港作拖輪電氣設(shè)計(jì)的冗余與改進(jìn)

曲兆明

【摘 要】港作拖船是指拖船用于拖帶其他船只或浮動(dòng)建筑物的船舶。其船身較小，而功率較大，自身并不載運(yùn)貨物或旅客。拖曳設(shè)施包括拖鉤、拖柱、系纜絞車等。港作拖輪是眾多種類船舶中一個(gè)的類別，其設(shè)計(jì)思路與普通船舶有一定的區(qū)別。本文分析了港作拖輪配套消防、救生、無線電應(yīng)急通訊等電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，從安全及實(shí)用性角度闡述了這些設(shè)計(jì)的冗余與可改進(jìn)之處。

【關(guān)鍵詞】港作拖輪 電氣 設(shè)計(jì) 安全

港作拖輪離碼頭作業(yè)時(shí)間和靠泊碼頭待命的時(shí)間都較長(zhǎng)，其用電特點(diǎn)兼具船舶電氣系統(tǒng)特點(diǎn)和陸地電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)。同時(shí)由于港作拖輪的作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)區(qū)域較為固定，多數(shù)時(shí)間僅在港口區(qū)域活動(dòng)，因此其配套的消防、救生、無線電應(yīng)急通訊等設(shè)備需求也有別于普通A2海區(qū)船舶的配置。下文將從上述角度考慮，按船舶電氣系統(tǒng)分類，逐步闡述港作拖輪電氣設(shè)計(jì)的冗余與不足。

1 港作拖輪漏電保護(hù)的設(shè)計(jì)

基于船舶供電的特殊性，其電站中性點(diǎn)懸空而不接地，所以在保證各電壓的供電線路絕緣良好的情況下，即使發(fā)生船員單相觸電，由于船員、電網(wǎng)、船體不構(gòu)成回路，所以也可以一定程度上保證船員的安全，同時(shí)確保電氣設(shè)備的供電連續(xù)性，保障船舶操縱性能。但考慮到港作拖輪靠泊碼頭等待作業(yè)任務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間接入三相五線制的岸電網(wǎng)絡(luò)，其與陸地、海水、船體共同形成了一個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)碰觸單相電網(wǎng)，就有觸電傷人的危險(xiǎn)，此時(shí)，漏電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)就尤為重要了。陸地設(shè)備漏電保護(hù)的設(shè)計(jì)思路為一機(jī)一電一漏保，但在船上，由于船舶更需要考慮航行期間的供電連續(xù)性，要求保證當(dāng)電網(wǎng)單相接地故障或者嚴(yán)重的單相絕緣不良現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，為船舶提供動(dòng)力、通訊的供電網(wǎng)絡(luò)仍舊不受影響，船舶仍能安全航行。為此多數(shù)重要設(shè)備無法加裝漏電保護(hù)器。但船員生活用電區(qū)域，包括船員艙室、會(huì)議室、廚房、盥洗室等區(qū)域的供電網(wǎng)絡(luò)均對(duì)船舶航行及通信無影響，同時(shí)與船員生活息息相關(guān)，且廚房、盥洗室等區(qū)域由于濕度較大，電氣設(shè)備絕緣差，因此這些區(qū)域的設(shè)備加裝漏電保護(hù)器是十分必要且可行的。

同時(shí)碼頭岸電箱或者船舶岸電箱可以加裝適當(dāng)電流保護(hù)值及動(dòng)作時(shí)間的漏電保護(hù)器（其電流值及動(dòng)作時(shí)間均應(yīng)大于下端分漏電保護(hù)器），作為一個(gè)總的漏電保護(hù)裝置，可以一定程度上起到保護(hù)作用。

2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的選型

船舶常用的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有區(qū)域性火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和尋址型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)兩種。港作拖輪空間較小，船員活動(dòng)區(qū)域固定，出于經(jīng)濟(jì)、使用及維護(hù)因素考慮，區(qū)域性火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是最合適的選擇。尋址式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)雖然可以精確到每個(gè)探頭的火災(zāi)報(bào)警或者故障報(bào)警，但該類型的系統(tǒng)價(jià)格較貴，且該系統(tǒng)的備件更換復(fù)雜，需要有專門的設(shè)備對(duì)探頭編號(hào)進(jìn)行標(biāo)定，否則系統(tǒng)無法識(shí)別報(bào)警探頭的位置。同時(shí)港作拖輪每一層都空間都較小，船員對(duì)某一層或某一區(qū)域火災(zāi)的探視可以通過視覺直接發(fā)現(xiàn)，精確到每個(gè)點(diǎn)的報(bào)警設(shè)計(jì)意義不大。

