电力从最初仅用于船舶照明，到现在作为新型船舶的动力推进、海工设施的运行和生产能源，其容量和重要性随之达到了前所未有的高度，各种电力输配和连接的问题和挑战也被呈现在我们面前。

从电力输配和连接可靠性角度，船舶与海洋工程对电力系统的要求可以概括为以下几个方面：

·可靠的电力供应和输配，确保船舶、平台等离岸装备的推进、作业、监控以及通信的可靠性和安全性；

·在不可避免的高湿度、高盐雾、大温差和其他潜在腐蚀等恶劣环境下持续稳定的性能；

·电力连接和附件需要能够经受严酷的环境的考验，高性能的产品和材料确保有效地防潮密封，电气绝缘和保护；

·船舶和离岸设施内空间非常有限，可供机电设备安装的空间非常狭小。而电力需求的增大，电缆规格和数量也逐步增加，就要求在狭小的空间内实现更高电压、更大截面、更多数量的电缆连接，且确保其长久可靠运行；

·电缆导线的标识永久可靠，可以在任何运行维护、检修时清晰辨识，确保运维效率；

·系统的控制和效率也依靠精准和可靠的仪器，包括必要的附件，比如互感器，传感器等，其质量和性能的选择也是一个不可忽视的问题。

3 TE瑞侃(TE Raychem)服务船舶海工领域的历史和经验

从上世纪60年代开始，基于与海军舰船应用相关的知识、经验和产品，我们逐步发展出满足专业商业海洋市场的需求的产品。现在这些产品以及由此发展而来的各种产品组合及方案正在被世界各地越来越多的船舶施工人员所使用。

在1974年，TE集团下属的Raychem公司就建立了一支专门团队来为海洋工程和离岸作业的客户服务，并关注他们的需要，提供相应的产品。

随后，我们参与了包括英国著名石油公司在北海的油气开发项目。为了能够克服海洋高湿度、高盐雾、高腐蚀的环境，甚至北海风暴潮等极端气候的威胁进行正常油气开采作业，客户对其电缆连接提出了近乎苛刻的要求。在这个项目中我们为客户定制了各种高性能的中、低压电缆接头和终端，帮助客户实现了设计和建造目标。

上世纪80年代，随着韩国、新加坡、日本等亚洲国家造船业的崛起，Raychem公司的产品和服务也随即延伸到了亚洲海洋工业领域，长期与亚洲造船行业客户保持紧密合作，为其解决各种电力连接问题。

所有这些努力，都为我们更好理解和服务这个特殊工业领域客户需求打下了扎实的基础。随着海上石油勘探和生产发展，在这个市场中产生了一个更大的客户群，持续提出各种新的特殊需求。

近年来全球船舶与海工市场的发展，对于专用船舶和离岸设施的需求持续增长。TE电力连接产品及附件也被更加广泛地用于新的设计中。包括用于效率更高、体积更大的船舶设备中，如FPSO（浮游式生产、储存、卸载船）、钻井船、LNG（液化天然气船）、大型集装箱船（冷冻集装箱）等。

随着现代船舶和海工的规模与复杂性的增加，对于动力要求也在持续增长。无论如何，海洋环境对电气工程师来说在技术和环境上都有着特殊的挑战，必须持续应对。作为电力连接行业可信赖的合作伙伴，确保产品能够满足甚至超过应用的要求，拥有突出的可靠性，是我们始终如一的追求目标。

4 TE船用电力连接产品与解决方案

4.1 全面认证的电力连接产品

为满足运行安全和行业管理的要求，船舶与海工行业对配套产品和设备的品质和认证一直以来有着严格的要求，其中包括船级社认证。

为了参与船舶与海工市场竞争，满足客户对船级社认证的相关规定要求，TE与全球各大权威船级社保持长期合作关系，及时了解和更新相关产品认证。截止目前，各主要产品系列均已取得船级社的认证：

产品名称	认证船级社
中压热缩电缆终端	Det Norske Veritas（挪威船级社） Germanischer Lloyds（德国船级社） Bureau Veritas（法国船级社） Registro Italiano Navale（意大利船级社） Lloyds Register of Shipping（英国劳埃德船级社） Russian Marine Register of Shipping（俄罗斯船级社） American Bureau of Shipping（美国船级社）
中压冷缩电缆终端	Det Norske Veritas（挪威船级社）
中压热缩中间接头	Det Norske Veritas（挪威船级社）
低压热缩中间接头	Det Norske Veritas（挪威船级社）
屏蔽式可分离连接器	Det Norske Veritas（挪威船级社）
绝缘靴套	Det Norske Veritas（挪威船级社）
热缩绝缘管	Det Norske Veritas（挪威船级社） Germanischer Lloyds（德国船级社）
热缩拉链管	Det Norske Veritas（挪威船级社） Germanischer Lloyds（德国船级社）
热缩绝缘终端(绝缘帽)	Germanischer Lloyds（德国船级社）
热缩分支手套	Germanischer Lloyds（德国船级社）
电力仪表	Bureau Veritas（法国船级社）

