我國內(nèi)河船載交流低壓岸電系統(tǒng)船載裝置檢驗要求研究

王輝

（阜陽市地方海事（港航）管理服務(wù)中心，安徽阜陽 236010）

0.引言

減排在港的船只，越來越多的港口到端口連接到了低壓設(shè)備大型的船舶岸電服務(wù)，傳統(tǒng)的船舶設(shè)備本身使用的階段電是壓大于電，低壓岸電最大的幾個優(yōu)點(diǎn)是成本低、綠色環(huán)保同時其電容量較大。由于解決大型的船舶在各港口設(shè)備之間轉(zhuǎn)換的電源問題尤其特別是油輪在港，裝卸大型貨物時船舶的電力需求也較大，所以，現(xiàn)在大型的船舶電力基本上也是集中安裝在船舶低壓設(shè)備，但同時也就提出來了一個更高一些的工作要求，就是驗船師的日常檢驗考核工作。據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)2018年版國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼質(zhì)海船等級規(guī)范》中第8章至第19章要求和國際標(biāo)準(zhǔn)2019年修訂版《鋼質(zhì)海船等級規(guī)范修訂通知》的第19章中對交流低壓岸電系統(tǒng)性能的具體要求等進(jìn)行修正的。

IEC/ISO/IEEE80005llnternationalStandard實用程序連接的端口，并通過壓支撐連接（HVSC）Systems-General需求（以下簡稱IEC標(biāo)準(zhǔn)），以上新通過的法律法規(guī)在2021年3月1日正常開始實行。根據(jù)政府和新推出的政策來對船舶的改裝進(jìn)行約束以及規(guī)范。為驗船師現(xiàn)場檢驗提供參考。

1.船載設(shè)備的初次檢驗

為了允許在船舶使用的過程中保持船舶電纜松弛后的船舶最小使用長度，避免船舶超過電纜張力系統(tǒng)的安全允許運(yùn)行范圍，在考慮使用船舶張力控制監(jiān)測系統(tǒng)時，電纜張力控制監(jiān)測系統(tǒng)和船電纜長度控制監(jiān)測系統(tǒng)均應(yīng)相對獨(dú)立存在于電纜張力控制系統(tǒng)。當(dāng)有這兩個監(jiān)控系統(tǒng)都檢測記錄到船上電纜的長度，超過了規(guī)定限值的使用要求時，它們還將分別發(fā)出故障警報，并可立即斷開來自岸上電纜和來自船上電纜的岸上電纜連接斷路器。根據(jù)現(xiàn)有IEC標(biāo)準(zhǔn)，建議采用該規(guī)范時，可以先考慮其他等效產(chǎn)品的安全替代方案，如，自動防釋放裝置、帶有安全螺栓和控制線的連接器、與船/岸緊急停止系統(tǒng)的連接等，需要我們特別注意到的幾個事項應(yīng)該是，在整個系統(tǒng)的部署、穩(wěn)態(tài)電纜的安全運(yùn)行和監(jiān)測跟蹤和數(shù)據(jù)信息實時存儲以及傳輸?shù)冗^程中，電纜管理和系統(tǒng)電纜的最大允許彎曲的半徑均應(yīng)保持高于系統(tǒng)設(shè)備制造商所預(yù)先已經(jīng)推薦安裝好的系統(tǒng)電纜的最小允許彎曲的半徑，滾裝貨船、滾裝客船等采用到的應(yīng)該是電纜管理的系統(tǒng)，油輪船和散裝的LNG船系統(tǒng)則應(yīng)該安裝并固定在海岸電纜上，集裝箱船等則可以安裝或固定在船上[1]。船上電纜的各種固定連接電纜裝置和各種電纜接口設(shè)備中還均應(yīng)要求一個能夠?qū)ｉT用于有效保護(hù)船上各種電纜以及可能防止發(fā)生電纜因設(shè)備故障而緊急閉合或由于斷開裝置故障等而將會因此產(chǎn)生短路的特殊危險故障情況出現(xiàn)的船上各種專用固定連接電纜設(shè)備。因此，驗船師在船上進(jìn)行岸電纜連接系統(tǒng)試驗作業(yè)時，應(yīng)根據(jù)船舶不同結(jié)構(gòu)對船舶電纜連接管理及系統(tǒng)安全性進(jìn)行檢測，以及船用電纜連接管理及其系統(tǒng)安全措施是否必須滿足該船型要求。

