船舶岸電電纜管理系統(tǒng)的應用及問題分析

董良志

（中船郵輪科技發(fā)展有限公司 上海 200137）

引 言

岸電供電技術是指船舶靠港期間，停止使用船上的柴油發(fā)電機供電，由碼頭變頻電源通過電纜對船上的負載供電。研究岸電技術對節(jié)能、減排和建設綠色港口有著積極的意義，是解決靠岸船舶對港口區(qū)域大氣環(huán)境污染問題的重要舉措。

船舶岸電系統(tǒng)經過十多年的發(fā)展，在中國航運、造船及碼頭領域均得到了廣泛的應用。2018年底，中國交通運輸部發(fā)布了《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實施方案》（以下簡稱“方案”）。該方案的目標為降低船舶在航行、作業(yè)和停泊期間排放的硫氧化物、氮氧化物和顆粒物等大氣污染物，目的是為了改善港口城市的空氣質量，提高港口城市居民的生活質量，其適用對象為在控制區(qū)內航行、停泊和作業(yè)的船舶?！胺桨浮睂τ诖鞍峨姷耐茝V和應用制定了路線圖和時間表，未來幾年內中國將會逐步強制實施岸電。

船舶岸電系統(tǒng)通常由三部分組成，包括碼頭岸電電源，船舶岸電配電設備，船岸之間的岸電電纜管理系統(tǒng)。碼頭電源、船舶岸電配電設備發(fā)展已經非常成熟，標準規(guī)范也非常明確。而岸電電纜管理系統(tǒng)作為船岸之間的橋梁，形式多樣，安裝位置靈活，將主要就船岸之間電纜管理系統(tǒng)的應用進行討論。岸電電纜管理系統(tǒng)根據(jù)船型、電壓、容量不同，其設計形式及應用方式也有很大的區(qū)別。雖然國內在豪華郵輪、散貨船、客滾船上均配套使用過岸電電纜管理系統(tǒng)，但是在設計形式、船岸匹配、標準適用等方面仍存在一些問題，下文將對這些問題進行總結和探討。

1 岸電系統(tǒng)規(guī)范介紹

伴隨著岸電系統(tǒng)的快速發(fā)展，與之相配套的規(guī)范也在逐步完善。目前已頒布可供參考的規(guī)范如下：

（1）ISO/IEC/IEEE80005-1 高壓岸電連接系統(tǒng)［1］

該規(guī)范于2012年出版，規(guī)范正文由12 個章節(jié)組成，主要介紹了船側岸電系統(tǒng)設計及測試的通用要求，對于碼頭側電源部分的設計標準不包含在該規(guī)范中。附錄A 至附錄F 分別介紹了電纜、客滾船、集裝箱船、LNG 船和油船的設計要求，規(guī)范中缺少了散貨船岸電系統(tǒng)的設計標準。

（2）BS IEC 62613-1/2 : 2011 高壓岸電連接系統(tǒng)插頭和插座的設計標準［2］

該規(guī)范對于高壓插頭、插座的設計形式，測試要求都進行了詳細的描述。這一標準是高壓岸電快速連接器的設計標準，目前國內已有部分廠家具備高壓岸電接頭的研發(fā)和生產能力。

（3）船級社規(guī)范入籍符號

CCS 船級社附加標志為AMPS（ Alternative Maritime Power Supply，交流高壓岸電系統(tǒng)）。ABS船級社入籍符號為HVSC（High Voltage Shore Connection，高壓岸電連接）。DNV 船級社入籍符號為Shore Power（Electrical Shore Connection，電氣岸電連接）。LR 船級社入籍符號為OPS（On-shore Power Supplies，岸電電力供應）。BV 船級社岸電入籍符號也是HVSC。

如果船舶造船技術規(guī)格書中含有以上入籍符號，在技術協(xié)議談判和設備采購時就需要特別注意，配電設備及岸電連接系統(tǒng)需要獲取船級社產品證書。其中LR 和DNV 要求岸電連接系統(tǒng)中使用的電纜也需要提供船級社證書，其他船級社只要求電纜滿足ISO/IEC/IEEE80005-1 附錄A 的要求。

（4）JTT 814.1-2012 港口船舶岸基供電系統(tǒng)技術條件

第1 部分：高壓上船，JTT 814.2-2012 港口船舶岸基供電系統(tǒng)技術條件-第2 部分：低壓上船。兩份標準由中國交通運輸部制定，主要適用于碼頭岸電設施的設計和建造。［3-6］

（5）除以上已經正式發(fā)布的規(guī)范，還有一些規(guī)范已經制定或修訂，但是還未正式頒布，如：IEC/IEEE FDIS 80005-2-2016，高壓和低壓岸電系統(tǒng)-控制和監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信；IEC PAS 80005-3-2016，低壓岸電連接系統(tǒng)；IEC/IEEE CDV 80005-1IEEE ，2016 版本已經修訂，但還未頒布。

2 散貨船岸電連接系統(tǒng)

中國神華集團和深圳能源集團所有的4.6 萬噸散貨船改裝了岸電系統(tǒng)，此外招商局能源運輸股份有限公司和中國礦運有限公司新建的40 萬噸礦砂船也安裝了岸電系統(tǒng)。通過調查發(fā)現(xiàn)散貨船岸電連接系統(tǒng)也存在一些問題，主要表現(xiàn)為電制選擇不同。

