內河船用岸電箱型式試驗項目及標準研究

張干

（安徽省皖江船舶檢驗局，安徽 蕪湖 241000）

1 研究背景

隨著國家對經濟綠色發(fā)展的進一步加強，戰(zhàn)略性的“碳達峰”、“碳中和”要求日益迫切，特別是2021年3月1日《中華人民共和國長江保護法》的正式實施，進一步強化了長江流域環(huán)保的整體目標和要求。眾所周知，常規(guī)動力船舶均設有獨立的船用電站系統(tǒng)，由船上自備柴油發(fā)電機發(fā)電供全船使用，這就不可避免地在使用電力的過程中由于柴油機工作產生尾氣污染。在正常航行過程中，這類船舶污染僅能通過使用優(yōu)質柴油和高品質船用柴油機進行管控。但當船舶在停泊碼頭或靠港作業(yè)過程中，完全可以通過連接岸基供電設備來為全船提供電能，而不必啟用船上的柴油機發(fā)電，這種措施從根本上解決了船舶靠港期間尾氣污染的問題。但這就要求所有靠港的內河船舶上加裝一套岸電系統(tǒng)船載裝置，該裝置不僅要能通過連接岸基供電設備為全船提供穩(wěn)定優(yōu)質的電源，同時還應具備基本的安全可靠性和船舶環(huán)境適用性。

2 研究依據(jù)

內河低壓岸電系統(tǒng)船載裝置中的岸電箱在執(zhí)行船用產品型式試驗的檢驗時應嚴格依照現(xiàn)有法規(guī)、規(guī)則、國標及指南的要求。由于岸電箱在此次全國性的船舶岸電系統(tǒng)改造前并未納入《船用產品檢驗規(guī)則》船用產品名錄中，相關針對性的型式認可及型式試驗要求亦不明確，這就需要我們在現(xiàn)有的文件、法規(guī)、規(guī)范和指南中搜索能夠作為型式試驗指導性文件的相關內容。經研究者參閱各類文件規(guī)范，排除高壓岸電系統(tǒng)的復雜性和一般船用產品型式試驗的不適用性，最有針對性和可操作性的文件是《中華人民共和國船舶行業(yè)標準——岸電箱》（CB/T 4406-2014）（下文稱《船標》）以及《電氣電子產品型式認可試驗指南》（2015）（下文稱《指南》）。該兩份文件是現(xiàn)階段能夠具備較為貼切指導性的唯二文件，下文中研究者將根據(jù)這兩份文件的具體內容，對型式試驗的操作及標準進行盡量翔實的討論研究。

3 研究過程

3.1 《船標》和《指南》對型式認可試驗要求的對比和細解

因為缺乏船檢機構或主管機關頒布的具有針對性的岸電箱型式試驗指南；同時，前述兩個文件分別發(fā)布于2014年和2015年，而針對岸電系統(tǒng)船載裝置在船舶法規(guī)上有明確的定義和功能方面的基本要求始于《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》和《國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則》2018年的修改通報，前述兩文件均在該通報生效前發(fā)布，對于現(xiàn)行船舶岸電系統(tǒng)船載裝置特別是岸電箱的指導適用性存疑；另外，兩文件要求間還存在著一定的差距。所以完全依照某一文件的要求均是不科學的，要結合起來研究。我們在此對前述兩個文件中岸電箱需要進行的試驗項目進行比對，如表1 所示：

表1 船標與電氣產品型式試驗指南要求對比

由表中可以看出，兩份指導性文件對于岸電箱需要進行的型式試驗在大體的試驗種類和試驗要求是統(tǒng)一的，僅在個別試驗項目和標準上存在分歧。接下來，研究者將結合岸電箱產品的實際使用工況及內河船東等使用群體的現(xiàn)實情況對兩文件在環(huán)境試驗方面的分歧點逐一進行分析選取。

3.2 環(huán)境試驗項目的選取

環(huán)境試驗的項目選取是各船檢機構和設備生產廠商之間爭論的焦點。產生巨大分歧的原因主要有以下幾點，一是前述兩文件間本身對于環(huán)境試驗項目的選取無論是項目還是標準就存在較大的區(qū)別；二是環(huán)境試驗的項目大多需要送具有資質的第三方檢驗機構進行，極大地增加了設備生產廠商在取得型式認可證書的成本；三是部分環(huán)境試驗的試驗時間較長，最長的單項試驗時間達28 天，為按時完成區(qū)域內岸電改造工作量的需求還是設備生產廠商早日取得型式認可證書搶占市場的期望都給環(huán)境試驗標準的選取帶來了極大的阻力。但是客觀條件再復雜也不能影響到標準和法規(guī)的嚴肅性，下面研究者就對部分有爭議的環(huán)境試驗項目選取做出切合實際的解釋。

（1）《指南》中要求船用電氣電子產品的型式試驗需要完成“高溫”和“低溫”試驗，部分船檢機構的船用產品驗船師認為可以免除該兩項試驗，因為在進行恒定濕熱或交變濕熱試驗時設備已經經過了極端溫度的考驗，試驗項目無需重復進行。那么讓我們來看看這幾項試驗的試驗方法之間的區(qū)別：

高溫試驗：70℃ ±2℃/16h[1]；

交變濕熱試驗：溫度：55℃±2℃[2]；

恒定濕熱試驗：溫度：40℃±2 ℃[3]；

由上述可以看到，針對像岸電箱這類安裝于機艙口或尾甲板開敞處所的船用產品，其高溫試驗的溫度應為70℃，而無論是交變濕熱的55℃還是恒定濕熱的40℃，都無法達到高溫試驗的基本要求，而內河船舶上，特別是機艙區(qū)域內，在夏季航行期間，內部溫度往往超過55℃。從這一客觀情況來看，高溫、低溫這兩項測試極端溫度下的岸電箱穩(wěn)定性的試驗項目是必不可少的。