當(dāng)兩三相導(dǎo)體之間發(fā)生的電流不相平衡或者電流間隙值較大時，船舶甲板上設(shè)置的低壓斷路器就自然地會把與設(shè)在岸纜上串聯(lián)的低壓斷路器接點(diǎn)全部斷開，但只有當(dāng)兩條并聯(lián)的電纜導(dǎo)線之間發(fā)生或決定發(fā)生了嚴(yán)重電流接地保護(hù)故障時，此時將被判定為發(fā)生嚴(yán)重的電流，并應(yīng)立即在船上接通或全部斷開設(shè)置在船岸上的接地保護(hù)的繼電器。因此建議船舶驗電師檢查驗證一下是否安裝該繼電器。等電位連接監(jiān)測法（適用于安裝在船上時）要求：從裝船處到靠岸時的電纜的自電位監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)同時建立起連續(xù)的等電位監(jiān)測連接。安裝海底電纜管理監(jiān)測系統(tǒng)時，應(yīng)分別在電纜船上或在岸上各安裝一組等電位的連接與監(jiān)測控制裝置。當(dāng)其中一方有使用電纜等待權(quán)時需要增加一個連接或控制的裝置，同時應(yīng)另外安裝一個等電位或連接控制的監(jiān)測控制系統(tǒng)終端裝置。建議測量員應(yīng)該檢查是否配備連接設(shè)備或線路終端設(shè)備。有具體的參數(shù)要求控制滾裝的貨船或集裝箱船。

2.插頭與插座的檢測

而對于插頭的檢測，也需遵循基本的法律法規(guī)，根據(jù)我國（貨船）和第8章第2節(jié)821（2）21（客船）。技術(shù)要求:第11篇第5章?！秲?nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則（2019）》中有關(guān)船岸電系統(tǒng)船載裝置的檢驗要求:第1篇第1章、第2章及第3章第2節(jié)的技術(shù)要求:第5篇第2章第3節(jié)2.3.14～2.3.16《特定航線江海直達(dá)船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則（2018）》中有關(guān)船岸電系統(tǒng)船載裝置的要求檢驗要求:第2章第1節(jié)、第2節(jié)及第4節(jié)的技術(shù)要求:第3章第4節(jié)3.4.6～3.4.8。依據(jù)法律法規(guī)來對整體的船載插頭進(jìn)行實施檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時根據(jù)法律法規(guī)進(jìn)行治理。