同时，我们同样关注产品的多样性，以便能满足全球不同地区、不同标准体系客户的选择需要。例如，对于中压电缆终端，我们提供热缩和冷缩两种形式，同时提供美标和欧标两个版本，用以满足当地相关标准要求（如IEC,IEEE等）。

4.2 TE电力连接产品在船舶与海工的应用

船舶与海工电力电气系统是个复杂的系统，有许多应用需要特别考虑产品的可靠性，包括：

• 电缆附件

- 电缆终端

- 中间接头

- 电气绝缘管

- 修补与密封

• 线缆标记

• 仪器/仪表

• 其他电气连接组件

4.2.1 中压电缆终端

随着电力系统的电压越来越高，更多的中压电缆终端被应用于船舶海工电力系统中。中压热缩电缆终端有着悠久的应用历史，出色的性能。因其优秀的防水性、小巧性及防潮密封性，能够适应潮湿环境下的可靠运行。

7.2KV~24KV电压等级现在普遍被用于船舶与海工平台，并且随着设备容量的增大，电压呈继续增高的趋势；单芯和三芯的终端可适用于各种类型和结构的电缆。

在海洋环境下，电缆终端有效可靠的防潮密封是必不可少的。热缩绝缘管内壁的热熔胶及额外提供的密封胶，可以确保即使在高湿度环境下长期运行，外界湿气也不会渗透到终端内部造成不良影响。

中压电缆附件主要用于连接各种中压设备，比如马达、发电机、开关柜、变压器等，是现代船舶、平台、钻探等设备中关键的电气系统的组件，为电气设备和电缆之间的可靠连接起到关键作用。连接系统必须同时满足电缆和电力设备两者对连接的要求，如类型及结构；同时还有对其电气性能，如冲击耐压、交直流耐压、局放等的要求，而且还需要能够抵御恶劣海洋环境潜在的各种影响。

TE提供新一代高性能热缩电缆终端（IXSU），因其能够在小空间内实现动力电缆的可靠连接，而特别受到海工行业客户的欢迎。

·为了确保满足全球电气标准的要求，该系列终端（适用于42kV以下的系统）已经通过了相关IEC和IEEE规范下的测试认证；

·采用先进的非线性氧化锌应力控制系统，直接附着在红色耐电痕绝缘管的内壁上；

·应力控制的材料是热熔性的，通过其热熔后充分填充与电缆绝缘层间的微小间隙，进一步提升电缆终端的电气性能；

·同样这种热熔胶附着在电缆绝缘层上，也使整个热缩终端都被完全地防潮密封保护，最大限度保证了终端在潮湿和盐雾环境下的卓越性能。

对于船舶动力需求的日益增加意味着需要更多的电力连接，但往往这些链接更多地限制在空间有效的终端接线盒中。这就意味着需要更短、更小的终端，以便可以安装在弯曲的电缆上。

在不少场合我们需要提供更多的选择方案。比如，在不允许动用明火的操作平台或者炼油装置上。在这种情况下，冷缩终端就是个可行的选择，它可以作为热缩终端的替代产品。任何产品和方案都具有其优势和劣势，我们会帮助客户针对自己的需求选择最为合适的产品。

