大电流直流电缆排列方法、电缆束及船舶电力系统技术方案

本发明专利技术公开本大电流直流电缆排列方法和电力系统，其中，电缆排列如下：电缆根数为8X+N时，每根电缆沿着电缆的长度方向直线排列，在截面方向将X个8根电缆排列成的直线再与N条电缆的排列构成一条直线且8根电缆与N根电缆的相邻电缆极性相同，其中，N为偶数，X为整数；N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和2根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而。本发明专利技术可以有效减小杂散且施工难度低占空间小。

Arrangement Method, Cable Bundle and Ship Power System of High Current DC Cables

【技术实现步骤摘要】
大电流直流电缆排列方法、电缆束及船舶电力系统
本专利技术涉及船舶电力系统，尤其涉及基于磁隐身的大电流直流电缆排列方法，还涉及电缆束和船舶电力系统。
技术介绍
磁隐身性是船舶隐身性的重要组成部分，提高磁隐身性可以有效防御磁性水雷的攻击。因此降低船的磁特性，有效减少水雷磁引信动作的发生，是磁隐身设计的最终目的。目前有规范提出多根直流电缆敷设时应尽可能呈环形敷设，但是大电流直流电缆截面积较大，环形敷设有较大施工难度且要占据更大空间，本专利技术可以解决大电流直流电缆的敷设问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有大电流直流电缆敷设施工难度大、占据更大空间且如何抑制杂散磁场的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种大电流直流电缆排列方法，排列如下：电缆根数为8X+N时，每根电缆沿着电缆的长度方向直线排列，在截面方向将X个8根电缆排列成的直线再与N条电缆的排列构成一条直线且8根电缆与N根电缆的相邻电缆极性相同，其中，N为偶数，X为整数；N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和2根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反。本专利技术还提供一种电缆束，该电力系统包括若干电缆，该电缆按照如下方式排列：电缆根数为8X+N时，每根电缆沿着电缆的长度方向直线排列，在截面方向将X个8根电缆排列成的直线再与N条电缆的排列构成一条直线且8根电缆与N根电缆的相邻电缆极性相同，其中，N为偶数，X为整数；N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和6根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反。本专利技术又提供一种船舶电力系统，采用上述电缆束。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：由于每根电缆按照电缆长度方向直线排列，所以，电缆敷设施工难度低且占据空间小，再者，N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和6根电缆组合而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反，这样，可以有效的减小杂散。附图说明图1是2根电缆排列的截面图；图2是4根电缆排列的截面图；图3是6根电缆排列的数值模型；图4是6根电缆第一种排列方式的示意图；图5是6根电缆第二中排列方式的示意图是6根电缆第二种排列方式的示意图；图6a～6b是一种规格的电缆按照图3所示电缆排列方式的磁场分布示意图；图7a～7b是一种规格的电缆按照图5所示电缆排列方式的磁场分布示意图图8是8根电缆的数值模型；图9是8根电缆排列的第一种方式；图10是8根电缆排列的第二种方式；图11a～图11b是图9所示方式的磁场分布图；图12a～图12b是图10所示方式的磁场分布图。图13是本专利技术较佳实施例中电缆排列示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。为使直流电缆产生磁场最小，一般应采用偶数倍单芯电缆一正一负并排的排列方法，避免使用单根或奇数倍单芯电缆敷设。且考虑到船用直流电缆总是正负成对敷设，因此本专利技术只考虑电缆根数N为偶数的情况。请参阅图1，当电缆根数为2时，只有唯一排列方式，此种情况下，电缆堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆极性相反，如图1所示，上层(第一层)电缆1a的极性为负，下层(第二层)电缆1b的极性为正。