Yêu cầu về dây cáp điện cho ngành tàu thủy

Dây cáp điện rất quan trọng đối với ngành tàu thủy, được sử dụng để truyền tải điện hoặc tín hiệu cho nhiều mạng lưới như chiếu sáng, điều khiển thiết bị điện, đọc dữ liệu điều khiển, hệ thống báo động như:

• Mạng điện trong phòng máy, nồi hơi, thiết bị tàu thủy…
• Mạng lưới chiếu sáng thông thường, mạng lưới chiếu sáng khẩn cấp như đèn tín hiệu, đèn hành lang, lối thoát hiểm, trạm điều khiển khi gặp sự cố.
• Mạng điện áp thấp cung cấp các mạch điện cho điện thoại, điện báo trên tàu, thông tin vô tuyến, báo cháy…
• Mạng lưới các thiết bị định vị điện tử cung cấp năng lượng cho la bàn con quay, máy đo tiếng vang, nhật ký điện cơ, radar…

Cần lưu ý rằng khối lượng cáp điện trên tàu có thể = 1/3 tổng khối lượng của tất cả các thiết bị điện trên tàu, sự an toàn của thủy thủ đoàn cũng có liên quan trực tiếp đến độ tin cậy của mạng cáp, cũng như hiệu suất của nó  trong các tình huống khẩn cấp, chẳng hạn như giông bão hoặc hỏa hoạn. Tóm lại, cáp điện cho ngành hàng hải nói chung và cho ngành tàu thủy nói riêng phải được thiết kế để sử dụng trong điều kiện cực kỳ khắc nghiệt, ví dụ như phải chịu được dầu diesel và dầu động cơ, không sợ tiếp xúc với nước biển mặn, không thấm nước và có thể hoạt động ở nhiều áp suất thủy tĩnh…

Trong bài viết này, SUNWON sẽ giúp bạn hiểu được lý do tại sao dây cáp điện lại là một phần rất quan trọng trong ngành tàu biển cũng như yêu cầu và cách lựa chọn loại cáp phù hợp cho tàu biển.

I. Vì sao cáp điện tàu biển có yêu cầu rất cao?

Yêu cầu về chất lượng của cáp điện ngành biển ngày càng cao có lẽ xuất phát từ thực tế vận hành các loại cáp cũ cách đây hàng thập kỷ, khi hiện tại nó không còn đáp ứng được trình độ kỹ thuật toàn cầu và yêu cầu kỹ thuật hiện đại, ví dụ nhiệt độ vận hành tối đa < 65°C, kích thước và trọng lượng lớn, lan truyền ngọn lửa khi cháy và thải ra một lượng khói lớn hơi độc, hoặc không đảm bảo tính toàn vẹn của mạch điện. Điều kiện vận hành ngày nay đòi hỏi cáp tàu phải được sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ trên dây dẫn lên tới > 90°C, đồng thời tuân thủ các yêu cầu an toàn chống cháy và quan trọng nhất là đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống điện.

Các tình huống khẩn cấp với cáp có thể phát sinh:

1. Khi nước biển xâm nhập vào thân tàu tại khu vực lắp đặt mạng cáp.
2. Khi xảy ra hỏa hoạn, mạng cáp phải đảm bảo hoạt động ở chế độ bình thường trong một thời gian nhất định cần thiết để thực hiện các hoạt động cứu hộ khẩn cấp.