4.2.2 屏蔽式可分离连接器

随着新型开关设备的应用，屏蔽式可分离连接器也逐步在离岸设施中开始使用。

·采用客户广泛接受的硅橡胶绝缘材料；

·同时提供保护和密封附件，以便其能够适用于3芯的电缆或每相有两三根电缆连接的情况；

·为了能够方便和安全地对屏蔽连接器所连接的设备进行操作及维护，提供测试和接地附件，可以快速、简便地使用。

下图所示为测试棒和接地组件，只需要移除连接器上的尾塞即可进行测试。测试棒可以直接与连接器或设备套管接触，允许带电检测。

Raychem中压船用接头的首次应用可以是在40多年前，至今其出色的性能已经得到了充分的验证。

电缆接头通过DNV的认证，可以用于修补、维护、改造或新建等各种场合。在某些不允许花费长时间、高成本或复杂接线盒存在的情况下提供电缆连接方案。

这些热缩产品可以如其在陆地上一样简便使用，通过安装过程中的加热可去保证接头中不会产生水汽，即使原来存在于电缆端头中的湿气也可以随着加热而被去除。

特殊设计的机械螺栓接管，可以在确保电力连接可靠的同时，实现快速免特殊工具安装。

4.2.4低压电缆附件

为了满足客户对低压电缆附件和绝缘管的各种需求，TE提供各种低压绝缘管供选择，包括：

·中壁热缩套管（内壁可带热熔胶）

·低烟无卤(LSHF)热缩套管

·电缆外护套修复套管（提供机械保护、密封和电气绝缘）

·电缆保护帽（用于电缆端头需要有效密封和防潮保护的场合）

另外，电缆分支手套可用于低压电缆终端的密封，同时有助于防止潜在的可燃气体从平台、船舶的一个部分转移到另一部分。

4.2.5 电缆护套修补（中低压，电力、通讯电缆）

由于复杂的现场环境，在线缆铺设和施工过程中会出现破损的情况。因此实际施工中，经常需要对破损的电缆外护套进行修补。

内带热熔胶的包裹式热缩拉链管已经被证明是一种方便和永久的电缆外护套解决方案，可以避免花费高昂成本和时间来更换破损电缆。

随着越来越多复杂系统在船舶海工设施上的应用，日益增加的线缆数量（动力、控制、仪表、声纳、通信等）使潜在的混乱和错误更加频繁。仪表信息和电力的缺失等，会导致系统停机和其他故障中断所带来的巨大损失，尤其是在技术人员在很远的地方不能及时前来排除故障。因此，线缆的正确标识对于快速安装和简易维修十分重要，且这种标识必须与线缆本身具有相同的使用寿命。

用事先印好的标记作为他们质量控制系统的一部分—安装工程师采用这些标记来确保图纸上每个接线都被完成并准确标记。

4.3 全方位的技术支持和服务

4.3.1 潜在性能问题的分析和改善

随着电力系统对于船舶和海工装置的重要性越来越高，电气工程师更加意识到在恶劣海洋环境中保持电力系统稳定运行的重要性以及其中潜在的问题。

由于处于潮湿和盐雾的运行环境，没有正确处理的电缆连接会产生一系列的特殊问题。如图所示，PVC胶带被用于相序标识，因此造成电缆终端最外层抗电痕绝缘管性能受到严重影响，并出现了不可避免的供电问题。这些现象通常是由漏电起痕造成的绝缘破坏。铜质接线端子上出现了由PVC在潮湿酸性环境下严重爬电引起的腐蚀，但电缆终端本身因其具有抗电蚀电痕性能而并未受到破坏。

在电缆芯上的PVC胶带引起的漏电起痕明显降低了电缆终端的整体性能，避免在这样的情况下使用PVC胶带，就可轻松避免此现象。

4.3.2 产品安装指导与客户培训

根据使用要求（如电压、电缆规格、结构等）正确选择电缆附件的重要性是显而易见的，但前提是产品性能必须是经过充分验证的，且在整个运行寿命期内维持其高性能。

电缆附件的安装也是与产品质量同等重要的，所以作为负责任的供应商，TE会为客户安装人员提供安装培训，以确保每个TE产品在客户现场能够被正确安装，保证产品长期的可靠性。同时，我们有一批经验丰富的工程师为客户提供技术支持服务。

5 总 结

随着船舶海工装备电气化程度的日益提高，电力系统的容量、电压和复杂程度也随之提升，中压甚至高压电力系统更多被推广到新的船舶和海工设施上。如何在恶劣海洋环境下保证电力系统的持续稳定，是摆在设计和建造工程师们面前的一个长久课题。更多新的电气绝缘材料和电缆附件设计，为我们提供了更多实现目标的可能。

近年来，中国船舶海洋工业的飞速发展，使我们逐步成为了全球最大的船舶海工制造基地。尤其是越来越多超大型、特种用途船舶和深海油气开发、储运设施等高端装备的建造，大大提升了我们在该领域的技术水平和配套要求。

作为全球领先的电力连接方案供应商，TE将持续关注包括中国在内的船舶海工市场客户的需求。依靠我们丰富的全球经验和技术积累，提升在中国本土的设计开发、生产配套、技术服务能力，为中国客户提供最优质的电力连接产品，以及最贴近用户的服务，支持中国船舶海工产业的升级发展。