4.3.2 電纜設計

電纜是電氣網絡的主體，其作用是將電氣系統的電功率或數據信號進行傳遞或交換，實現電氣系統的功能及要求。電纜設計是電氣系統工程化設計中較為煩瑣的一個部分。隨著裝甲車輛電子設備的增加，設備之間的電氣聯系也交錯復雜，但同時提供給電纜的安裝空間越來越小，使電纜綜合性設計的要求更為突出，電纜設計的輔助工具也由常用的AutoCAD設計軟件，提升為CHS線束設計軟件和Proe結構設計軟件相結合的方式。

（一）電纜的導線及電連接器選型設計

1．導線的選型設計

1）選取導線類型

導線選取必須考慮其所處的環境。特別是動力艙內電纜，由于環境相對惡劣，環境溫度高，因此選用導線時，絕緣層耐溫需達到耐200 ℃。

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

2）選取導線截面積

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

同時還要考慮下列情況：

導線過長或導線經多個插接件轉接后連接到用電設備的，其截面積選取應適當增大。

對于需要單獨走線的導線，因容易受外力損壞應適當增大截面積，若選取的導線截面積在0.5mm2以下，一般選用0.5mm2的導線。

對于處于工作環境溫度較高地方的導線，其導線截面積應適當增加余量。

對于使用在導通壓降較大情況下的導線，應適當增加導線截面積余量。

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

3）推薦類型

導線截面積在35mm2以下的導線，推薦使用氟塑料F46絕緣導線，具有耐高溫、耐潮濕和耐腐蝕等特點。截面積大于35mm2以上的耐高溫導線，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．電連接器的選型設計

1）對電連接器的基本要求

電連接器選取的一般原則：

（1）根據導線截面積和通過電流大小合理選擇。

（2）優先選用接觸電阻較小的電連接器。

（3）經常插拔的地方，選取卡口式接插件，有利于操作。

（4）由于動力艙內環境惡劣，腐蝕性氣體、液體較多，應選用密封式插接件。

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

從方便使用維護的角度，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，優先選用具有屏蔽功能、可盲插和防錯位、防斜插的連接器。同時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、同一規格的連接器，實在避不開時，可采用插頭或插座的針、孔互換的辦法解決。

2）推薦型號

除專用連接器外，優先選用以下生產廠家的連接器，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（見圖4-14~圖4-16）。

3．附屬部件的選型設計

為保證電能的良好傳輸，密封性、絕緣性等是電纜設計時需關注的重要技術指標。電纜設計時需選用熱縮異型件、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、絕緣性的實現途徑。

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，應具有很好的應力解除、密封性能及機械保護性能。其產品有多種形式，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需參考收縮率、拉伸強度、斷裂伸長率、擊穿強度、使用溫度等性能指標。由于電纜插頭熱縮異型件后插拔空間會加大，建議根據電纜安裝要求盡量選用彎式熱縮異型件，以節省電纜的安裝空間。

2）防波套的選用要求

主要用于導線屏蔽保護、抗輻射干擾和接地線等方面。應具有較好的屏蔽效率、柔軟、質量輕、密度高、抗氧化性好等性能。選型時需參考標稱套徑范圍、編織線最少根數/直徑、最小編制密度、屏蔽效率等性能指標。

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，可不用過度關注防波套的自身壁厚。

另外，防波套通常都會標注最大和最小直徑，在選用時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、機械保護。熱縮管應具備耐溫、抗腐蝕等物理化學性能，應具有優良的阻燃、絕緣性能、收縮溫度低、柔軟有彈性的特點。

熱縮管的標稱尺寸主要有3個參數：一為熱縮管的最小擴張內徑，即熱縮管的實際內徑尺寸；二是最大收縮后內徑，即熱縮管完全收縮后的最大內徑；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，也可以根據需要選用收縮比為3∶1和4∶1的熱縮管。

對于收縮比為2∶1的熱縮管尺寸選擇依據是：120%≤擴張后最小內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤160%, 60%≤收縮后最大內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

對于收縮比為3∶1的熱縮管尺寸選擇依據是：120%≤擴張后最小內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤240%, 40%≤收縮后最大內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

對于收縮比為4∶1的熱縮管尺寸選擇依據是：120%≤擴張后最小內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤320%, 30%≤收縮后最大內徑/所要覆蓋物的最大外徑≤80%。

（二）電纜分組設計

1．電纜的設計流程

電纜的設計流程如圖4-17所示。

2．分組設計

1）繪制整車電氣原理圖和連線圖

把電氣系統中的每一個電子設備指定一個符號，根據電氣協調卡片和已經完成的電源分配，設計畫出整個系統所包含的電氣部件以及它們之間的連接關系，將電氣系統分割成由線束連接而成的子系統，將各個邏輯網線轉變為相應的連線段和接頭。

原理圖表示的為各電氣設備的電路邏輯關系，連接圖表示的為電纜實際連接情況，能夠指導電纜安裝與分組。

2）依據電纜走向及電氣功能進行電纜分組

電纜分組設計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，但實際裝配時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進行劃分，使劃分后的系統電纜相對獨立。這樣可以減少各系統之間的相互干擾，維修時方便故障定位。此外，劃分成的每一組電纜也不宜太復雜，實現功能的基礎上盡量簡單，以降低布線難度。

電纜分組設計兼有電氣與機械兩方面專業特點，機械系統的規劃設計也相當重要，如由前艙到動力艙的電纜組，如果按照上面所說以實現電氣功能的不同來劃分，就可能需要很多的穿墻插座，在機械設計上是不可取的，所以這時應以機械設計為基礎，再按照電氣功能劃分。

同時還要考慮線纜束間的電磁輻射或耦合而導致的后果。將電纜所傳遞的信號進行分類，盡量使不同類型的信號分在不同組電纜中。

圖4-18所示為電纜分組設計示意圖。

3）接地設計

負載通常采用就近接地原則。良好的接地設計既能提高抗干擾度，又能減小電磁發射。因此在電纜設計中應當進行地線網絡的設計。一般情況下、控制器不應與車上常規電器件、特別是電感器件的接地合為一體；弱信號傳感器的接地應盡量獨立，接地點盡量設置在離傳感器較近的位置，以保證信號的真實傳遞；蓄電池負極線、發電機負極線等截面較大的電纜，長度需盡量短，減小電壓降。對于系統的電源地，根據車輛實際布置情況鋪設一低阻匯流排，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，降低各個部件在地線上的耦合。

4）導線長度的確定

電纜長度主要根據電纜敷設來確定。電纜應盡量沿最短線路敷設。同時兼顧：電纜應繞開棱角、銳邊，繞開可以運動的部件，電纜應遠離高溫、易燃燒部件（例如動力艙內電纜需要遠離排煙管）等原則。雖然在電纜設計的時候考慮到了以上的諸多事宜，但是由于裝車時的具體情況不同，電纜的長度走向等還要進行相應的調整，通過實際裝車的布線驗證確定電纜的最終長度。

5）電纜分支設計

電纜分支采用樹干式的方式，依據電纜的走向、長度和傳輸類型設置不同的分支位置，不允許出現交叉、纏繞等情況。同一組別的電纜應走向一致，首先按照電纜的類型對其進行分類，盡量避免動力線和信號線交叉并行，總線電纜需單獨分支；其次按照電纜的長度和安裝位置進行分叉點的設置，分叉點應盡量靠近需要連接的電氣設備，且根據實際情況前移50~100mm，保證分叉點不會影響電纜分支的走向，利于電纜的安裝敷設。若電纜自身長度小于500mm，建議不進行分支設計。