请参阅图2，当电缆根数为4时，根据对称性原理，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反。具体的，如图2所示，第一层从左到右的第一根电缆2a的极性为正，第二根电缆2b的极性为负；第二层从左到右的第一根电缆2c的极性为负，第二根电缆2d的极性为正，所述位于第一层和第二层的相同位置是在水平方向的相同位置，如水平方向，第一层第一根电缆的极性2a为正，第二层第一根电缆2c的极性为负且第一层的第一根电缆2a位于第二层第一根电缆2c的正上方，同样的道理，第一层第二根电缆2b的极性与第二层第二根电缆2d的极性相反且位于第二根电缆2d的正上方。请参阅图3和图4，6根电缆排列的第一种实施方式中，电缆排列为4根电缆和2根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同，具体的，电缆3a1、3b1、3d1和3e1的排列方式是4根电缆的排列方式，与电缆2a～2d的排列方式相同；电缆3c1与电缆3f1的排列方式图1中电缆1a和1b的方式相同，区别在于图1中1a在上而电缆1b在下。所述在拼接处的电缆极性相同是指电缆3b1和电缆3c1的极性相同以及电缆3e1和的电缆3f1的极性相同。请参阅图5，6根电缆排列的第二种实施方式中，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反，比如，位于第一层和第二层的相同位置的电缆3a2和3d2、3b2与3e2及3c2与3f2的极性相反以及电缆3a2与电缆3b2极性相反，电缆3b2与电缆3f2极性相反，电缆3d2与电缆3e2极性相反以及电缆3e2与电缆3f2的极性相反。请参阅图6a～图7b，图6a～图7b是一种规格的电缆按照图4和图5所示方式排列的磁场分布示意图，对6根电缆情况进行建模仿真。考虑电缆规格为1×240，外径44.6mm，铜芯外径17.48mm，长度4m，单根电缆通过电流400A。考虑与船舶消磁实际考核情况一致，本专利技术以电缆所在平面正下方一定深度处为考核平面，规定与电缆平行方向为纵向。在考核平面以电缆中心投影处纵向取前后12m共24m为磁场评估线，横向取左右12m共24m为磁场评估线，并同时考核纵向x,横向y,垂向z三个方向的磁场分量，建立的数值模型如图3所示。采用Flux软件仿真计算得到磁场分布如图6a～图7b所示，两种电缆排列方式在12m深度处产生的最大磁场分别是4nT、2.7nT，磁场最小排列方式以第二种实施方式(图5)为优。请参阅图8和图9，8根电缆排列的第一种方式如下：位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反，比如，同一层的相邻电缆的极性相反，电缆4a1与电缆4b1相邻且极性相反，电缆4b1与电缆4c1相邻且极性相反。位于第一层和第二层相同位置的电缆的极性相反，比如，电缆4a1与电缆4e1位于相同位置(图中从左往右第一位置)且极性相反，电缆4b本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大电流直流电缆排列方法，其特征是：电缆根数为8X+N时，每根电缆沿着电缆的长度方向直线排列，在截面方向将X个8根电缆排列成的直线再与N条电缆的排列构成一条直线且8根电缆与N根电缆的相邻电缆极性相同，其中，N为偶数，X为整数；N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和2根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反。

【技术特征摘要】
1.大电流直流电缆排列方法，其特征是：电缆根数为8X+N时，每根电缆沿着电缆的长度方向直线排列，在截面方向将X个8根电缆排列成的直线再与N条电缆的排列构成一条直线且8根电缆与N根电缆的相邻电缆极性相同，其中，N为偶数，X为整数；N为2的情况下，电缆为堆叠排列且第一层电缆和第二层电缆的极性相反；N为4的情况下，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为6的情况下，为4根电缆和2根电缆组合而成且拼接处的电缆极性相同，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反；N为8的情况下，由两个4根电缆构成的组合对称排列而成，或者，位于第一层和第二层的相同位置的电缆的极性相反且同一层的相邻电缆的极性相反。2.电缆束，其特征是，包括若干电缆，该电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲子清，黄海伦，钟琮玮，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：上海,31