4.3.2 电缆设计

电缆是电气网络的主体，其作用是将电气系统的电功率或数据信号进行传递或交换，实现电气系统的功能及要求。电缆设计是电气系统工程化设计中较为烦琐的一个部分。随着装甲车辆电子设备的增加，设备之间的电气联系也交错复杂，但同时提供给电缆的安装空间越来越小，使电缆综合性设计的要求更为突出，电缆设计的辅助工具也由常用的AutoCAD设计软件，提升为CHS线束设计软件和Proe结构设计软件相结合的方式。

（一）电缆的导线及电连接器选型设计

1．导线的选型设计

1）选取导线类型

导线选取必须考虑其所处的环境。特别是动力舱内电缆，由于环境相对恶劣，环境温度高，因此选用导线时，绝缘层耐温需达到耐200 ℃。

根据传输信号的不同，可以选取屏蔽耐高温导线、双绞线。对于功率传输线、控制线、低电压信号等通常选用耐高温导线。目前车辆上采用的大部分线缆为屏蔽导线，对传输非常敏感的信号，如总线信号等采用屏蔽的双绞线。

2）选取导线截面积

导线截面积的选取需要考虑的主要因素为连接设备的用电功率，通过用电设备功率的大小计算通过导线的电流。长时间工作的用电设备可按照导线载流量的60%进行选择；短时间工作的用电设备可按照导线载流量的60%~100%进行选择。

同时还要考虑下列情况：

导线过长或导线经多个插接件转接后连接到用电设备的，其截面积选取应适当增大。

对于需要单独走线的导线，因容易受外力损坏应适当增大截面积，若选取的导线截面积在0.5mm2以下，一般选用0.5mm2的导线。

对于处于工作环境温度较高地方的导线，其导线截面积应适当增加余量。

对于使用在导通压降较大情况下的导线，应适当增加导线截面积余量。

坦克装甲车辆常用的导线截面积为：0.5mm2、0.75mm2、1mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2。

3）推荐类型

导线截面积在35mm2以下的导线，推荐使用氟塑料F46绝缘导线，具有耐高温、耐潮湿和耐腐蚀等特点。截面积大于35mm2以上的耐高温导线，由于装甲车辆走线空间和折弯半径受限，推荐选用硅橡胶绝缘导线，在高温、低温、腐蚀性中能够保持良好的电性能和柔软性。

2．电连接器的选型设计

1）对电连接器的基本要求

电连接器选取的一般原则：

（1）根据导线截面积和通过电流大小合理选择。

（2）优先选用接触电阻较小的电连接器。

（3）经常插拔的地方，选取卡口式接插件，有利于操作。

（4）由于动力舱内环境恶劣，腐蚀性气体、液体较多，应选用密封式插接件。

（5）由于金的导电性好，又不易氧化，处于恶劣环境中重要传输信号的插接件，其插针插孔通常选用镀金的。

从方便使用维护的角度，选择卡口或快速连接器，不是特殊需要，不选用螺纹连接的连接器，具有浮渡或潜渡性能的车辆，选用具有防盐雾、防腐蚀、密封性好的连接器，若条件具备，优先选用具有屏蔽功能、可盲插和防错位、防斜插的连接器。同时注意在同一部件上或安装位置相邻的部位上，不能选用同一型号、同一规格的连接器，实在避不开时，可采用插头或插座的针、孔互换的办法解决。

2）推荐型号

除专用连接器外，优先选用以下生产厂家的连接器，推荐选用以下系列的连接器：XC、XCE、XCG、CXCH、KH、YB、Y8、Y11、J599系列型号（见图4-14~图4-16）。

3．附属部件的选型设计

为保证电能的良好传输，密封性、绝缘性等是电缆设计时需关注的重要技术指标。电缆设计时需选用热缩异型件、防波套、热缩管和透明热缩管等附属部件作为电缆密封性、可靠性、绝缘性的实现途径。

1）热缩异型件的选用要求

热缩异型件主要用于电缆接头处、分叉处、连接处、终端处的连接，应具有很好的应力解除、密封性能及机械保护性能。其产品有多种形式，通常选用直式热缩异型件和弯式热缩异型件两种。热缩异型件在选型时需参考收缩率、拉伸强度、断裂伸长率、击穿强度、使用温度等性能指标。由于电缆插头热缩异型件后插拔空间会加大，建议根据电缆安装要求尽量选用弯式热缩异型件，以节省电缆的安装空间。

2）防波套的选用要求

主要用于导线屏蔽保护、抗辐射干扰和接地线等方面。应具有较好的屏蔽效率、柔软、质量轻、密度高、抗氧化性好等性能。选型时需参考标称套径范围、编织线最少根数/直径、最小编制密度、屏蔽效率等性能指标。