神華集團散貨船和淡水河谷礦砂船采用的是高壓上船的形式［8］，神華4.6 萬噸散貨船岸電需求功率為900 kW，采用一根3×70 mm2的高壓電纜實現(xiàn)電力傳輸，如下頁圖1 所示。淡水河谷為40萬噸礦砂船岸電需求功率為3000 kW，采用一根3×185 mm2的高壓電纜實現(xiàn)電力傳輸。而深圳能源集團7.6 萬噸散貨船需要的用電功率為800 kW，采用3 根3×185 mm2的低壓電纜實現(xiàn)電力傳輸，如下頁圖2 所示。由于船上的配置不一致，對應碼頭的配置也有所不同。如天津港、黃驊港、珠海港、大連港和董家口碼頭均配置了高壓岸電插座箱，插座箱上配有一個插座。而深圳媽灣電廠碼頭配置的是低壓插座箱，每個插座箱上配置三個插座。

圖1 神華散貨船岸電連接方案

圖2 深能源散貨船岸電連接方案

另外，國內還有些散貨船采用的是吊臂式供電方式（如圖3 所示），國內某電廠碼頭采用的是在碼頭上布置一臺旋轉吊臂發(fā)方案。當船舶靠泊電廠碼頭后，操作該吊臂，將電纜和插頭送至船上，實現(xiàn)岸船之間的電力傳輸。［9］

由于國內散貨船現(xiàn)在存在三種不同的解決方案，每種方案其碼頭和船舶的岸電設計和設備配置都不同，船舶只能在特定的碼頭才能使用岸電。由于散貨船岸電連接方案不夠統(tǒng)一，其他散貨船航運企業(yè)不清楚該按照哪種標準執(zhí)行，且國家目前對于散貨船岸電系統(tǒng)沒有明確的標準可供參考［10］，加之目前很多散貨船都是運營船改裝岸電系統(tǒng)，投資較大，很多航運公司都比較謹慎，處于觀望狀態(tài)。［11］

圖3 電廠碼頭散貨船岸電連接方案

3 客滾船岸電連接系統(tǒng)

客滾船岸電系統(tǒng)在國內起步較晚，近幾年才發(fā)展起來，在實踐應用中發(fā)現(xiàn)客滾船岸電電纜連接系統(tǒng)也存在一些問題，主要體現(xiàn)為以下三點：

（1）國內外電纜管理系統(tǒng)形式不同

客滾船目前使用的連接形式有兩種，分別是立柱擺臂式和卷筒式。對于立柱擺臂式，其電纜管理設備安裝在碼頭上，船上只要安裝一個插座箱；而對于卷盤式，其岸電電纜卷盤安裝在船上，碼頭上只要安裝一臺插座箱。國外客滾船多使用立柱擺臂形式，而國內建造的客滾船則大多使用卷盤形式。由于形式不一致，各航運公司的客滾船只能在特定的碼頭使用岸電。（2）接插件標準不統(tǒng)一

國內客滾船碼頭有威海碼頭和渤海碼頭，船岸之間連接需要借助插頭和插座。據(jù)調查發(fā)現(xiàn)，渤海渡輪碼頭選用的連接器與威海渡輪碼頭的不一致。

目前市場上主流的插頭和插座有紅色和藍色兩種，兩種插頭的鍵位及相位順序不同。威?？蜐L船及碼頭選用的是藍色這一套，而渤海渡輪及其碼頭選用的是紅色這一套，這將導致威?？蜐L船和渤?？蜐L船無法在對方碼頭使用岸電。國內設計公司需要注意研究標準，并嚴格按照IEC62613 進行設計和選型。

（3）安全聯(lián)鎖裝置與IEC 標準要求存在差異

2012年出版的IEC80005-1 規(guī)定客滾船安全聯(lián)鎖回路有3 路，國內設計建造的客滾船還在執(zhí)行2012年出版的IEC80005-1。由于2012 版的IEC80005-1 在內容上存在一些問題，所以其內容在2016年進行了更新。雖然還沒有正式頒布，但是歐洲國家建造的客滾船已經按照2016 版規(guī)范執(zhí)行。歐洲建造的客滾船安全聯(lián)鎖回路為p1-p7，而國內建造的客滾船其安全聯(lián)鎖回路為p1-p3，這一區(qū)別將導致連接電纜的規(guī)格和插頭的設計均不同，從而使歐洲與中國建造的客滾船岸電系統(tǒng)都無法在對方碼頭使用。所以國內設計公司必須進行調研，確定客滾船岸電系統(tǒng)執(zhí)行統(tǒng)一的國際標準。［12］

4 結 語

為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，中國交通運輸部制定了很多措施鼓勵船舶和碼頭使用岸電的措施。為有效推進岸電的應用，首先應從技術上入手，對各船型和碼頭制定全國統(tǒng)一的技術標準，為岸電技術的發(fā)展提供有力的技術保障；除此之外，國內標準委員會還需要加強同國際標準委員會的溝通，以確保國內岸電技術標準及時完善和發(fā)布。