3 車鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

港作拖輪的舵槳控制系統(tǒng)都內(nèi)嵌類似車鐘的命令傳輸系統(tǒng)，可以明確的表達(dá)備車、起車、停車、完車等必須的操作命令，且該系統(tǒng)由應(yīng)急電源供電，可以實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下的溝通聯(lián)絡(luò)。而船廠還單獨(dú)設(shè)計(jì)并加裝了一套老式的船用車鐘系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)功能重復(fù)，因此這套額外設(shè)計(jì)并加裝的車鐘系統(tǒng)是冗余且不實(shí)用的。

4 通用報(bào)警與娛樂系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

規(guī)范要求船舶通用報(bào)警系統(tǒng)在被觸發(fā)時(shí)應(yīng)能切斷船上的所有娛樂設(shè)施，該設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是通用報(bào)警觸發(fā)時(shí)，需保證拖輪所有地方都能清楚的聽到通用報(bào)警鈴聲，警鈴聲不會(huì)被娛樂設(shè)施如電視、音響等設(shè)備所影響。而港作拖輪僅有會(huì)議室一個(gè)地方會(huì)隨船配置電視作為船員的娛樂設(shè)施，并且會(huì)議室作為拖輪的職守區(qū)域，會(huì)有值班船員24小時(shí)守聽高頻電臺(tái)，接收船調(diào)命令，會(huì)議室的聲音分貝會(huì)被控制在一個(gè)很低的范圍內(nèi)，而通常會(huì)議室安裝的警鈴聲響通常在100分貝以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過會(huì)議室的噪音水平。因此該切斷功能在港作拖輪上意義不大。

5 通用報(bào)警與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

規(guī)范要求廣播系統(tǒng)和通用報(bào)警系統(tǒng)具有聯(lián)動(dòng)功能，即：當(dāng)通用報(bào)警被觸發(fā)時(shí)，通用報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)能插入廣播系統(tǒng)，停止廣波系統(tǒng)功能，意即避免廣播的聲響對(duì)通用報(bào)警系統(tǒng)造成影響。同樣的，通用報(bào)警作用時(shí)，當(dāng)重新接入廣播時(shí)，要求廣播可以插入通用報(bào)警系統(tǒng)，即考慮到極特殊性況下，即使通用報(bào)警在作用，也需要讓船內(nèi)廣播系統(tǒng)優(yōu)先，來實(shí)現(xiàn)諸如緊急通知之類的功能。但由于拖輪空間較小，通常都不設(shè)置廣播遙控臺(tái)，可以全船喊話的區(qū)域僅限于駕駛室區(qū)域，而且通用報(bào)警系統(tǒng)也在此控制，因此該互鎖功能意義不大。同時(shí)由于海事安檢部門及船級(jí)社人員并未對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行操作性檢查，導(dǎo)致多數(shù)船員不了解該功能。

6 絕緣監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)

港作拖輪靠泊碼頭待命的時(shí)間較長(zhǎng)，多數(shù)時(shí)間是使用岸電供電，因此在設(shè)計(jì)拖輪電網(wǎng)絕緣監(jiān)系測(cè)系統(tǒng)時(shí)，岸電和船電供電時(shí)的絕緣測(cè)量同樣重要。

老式絕緣監(jiān)測(cè)儀無岸電監(jiān)測(cè)模式，當(dāng)船舶使用岸電時(shí)，絕緣監(jiān)測(cè)儀顯示絕緣電阻為零，但實(shí)際上船舶電網(wǎng)的絕緣是良好的，儀器誤把岸電的工作接地當(dāng)成了系統(tǒng)絕緣故障，這樣儀器就無法起到絕緣監(jiān)控的作用。

新式絕緣檢測(cè)儀有“岸電-船電”模式的切換的功能。可以分別監(jiān)測(cè)船電和岸電的絕緣電阻值。但該設(shè)備的模式轉(zhuǎn)換需要手動(dòng)轉(zhuǎn)換。由于拖輪作業(yè)時(shí)間不連續(xù)，每天需要數(shù)次頻繁操作切換船岸電，而且絕緣監(jiān)測(cè)儀多安裝在配電板內(nèi)部，操作比較麻煩，船員沒有充足的主動(dòng)性去手動(dòng)切換絕緣檢測(cè)儀的船電-岸電模式，也就無法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)拖輪供電網(wǎng)絡(luò)的絕緣故障。