3.電纜系統(tǒng)的檢查與管理

對電纜系統(tǒng)進(jìn)行檢查與管理時，通常情況下，應(yīng)該在整個實驗期間，對電纜系統(tǒng)的張力以及電纜系統(tǒng)的螺絲插口進(jìn)行檢查與管理。通過上文已經(jīng)介紹，一些電纜系統(tǒng)的管理以及檢查細(xì)節(jié)后，我們可以制訂相關(guān)的計劃管理模式；第一，可以使使用單位提出電纜使用計劃，并且使管理人員進(jìn)行匯總；第二，對于電纜的消耗及定額編制，年度計劃和月度計劃，應(yīng)該包括電纜的型號規(guī)格，電纜的主要性能指標(biāo)以及電纜的使用地點(diǎn)等。電纜計劃經(jīng)過管理初審后，應(yīng)該上報更高的部門，對整體的材料需要安排專門負(fù)責(zé)進(jìn)行采購。電纜的使用必須經(jīng)過嚴(yán)格的安全步驟，大概分為以下幾步領(lǐng)取電纜：使用電纜、交接電纜、驗收電纜、調(diào)用用電纜回收以及日常管理[2]。同時，各單位在對閑置電纜進(jìn)行管理時，也必須對閑置電纜進(jìn)行相關(guān)的交接回收，并對電氣管理人員進(jìn)行反復(fù)叮囑，必須對于閑置電纜進(jìn)行良好管理，使整體的資源消耗降到最低。當(dāng)兩個三相導(dǎo)線兩極之間交流的電流產(chǎn)生嚴(yán)重電流不完全平衡故障時，船上斷路器和位于岸臺上的低壓斷路器均會立刻斷開掉所有電流的極點(diǎn)電流；但當(dāng)平行接地電纜故障之間或垂直方向的接地線路故障之間還存在極嚴(yán)重地電流負(fù)載不對稱平衡故障時，船上和岸機(jī)上也應(yīng)分別安裝斷開電流保護(hù)或繼電器裝置。建議由測量員驗證安裝情況。同時可以根據(jù)相關(guān)有效規(guī)定對整體的電纜岸電進(jìn)行分析處理。例如：岸電容量30kW～60kW的船舶，適用于內(nèi)河商品汽車滾裝船、載貨汽車滾裝船、集裝箱船、1800總噸及以上干散貨船和多用途船，可以更新設(shè)備為：

（1）1個125A接插；

（2）100m及以上6芯岸電電纜；

（3）1臺滑環(huán)式電纜卷筒；

（4）主配電板改造或岸電測量箱，岸電容量30kW～60kW的船舶，適用于船長大于80m且通過三峽大壩的干散貨船和多用途船可以更新設(shè)備為：

（1）2個125A接插件；

（2）2根4芯岸電電纜（船首、船尾），合計150m及以上；

（3）2臺滑環(huán)式電纜卷筒（船首、船尾）；

（4）主配電板改造或岸電測量箱岸電容量30kW～60kW的船舶，適用于船長大于80m且通過三峽大壩的干散貨船和多用途船，可以更新設(shè)備為：

（1）2個125A接插件；

（2）2根6芯岸電電纜（船首、船尾），合計150m及以上；

（3）2臺滑環(huán)式電纜卷筒（船首、船尾）；

（4）主配電板改造或岸電測量箱，通過相關(guān)規(guī)則要求對整體的船舶電纜岸電進(jìn)行更新，可以使船舶電纜的檢測進(jìn)行得更加順利。

電板與頻率的檢查測試：岸電連接在配電板上的保護(hù)系統(tǒng)上配置的電池有一個備用的電池容量，可用于提供至少在30min左右的后備供電的時間，符合IEC60092-504標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)電池被充電后或備用充電系統(tǒng)突然啟動故障時，可選擇對故障相關(guān)人員的有人值守操作的場所實施報警，并提示應(yīng)盡量在最合適的安全位置上顯示故障報警，以便安全、方便操作。盡管該規(guī)范條文中對此沒有特殊要求，但據(jù)IEC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，無論是對于岸橋上的設(shè)備還是對于船上的設(shè)備，只要其不安全使用期間超過至少30個自然月，都需要按規(guī)定進(jìn)行船用低壓開關(guān)設(shè)備的工頻測試，建議驗船師注意這種情況。

