4.3.2 電纜設(shè)計(jì)

電纜是電氣網(wǎng)絡(luò)的主體，其作用是將電氣系統(tǒng)的電功率或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳遞或交換，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的功能及要求。電纜設(shè)計(jì)是電氣系統(tǒng)工程化設(shè)計(jì)中較為煩瑣的一個(gè)部分。隨著裝甲車輛電子設(shè)備的增加，設(shè)備之間的電氣聯(lián)系也交錯(cuò)復(fù)雜，但同時(shí)提供給電纜的安裝空間越來越小，使電纜綜合性設(shè)計(jì)的要求更為突出，電纜設(shè)計(jì)的輔助工具也由常用的AutoCAD設(shè)計(jì)軟件，提升為CHS線束設(shè)計(jì)軟件和Proe結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合的方式。

（一）電纜的導(dǎo)線及電連接器選型設(shè)計(jì)

1．導(dǎo)線的選型設(shè)計(jì)

1）選取導(dǎo)線類型

導(dǎo)線選取必須考慮其所處的環(huán)境。特別是動(dòng)力艙內(nèi)電纜，由于環(huán)境相對(duì)惡劣，環(huán)境溫度高，因此選用導(dǎo)線時(shí)，絕緣層耐溫需達(dá)到耐200 ℃。

根據(jù)傳輸信號(hào)的不同，可以選取屏蔽耐高溫導(dǎo)線、雙絞線。對(duì)于功率傳輸線、控制線、低電壓信號(hào)等通常選用耐高溫導(dǎo)線。目前車輛上采用的大部分線纜為屏蔽導(dǎo)線，對(duì)傳輸非常敏感的信號(hào)，如總線信號(hào)等采用屏蔽的雙絞線。

2）選取導(dǎo)線截面積

導(dǎo)線截面積的選取需要考慮的主要因素為連接設(shè)備的用電功率，通過用電設(shè)備功率的大小計(jì)算通過導(dǎo)線的電流。長時(shí)間工作的用電設(shè)備可按照導(dǎo)線載流量的60%進(jìn)行選擇；短時(shí)間工作的用電設(shè)備可按照導(dǎo)線載流量的60%~100%進(jìn)行選擇。

同時(shí)還要考慮下列情況：

導(dǎo)線過長或?qū)Ь€經(jīng)多個(gè)插接件轉(zhuǎn)接后連接到用電設(shè)備的，其截面積選取應(yīng)適當(dāng)增大。

對(duì)于需要單獨(dú)走線的導(dǎo)線，因容易受外力損壞應(yīng)適當(dāng)增大截面積，若選取的導(dǎo)線截面積在0.5mm2以下，一般選用0.5mm2的導(dǎo)線。

對(duì)于處于工作環(huán)境溫度較高地方的導(dǎo)線，其導(dǎo)線截面積應(yīng)適當(dāng)增加余量。

對(duì)于使用在導(dǎo)通壓降較大情況下的導(dǎo)線，應(yīng)適當(dāng)增加導(dǎo)線截面積余量。

坦克裝甲車輛常用的導(dǎo)線截面積為：0.5mm2、0.75mm2、1mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2。

3）推薦類型

導(dǎo)線截面積在35mm2以下的導(dǎo)線，推薦使用氟塑料F46絕緣導(dǎo)線，具有耐高溫、耐潮濕和耐腐蝕等特點(diǎn)。截面積大于35mm2以上的耐高溫導(dǎo)線，由于裝甲車輛走線空間和折彎半徑受限，推薦選用硅橡膠絕緣導(dǎo)線，在高溫、低溫、腐蝕性中能夠保持良好的電性能和柔軟性。

2．電連接器的選型設(shè)計(jì)

1）對(duì)電連接器的基本要求

電連接器選取的一般原則：

（1）根據(jù)導(dǎo)線截面積和通過電流大小合理選擇。

（2）優(yōu)先選用接觸電阻較小的電連接器。

（3）經(jīng)常插拔的地方，選取卡口式接插件，有利于操作。

（4）由于動(dòng)力艙內(nèi)環(huán)境惡劣，腐蝕性氣體、液體較多，應(yīng)選用密封式插接件。

（5）由于金的導(dǎo)電性好，又不易氧化，處于惡劣環(huán)境中重要傳輸信號(hào)的插接件，其插針插孔通常選用鍍金的。

從方便使用維護(hù)的角度，選擇卡口或快速連接器，不是特殊需要，不選用螺紋連接的連接器，具有浮渡或潛渡性能的車輛，選用具有防鹽霧、防腐蝕、密封性好的連接器，若條件具備，優(yōu)先選用具有屏蔽功能、可盲插和防錯(cuò)位、防斜插的連接器。同時(shí)注意在同一部件上或安裝位置相鄰的部位上，不能選用同一型號(hào)、同一規(guī)格的連接器，實(shí)在避不開時(shí)，可采用插頭或插座的針、孔互換的辦法解決。