II. Yêu cầu chung về cáp điện ngành tàu biển

Cáp cho tàu có đặc điểm thiết kế riêng do đặc thù sử dụng của chúng: khả năng xâm nhập của nước biển, độ ẩm cao, sương muối, áp suất, tiếp xúc với dầu và nhiên liệu, nhiệt độ thấp…

Về mặt kết cấu, hầu hết các thương hiệu sản xuất cáp hiện nay đều có thiết kế khá giống nhau: lõi đồng sợi bện, cách điện có thể khác nhau: cao su, PVC, Polyetylen, hỗn hợp ethylene propylene, cao su silicone, nhựa dẻo hoặc vật liệu cách điện khoáng có vỏ bọc chì, cao su chống cháy… Ngoài ra, cáp điện phải có lớp giáp kim loại làm bằng thép mạ kẽm hoặc các vật liệu chịu lực khác để bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học. Một số yêu cầu khác so với các sản phẩm cách đây nhiều năm:

1. Phải đảm bảo trọng lượng và đường kính ngoài của cáp nhỏ hơn, tải dòng điện định mức cao hơn, có thể đạt được thông qua việc sử dụng lớp cách điện và vỏ bọc làm bằng vật liệu XLPE cũng như các hợp chất cao su thế hệ mới cho phép nhiệt độ hoạt động trên lõi đạt tới 85 – 90°C.
2. Đảm bảo tăng tuổi thọ sử dụng (ít nhất 35 năm), cũng như thời gian hoạt động ít nhất 130.000 giờ.
3. Tăng khả năng chống lại các tác động bên ngoài (rung và sốc, tiếp xúc với dầu công nghiệp và nhiên liệu diesel, nước biển…).
4. Khả năng chống ồn đáng tin cậy bằng cách sử dụng lớp màn chắn kép.
5. Đảm bảo an toàn cháy nổ cao bằng cách dùng lớp cách điện/vỏ bọc làm bằng hợp chất không chứa halogen.
6. Đảm bảo duy trì hiệu suất khi tiếp xúc với ngọn lửa (chống cháy). Khả năng chống cháy của cáp được đảm bảo bằng cách sử dụng các tấm chắn nhiệt giữ được đặc tính cách điện trong 3 giờ trên ngọn lửa ở nhiệt độ 750 – 850°C theo tiêu chuẩn BS6387 bằng cách bổ sung băng mica trong ruột dẫn.

Bạn có thể tham khảo thêm bộ tiêu chuẩn IEC 60092-3 quy định các yêu cầu về vật liệu, thiết kế và phương pháp thử nghiệm đối với cáp tàu.

Một số quy định khác

• Cáp hàng hải có lớp cách điện bằng cao su chỉ được phép đặt ở những nơi khô ráo như phòng ngủ, góc đỏ, cabin và hành lang liền kề. Trong tất cả các phòng dịch vụ, sinh hoạt và vệ sinh khác của tàu, dây cáp phải được bọc chì hoặc bọc bằng cao su tổng hợp không cháy.
• Ở những nơi hệ thống dây điện có thể bị hư hỏng cơ học thì phải được bảo vệ bằng vỏ hoặc đặt trong ống sắt.
• Chỉ được phép đặt dây trực tiếp qua vách sắt và khung tàu nếu các vách ngăn này không bị đổ thấm.
• Cáp đi qua vách ngăn kín nước có thể đặt trong máng xối, trên tấm sắt hoặc giá đỡ được hàn vào vách ngăn.
• Các kết nối và phân nhánh của cả cáp và dây điện nên sử dụng các hộp nối, việc hàn mối nối bị nghiêm cấm.

• Khi xoắn cáp cho phép bán kính cong như sau: ít nhất gấp 9 lần đường kính ngoài đối với cáp bọc thép, 7 lần đối với cáp chì và 2 lần đối với dây cách điện bằng cao su.
• Cần đặt cáp xuyên qua sàn bằng ống sắt, mạ kẽm hoặc sơn bên trong bằng chì đỏ. Trong các vách ngăn kín nước phải lắp gioăng kín hoặc hộp vách ngăn đặc biệt. Cáp phải được đi qua các vách ngăn thấm nước và các chướng ngại vật bằng kim loại khác bằng cách sử dụng ống lót bằng gỗ hoặc bằng chì.

• Khi đặt dọc cáp phía trên bằng cách buộc qua các giá đỡ phải tuân thủ các khoảng cách sau:

Tham khảo