4.兼容測試與年度年終合材核查

4.1 年度核查檢測

IEC的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和規(guī)范所要求的檢查目的內(nèi)容基本上是一致的，且遠(yuǎn)小于最初要求的初始檢驗的項目，檢驗的項目之所以做不到初始的檢查，作者提出的淺薄的一個理解可能是，頻繁重復(fù)使用的船載設(shè)備的日常操作運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)狀態(tài)的一個理想的狀態(tài)。但是，如果船載設(shè)備長期不使用，筆者認(rèn)為不宜進(jìn)行年度、中級和專項檢查項目，這與吊裝設(shè)備的情況類似。此外，IEC標(biāo)準(zhǔn)的第L0節(jié)規(guī)定中同時也沒有提到，如果該設(shè)備有超過30個月的時間未安裝使用，則就需要再重新取樣進(jìn)行船舶初次使用檢查。因此，建議驗船師還可以直接通過實地查看該船舶未使用岸電裝置的現(xiàn)場記錄情況或書面詢問設(shè)備相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人情況來全面確認(rèn)該設(shè)備當(dāng)前的初次使用的情況。發(fā)現(xiàn)類似上述幾種情況時，最好先進(jìn)行初檢。同時根據(jù)相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行實時的檢測，根據(jù)其額定電壓值，來對整體的電壓以及額定頻率進(jìn)行檢測也是參照了IEC的標(biāo)準(zhǔn)，如果對同一船供應(yīng)超過了12個自然月，在同一岸上和同一岸線上使用的功率設(shè)備或岸上設(shè)備的要求任何其中一方如有重大變化，應(yīng)及時根據(jù)要求試驗，雖然船上有符合上述的規(guī)格條件也可考慮連接到同一岸上做試驗，但仍建議驗船師也應(yīng)及時盡早打電話提醒船東，盡量將兩個船岸功率的試驗船連接起來。對于本次檢驗的內(nèi)容，IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有要求，并少于最初的檢驗項目。船載設(shè)備在運(yùn)行過程中往往處于理想的使用和維護(hù)狀態(tài)。如果一個船設(shè)備沒有允許使用超過了很長時間，沒按規(guī)定進(jìn)行年度檢查，如果一個船設(shè)備超過了至少30個自然月的使用時間，建議船舶驗檢師們仔細(xì)查看一下有關(guān)船舶設(shè)備正常使用和岸電的檢驗記錄，直接通過打電話詢問一下船舶或相關(guān)制造企業(yè)負(fù)責(zé)人情況來進(jìn)行重新檢測確認(rèn)一下船舶設(shè)備目前的安全正常有效使用等狀況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶某一船上人員或設(shè)備長期使用狀態(tài)過時，最好能夠先按本船設(shè)備初驗的具體要求對船舶再次檢驗[3]。

4.2 兼容測試

由于船上不同供電設(shè)備所用的船舶岸電源電壓、頻率、數(shù)量等和船上岸設(shè)備上岸中性點(diǎn)的接地電阻大小的情況不同，對這些不同用途船舶上的設(shè)備岸電源電壓、頻率、數(shù)量大小和對岸船舶上的中性點(diǎn)的接地電阻大小的一個測量的結(jié)果，也是由于要同時從電源另一端去測量兩個不同電源的總電壓、頻率、容量，岸基設(shè)備上對上岸中性點(diǎn)的接地電阻大小的一個要求自然也隨之不同。因此，當(dāng)貨運(yùn)船舶在首次安全抵達(dá)目的地港口時，在首次進(jìn)行岸電設(shè)備連接測試之前，應(yīng)對貨物船舶進(jìn)行水上岸電纜連接測試的安全性評估。由于目前該規(guī)范尚沒有更具體全面的安全評價相關(guān)內(nèi)容，筆者個人認(rèn)為至少可以直接參考現(xiàn)行IEC安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，對液化天然氣船貨物運(yùn)輸作業(yè)的陸上電力設(shè)備供應(yīng)進(jìn)行安全評估，以及對關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)備和斷開電源設(shè)備要求的兼容性，建議驗船師注意這種情況。

5.結(jié)論

對此主要研究依據(jù)規(guī)范，曾仔細(xì)查閱并研究整理了來自 國外IEC/ISO/IEEE80005-1、IEC62613、GB/T11918等以及眾多國內(nèi)外知名雜志作者們共同組織撰寫出版的有關(guān)船舶低壓岸電系統(tǒng)檢驗及論文綜述論文等相關(guān)方面的大量學(xué)術(shù)資料，闡述及總結(jié)出了關(guān)于對我國船舶交流船舶低壓岸電系統(tǒng)無損檢驗和研究工作方面的一些個人觀點(diǎn)，希望本文也可以提供給驗船師朋友們一個參考或幫助，不足之處，希望得到各位船舶專家們批評指正。