2）推薦型號(hào)

除專用連接器外，優(yōu)先選用以下生產(chǎn)廠家的連接器，推薦選用以下系列的連接器：XC、XCE、XCG、CXCH、KH、YB、Y8、Y11、J599系列型號(hào)（見圖4-14~圖4-16）。

3．附屬部件的選型設(shè)計(jì)

為保證電能的良好傳輸，密封性、絕緣性等是電纜設(shè)計(jì)時(shí)需關(guān)注的重要技術(shù)指標(biāo)。電纜設(shè)計(jì)時(shí)需選用熱縮異型件、防波套、熱縮管和透明熱縮管等附屬部件作為電纜密封性、可靠性、絕緣性的實(shí)現(xiàn)途徑。

1）熱縮異型件的選用要求

熱縮異型件主要用于電纜接頭處、分叉處、連接處、終端處的連接，應(yīng)具有很好的應(yīng)力解除、密封性能及機(jī)械保護(hù)性能。其產(chǎn)品有多種形式，通常選用直式熱縮異型件和彎式熱縮異型件兩種。熱縮異型件在選型時(shí)需參考收縮率、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、擊穿強(qiáng)度、使用溫度等性能指標(biāo)。由于電纜插頭熱縮異型件后插拔空間會(huì)加大，建議根據(jù)電纜安裝要求盡量選用彎式熱縮異型件，以節(jié)省電纜的安裝空間。

2）防波套的選用要求

主要用于導(dǎo)線屏蔽保護(hù)、抗輻射干擾和接地線等方面。應(yīng)具有較好的屏蔽效率、柔軟、質(zhì)量輕、密度高、抗氧化性好等性能。選型時(shí)需參考標(biāo)稱套徑范圍、編織線最少根數(shù)/直徑、最小編制密度、屏蔽效率等性能指標(biāo)。

防波套的選用因素有兩類：一是連接器尾部附件的形式，二是防波套自身的尺寸規(guī)格。

凡是在連接器端采用大小屏蔽罩壓接防波套的，需選用自身壁厚較薄的防波套。凡是在連接器端采用鍍銀銅絲綁扎后再釬焊的，可不用過度關(guān)注防波套的自身壁厚。

另外，防波套通常都會(huì)標(biāo)注最大和最小直徑，在選用時(shí)需注意與連接器尾部附件直徑的尺寸配合，不能超出防波套的最大和最小直徑范圍。

3）熱縮管的選用要求

熱縮管主要用于線束的絕緣、綁扎、密封防潮、機(jī)械保護(hù)。熱縮管應(yīng)具備耐溫、抗腐蝕等物理化學(xué)性能，應(yīng)具有優(yōu)良的阻燃、絕緣性能、收縮溫度低、柔軟有彈性的特點(diǎn)。

熱縮管的標(biāo)稱尺寸主要有3個(gè)參數(shù)：一為熱縮管的最小擴(kuò)張內(nèi)徑，即熱縮管的實(shí)際內(nèi)徑尺寸；二是最大收縮后內(nèi)徑，即熱縮管完全收縮后的最大內(nèi)徑；三是熱縮管在被加熱、完全收縮后的管壁厚度。常用熱縮管的收縮比為2∶1，也可以根據(jù)需要選用收縮比為3∶1和4∶1的熱縮管。

對(duì)于收縮比為2∶1的熱縮管尺寸選擇依據(jù)是：120%≤擴(kuò)張后最小內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤160%, 60%≤收縮后最大內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

對(duì)于收縮比為3∶1的熱縮管尺寸選擇依據(jù)是：120%≤擴(kuò)張后最小內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤240%, 40%≤收縮后最大內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

對(duì)于收縮比為4∶1的熱縮管尺寸選擇依據(jù)是：120%≤擴(kuò)張后最小內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤320%, 30%≤收縮后最大內(nèi)徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

（二）電纜分組設(shè)計(jì)

1．電纜的設(shè)計(jì)流程

電纜的設(shè)計(jì)流程如圖4-17所示。

2．分組設(shè)計(jì)