防波套的选用因素有两类：一是连接器尾部附件的形式，二是防波套自身的尺寸规格。

凡是在连接器端采用大小屏蔽罩压接防波套的，需选用自身壁厚较薄的防波套。凡是在连接器端采用镀银铜丝绑扎后再钎焊的，可不用过度关注防波套的自身壁厚。

另外，防波套通常都会标注最大和最小直径，在选用时需注意与连接器尾部附件直径的尺寸配合，不能超出防波套的最大和最小直径范围。

3）热缩管的选用要求

热缩管主要用于线束的绝缘、绑扎、密封防潮、机械保护。热缩管应具备耐温、抗腐蚀等物理化学性能，应具有优良的阻燃、绝缘性能、收缩温度低、柔软有弹性的特点。

热缩管的标称尺寸主要有3个参数：一为热缩管的最小扩张内径，即热缩管的实际内径尺寸；二是最大收缩后内径，即热缩管完全收缩后的最大内径；三是热缩管在被加热、完全收缩后的管壁厚度。常用热缩管的收缩比为2∶1，也可以根据需要选用收缩比为3∶1和4∶1的热缩管。

对于收缩比为2∶1的热缩管尺寸选择依据是：120%≤扩张后最小内径/所要覆盖物的最大外径≤160%, 60%≤收缩后最大内径/所要覆盖物的最大外径≤80%。

对于收缩比为3∶1的热缩管尺寸选择依据是：120%≤扩张后最小内径/所要覆盖物的最大外径≤240%, 40%≤收缩后最大内径/所要覆盖物的最大外径≤80%。

对于收缩比为4∶1的热缩管尺寸选择依据是：120%≤扩张后最小内径/所要覆盖物的最大外径≤320%, 30%≤收缩后最大内径/所要覆盖物的最大外径≤80%。

（二）电缆分组设计

1．电缆的设计流程

电缆的设计流程如图4-17所示。

2．分组设计

1）绘制整车电气原理图和连线图

把电气系统中的每一个电子设备指定一个符号，根据电气协调卡片和已经完成的电源分配，设计画出整个系统所包含的电气部件以及它们之间的连接关系，将电气系统分割成由线束连接而成的子系统，将各个逻辑网线转变为相应的连线段和接头。

原理图表示的为各电气设备的电路逻辑关系，连接图表示的为电缆实际连接情况，能够指导电缆安装与分组。

2）依据电缆走向及电气功能进行电缆分组

电缆分组设计受到布线空间和电气接口方面的限制。理论上讲，一根线束连接所有的电连接器是最理想的，但实际装配时是不利于安装使用的。所以电缆要合理分组，在方便装配的情况下，电缆的划分尽量按照各分系统进行划分，使划分后的系统电缆相对独立。这样可以减少各系统之间的相互干扰，维修时方便故障定位。此外，划分成的每一组电缆也不宜太复杂，实现功能的基础上尽量简单，以降低布线难度。

电缆分组设计兼有电气与机械两方面专业特点，机械系统的规划设计也相当重要，如由前舱到动力舱的电缆组，如果按照上面所说以实现电气功能的不同来划分，就可能需要很多的穿墙插座，在机械设计上是不可取的，所以这时应以机械设计为基础，再按照电气功能划分。

同时还要考虑线缆束间的电磁辐射或耦合而导致的后果。将电缆所传递的信号进行分类，尽量使不同类型的信号分在不同组电缆中。

图4-18所示为电缆分组设计示意图。

3）接地设计

负载通常采用就近接地原则。良好的接地设计既能提高抗干扰度，又能减小电磁发射。因此在电缆设计中应当进行地线网络的设计。一般情况下、控制器不应与车上常规电器件、特别是电感器件的接地合为一体；弱信号传感器的接地应尽量独立，接地点尽量设置在离传感器较近的位置，以保证信号的真实传递；蓄电池负极线、发电机负极线等截面较大的电缆，长度需尽量短，减小电压降。对于系统的电源地，根据车辆实际布置情况铺设一低阻汇流排，作为电源回流的通路，所有大电流用户的回流线接到该汇流排上，减少地电位差，降低各个部件在地线上的耦合。

4）导线长度的确定

电缆长度主要根据电缆敷设来确定。电缆应尽量沿最短线路敷设。同时兼顾：电缆应绕开棱角、锐边，绕开可以运动的部件，电缆应远离高温、易燃烧部件（例如动力舱内电缆需要远离排烟管）等原则。虽然在电缆设计的时候考虑到了以上的诸多事宜，但是由于装车时的具体情况不同，电缆的长度走向等还要进行相应的调整，通过实际装车的布线验证确定电缆的最终长度。

5）电缆分支设计

电缆分支采用树干式的方式，依据电缆的走向、长度和传输类型设置不同的分支位置，不允许出现交叉、缠绕等情况。同一组别的电缆应走向一致，首先按照电缆的类型对其进行分类，尽量避免动力线和信号线交叉并行，总线电缆需单独分支；其次按照电缆的长度和安装位置进行分叉点的设置，分叉点应尽量靠近需要连接的电气设备，且根据实际情况前移50~100mm，保证分叉点不会影响电缆分支的走向，利于电缆的安装敷设。若电缆自身长度小于500mm，建议不进行分支设计。