針對(duì)已安裝上船手動(dòng)切換模式的絕緣監(jiān)測(cè)儀，可以取船電及岸電供電開關(guān)狀態(tài)信號(hào)接入檢測(cè)儀，通過不同的信號(hào)狀態(tài)來控制檢測(cè)儀的工作模式，從而實(shí)現(xiàn)船電、岸電絕緣監(jiān)測(cè)的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)拖輪作業(yè)全過程絕緣監(jiān)測(cè)，減少對(duì)船員操作主動(dòng)性的依賴。

7 無線救生設(shè)備的配置

港作拖輪共配置雷達(dá)應(yīng)答器、雙向無線電話和應(yīng)急示位標(biāo)三種無線救生設(shè)備。這三種設(shè)備在港作拖輪船員安全保障中起到的作用，和其他船舶比較，亦不盡相同。

雷達(dá)應(yīng)答器的作用是增強(qiáng)搜救雷達(dá)的信號(hào)強(qiáng)度，便于搜救人員及時(shí)定位救生艇或救生筏，與船舶大小、工作性質(zhì)和工作區(qū)域關(guān)系不大，因此發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，雷達(dá)應(yīng)答器在港作拖輪上仍能對(duì)搜救工作起到很大的幫助。

雙向無線電話的作用為當(dāng)船舶遇險(xiǎn)船員乘坐救生筏逃生時(shí)，船員攜帶雙向電話，與搜救隊(duì)員保持聯(lián)系。但此雙向無線電話只有6和16兩個(gè)固定頻道，而港口都有其特定的聯(lián)絡(luò)頻道，以黃驊港為例，黃驊港的作業(yè)聯(lián)絡(luò)頻道為13頻道，港調(diào)、船調(diào)、拖輪與貨船均通過13頻道進(jìn)行溝通，16頻道卻沒有港調(diào)職守。同樣的6頻道為引航站專用頻道，亦非急救專用頻道。所以當(dāng)緊急時(shí)刻需要通過此甚高頻立即通訊求救的時(shí)候，雙向無線電話很難起到快速發(fā)出救援信號(hào)的效果。但當(dāng)搜救隊(duì)伍已經(jīng)出現(xiàn)時(shí)，雙向無線電話可以作為一個(gè)約定好的通訊工具，起到即時(shí)溝通的作用。

上述兩個(gè)設(shè)備相對(duì)船舶其他的通訊導(dǎo)航設(shè)備而言比較獨(dú)立，不需要固定供電線路供電，不參與拖輪日常作業(yè)，而是起到了應(yīng)急通訊救生的作用。鑒于這些特點(diǎn)，拖輪船員能熟練操作該類設(shè)備與否就非常重要，否則如果因?yàn)榇瑔T對(duì)該類設(shè)備不熟悉，一旦面對(duì)極端情況，船員很難想到該類設(shè)備的使用流程及使用方法，這些設(shè)備也就失去了其應(yīng)有的意義。

8 DSC的作用

港作拖輪多依照A1+A2的海區(qū)設(shè)計(jì)，因此都配置了至少一臺(tái)甚高頻電臺(tái)和和一臺(tái)中高頻電臺(tái)，且這兩個(gè)電臺(tái)都擁有DSC功能，即數(shù)字選擇性呼叫功能，船員可以使用DSC功能進(jìn)行針對(duì)某一區(qū)域或者某一船舶的某種類型遇險(xiǎn)報(bào)警的發(fā)送，如失火、人員落水、擱淺等，這增加了拖輪的遠(yuǎn)距離遇險(xiǎn)報(bào)警的能力。但同樣的，由于拖輪的作業(yè)區(qū)域的固定、近岸特性，其DSC故障報(bào)警的作用在實(shí)際應(yīng)用中并不多見，而會(huì)被更便利的報(bào)警通訊方式所代替。同樣由于海事安檢、船員素質(zhì)、實(shí)用性等多方面因素的制約，通常多數(shù)拖輪船員并不知曉中如何高頻電臺(tái)和甚高頻電臺(tái)進(jìn)行DSC報(bào)警。

9 結(jié)語

港作拖輪作為一個(gè)作業(yè)區(qū)域、作業(yè)方式較固定，而體積較小的船舶，其電氣設(shè)計(jì)無論從安全性考慮還是從實(shí)用性考慮，都適合單獨(dú)的編制一份與其相適應(yīng)的規(guī)范及法規(guī)，減少一些冗余或復(fù)雜的要求。同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)亦應(yīng)充分考慮港作拖輪的工作特點(diǎn)，適當(dāng)增加與之相對(duì)應(yīng)的設(shè)備或系統(tǒng)，用以更好的輔助船員的日常工作。