1）繪制整車電氣原理圖和連線圖

把電氣系統(tǒng)中的每一個(gè)電子設(shè)備指定一個(gè)符號(hào)，根據(jù)電氣協(xié)調(diào)卡片和已經(jīng)完成的電源分配，設(shè)計(jì)畫出整個(gè)系統(tǒng)所包含的電氣部件以及它們之間的連接關(guān)系，將電氣系統(tǒng)分割成由線束連接而成的子系統(tǒng)，將各個(gè)邏輯網(wǎng)線轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的連線段和接頭。

原理圖表示的為各電氣設(shè)備的電路邏輯關(guān)系，連接圖表示的為電纜實(shí)際連接情況，能夠指導(dǎo)電纜安裝與分組。

2）依據(jù)電纜走向及電氣功能進(jìn)行電纜分組

電纜分組設(shè)計(jì)受到布線空間和電氣接口方面的限制。理論上講，一根線束連接所有的電連接器是最理想的，但實(shí)際裝配時(shí)是不利于安裝使用的。所以電纜要合理分組，在方便裝配的情況下，電纜的劃分盡量按照各分系統(tǒng)進(jìn)行劃分，使劃分后的系統(tǒng)電纜相對(duì)獨(dú)立。這樣可以減少各系統(tǒng)之間的相互干擾，維修時(shí)方便故障定位。此外，劃分成的每一組電纜也不宜太復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上盡量簡單，以降低布線難度。

電纜分組設(shè)計(jì)兼有電氣與機(jī)械兩方面專業(yè)特點(diǎn)，機(jī)械系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)也相當(dāng)重要，如由前艙到動(dòng)力艙的電纜組，如果按照上面所說以實(shí)現(xiàn)電氣功能的不同來劃分，就可能需要很多的穿墻插座，在機(jī)械設(shè)計(jì)上是不可取的，所以這時(shí)應(yīng)以機(jī)械設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，再按照電氣功能劃分。

同時(shí)還要考慮線纜束間的電磁輻射或耦合而導(dǎo)致的后果。將電纜所傳遞的信號(hào)進(jìn)行分類，盡量使不同類型的信號(hào)分在不同組電纜中。

圖4-18所示為電纜分組設(shè)計(jì)示意圖。

3）接地設(shè)計(jì)

負(fù)載通常采用就近接地原則。良好的接地設(shè)計(jì)既能提高抗干擾度，又能減小電磁發(fā)射。因此在電纜設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。一般情況下、控制器不應(yīng)與車上常規(guī)電器件、特別是電感器件的接地合為一體；弱信號(hào)傳感器的接地應(yīng)盡量獨(dú)立，接地點(diǎn)盡量設(shè)置在離傳感器較近的位置，以保證信號(hào)的真實(shí)傳遞；蓄電池負(fù)極線、發(fā)電機(jī)負(fù)極線等截面較大的電纜，長度需盡量短，減小電壓降。對(duì)于系統(tǒng)的電源地，根據(jù)車輛實(shí)際布置情況鋪設(shè)一低阻匯流排，作為電源回流的通路，所有大電流用戶的回流線接到該匯流排上，減少地電位差，降低各個(gè)部件在地線上的耦合。

4）導(dǎo)線長度的確定

電纜長度主要根據(jù)電纜敷設(shè)來確定。電纜應(yīng)盡量沿最短線路敷設(shè)。同時(shí)兼顧：電纜應(yīng)繞開棱角、銳邊，繞開可以運(yùn)動(dòng)的部件，電纜應(yīng)遠(yuǎn)離高溫、易燃燒部件（例如動(dòng)力艙內(nèi)電纜需要遠(yuǎn)離排煙管）等原則。雖然在電纜設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到了以上的諸多事宜，但是由于裝車時(shí)的具體情況不同，電纜的長度走向等還要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，通過實(shí)際裝車的布線驗(yàn)證確定電纜的最終長度。

5）電纜分支設(shè)計(jì)

電纜分支采用樹干式的方式，依據(jù)電纜的走向、長度和傳輸類型設(shè)置不同的分支位置，不允許出現(xiàn)交叉、纏繞等情況。同一組別的電纜應(yīng)走向一致，首先按照電纜的類型對(duì)其進(jìn)行分類，盡量避免動(dòng)力線和信號(hào)線交叉并行，總線電纜需單獨(dú)分支；其次按照電纜的長度和安裝位置進(jìn)行分叉點(diǎn)的設(shè)置，分叉點(diǎn)應(yīng)盡量靠近需要連接的電氣設(shè)備，且根據(jù)實(shí)際情況前移50~100mm，保證分叉點(diǎn)不會(huì)影響電纜分支的走向，利于電纜的安裝敷設(shè)。若電纜自身長度小于500mm，建議不進(jìn)行分支設(shè)計(jì)。