（2）《指南》中將鹽霧試驗分為Ka 和Kb，而《船標》中僅僅要求一種鹽霧試驗，接下來讓我們看看不同鹽霧試驗的試驗要求，《指南》中鹽霧試驗Ka：試驗溶液：質量百分比濃度為 5%±1% 的氯化鈉（化學純以上）溶液，鹽 溶液的pH 值在溫度為 35℃±2℃ 時為6.5～7.2 ； 持續(xù)時間：按不同的底金屬和鍍層，岸電箱為48h[4]。

《指南》中鹽霧試驗Kb：試驗溶液：質量百分比濃度為 5%±1%的氯化鈉（化學純以上）溶液，其pH值在溫度為 20℃±2℃時為6.5 ～7.2。試驗周期：4 個噴霧周期。每個周期連續(xù)噴霧時間2h，7天濕熱貯存期[5]。

《船標》中的鹽霧試驗：試件經48h，5±0.1%濃度的鹽水溶液連續(xù)噴霧結束后，用室溫流動清水輕輕沖洗試樣表面鹽沉積物，再用蒸餾水沖洗，然后檢查試樣表面[6]?？梢姟洞瑯恕分械柠}霧試驗標準基本與《指南》中鹽霧試驗Ka 的標準近似，而《指南》中對于岸電箱鹽霧試驗的選擇是這樣規(guī)定的：電器及成套設備、儀表，用于控制、保護、安全、監(jiān)測、報警 和內部通信的所有設備、計算機和其他電子設備，均應執(zhí)行鹽霧試驗Kb，且除設備標準另有規(guī)定者外，開敞甲板上的這些設備原則上應做鹽霧試驗Kb[7]。

對于該試驗標準的選取我們應該從以下幾個角度考慮，一是船檢機構所簽發(fā)的船用產品證書上大多都沒有該產品的使用年限或有效期，這就表示了除了船上的一些易損件，其他的船用設備的設計初衷均是能夠與船舶本體統(tǒng)一使用壽命即30年以上；二是雖然本文中論述的岸電箱設備使用在內河船舶上，但是由于內河船舶船員的整體素質及船舶的使用及保養(yǎng)條件限制，而岸電箱設備的安裝位置又大多在機艙口或尾甲板等鹽霧、油霧情況較為復雜的場所，由霧氣造成的普通腐蝕和電化學腐蝕雖然不及海域環(huán)境，但其腐蝕能力仍然不容忽視。綜上，出于對設備長期使用可靠性的考慮，一項簡單的48h 試驗實在無法驗證在復雜條件下岸電箱設備的抗腐蝕能力和安全可靠性，所以鹽霧試驗Kb 標準才是對使用設備的船員和船東負責任的選擇。

（3）《船標》中要求岸電箱的絕緣部件進行霉菌試驗，首先我們考慮到的是岸電箱中的絕緣部件大多是塑料或PVC 材質，本身不能作為霉菌的培養(yǎng)基；同時其表面的附著力也不強，不易被霉菌所附著；再次，岸電箱安裝的開敞甲板或機艙口等位置本身就不是霉菌生長的適宜環(huán)境，經常上船的人基本都能發(fā)現(xiàn)上述位置的物品大多容易腐蝕或老化，幾乎不會有發(fā)霉的情況。所以該試驗無實際的驗證意義和驗證必要，不宜作為強制性的型式試驗項目。

（4）《指南》中對岸電箱型式試驗有滯燃試驗的要求，而《船標》中未作要求。針對這個試驗我們做以下兩點考慮，第一是上文在討論溫升試驗中說到，岸電箱設備本身會因為零部件選取、安裝工藝不到位，使用者的誤操作等原因導致溫升異常從而有失火的風險；二來，岸電箱安裝的機艙口及尾甲板室外等處所本身就是船舶火災高發(fā)區(qū)域。為驗證岸電箱本身的失火情況下的安全性和在失火區(qū)域內火災蔓延控制性的必要，滯燃試驗都是必不可少的試驗項目。

（5）針對《船標》中要求的運輸、跌落、碰撞三項試驗，考慮到岸電箱內的所有電氣元件均是用螺絲、卡扣等方式固定在箱內絕緣板上的，這種固定方式容易在上述三種情況下出現(xiàn)松動、移位等情況，導致產品出現(xiàn)安全隱患，所以上述三項試驗在型式認可過程中也是必要的。

4 研究后記

此次長江船舶岸電系統(tǒng)改造，時間緊任務重，各船檢機構特別是執(zhí)行岸電系統(tǒng)產品檢驗的機構和驗船師壓力很大。但作為船舶及設備安全監(jiān)管的橋頭堡，船檢機構在執(zhí)行船用產品檢驗的過程中應該在考慮試驗項目客觀必要性的基礎上充分結合設備在內河船上的實際使用工況環(huán)境較差和內河船員文化素質、業(yè)務技能普遍不高的大背景，將設備使用者的安全和設備長期使用的可靠性放在第一位。特別是此次改造國家層面投入了巨額的補貼資金的前提下，各船檢機構在執(zhí)行型式試驗檢驗過程中更不應該游離于各類規(guī)范性文件的最低標準線附近，以不違反最低試驗標準為準則，不綜合考慮設備使用者能力素質、使用環(huán)境復雜性等客觀情況，為設備今后的長期安全使用留下隱患。