對船載交流高壓岸電系統(tǒng)檢驗要求的探討

王 麾

對船載交流高壓岸電系統(tǒng)檢驗要求的探討

王 麾

為減少港區(qū)內(nèi)船舶廢氣的排放，越來越多的港口為靠港大型船舶提供接駁高壓岸電服務(wù)，相比傳統(tǒng)的船舶自身供電，高壓岸電具有容量大、成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)點，而且由于大型船舶在靠港期間尤其在裝卸貨物時對電量需求比較大，所以大型船舶上基本都安裝了船載高壓設(shè)備，但與此同時也對驗船師的檢驗工作提出更高要求。根據(jù)相關(guān)規(guī)范以及IEC/ISO/IEEE 80005-1標(biāo)準(zhǔn)，闡述在檢驗當(dāng)中比較容易被忽視的內(nèi)容，希望能給驗船師帶來幫助。

高壓岸電（HSVC）；CCS入級規(guī)范；IEC/ISO/IEEE 80005-1標(biāo)準(zhǔn)

為減少港區(qū)內(nèi)船舶廢氣的排放，越來越多的港口為靠港大型船舶提供接駁高壓岸電服務(wù)，相比傳統(tǒng)的船舶自身供電，高壓岸電具有容量大、成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)點，而且由于大型船舶在靠港期間尤其在裝卸貨物時對電量需求比較大，所以大型船舶上基本都安裝了船載高壓設(shè)備，但與此同時也對驗船師的檢驗工作提出更高要求。本文主要根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》2015版和2016修改通報第8篇第19章關(guān)于交流高壓岸電系統(tǒng)的要求，以及IEC/ISO/IEEE 80005-1International Standard—Utility Connections in Port—Part 1:High Voltage Shore Connection（HVSC） Systems—General requirements（《岸上高壓電連接系統(tǒng)一般要求——港口連接效用》標(biāo)準(zhǔn)，下文簡稱IEC標(biāo)準(zhǔn)），對新船和營運船舶安裝船載裝置后的初次檢驗以及船舶建造后的年度、中間以及特別檢驗中比較容易忽視的地方進(jìn)行探討，為驗船師在現(xiàn)場檢驗提供參考。

一、船載設(shè)備的初次檢驗

1.電纜管理系統(tǒng)

為了使電纜在使用期間能保持合適的最小松弛狀態(tài)的長度，避免超出電纜張力的允許范圍，當(dāng)采用張力控制系統(tǒng)時，應(yīng)有獨立于該控制系統(tǒng)的電纜張力監(jiān)控系統(tǒng)和電纜長度監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)這兩個監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電纜超出所規(guī)定的要求，都會發(fā)出報警并立即斷開岸上和船上的岸電連接斷路器。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，筆者建議規(guī)范可以考慮等效的替代措施（例如自動防脫離釋放裝置、帶有保險螺栓和控制管路的連接頭，并與船/岸的緊急停止系統(tǒng)聯(lián)系在一起等）。需要注意的是，在部署、穩(wěn)態(tài)操作以及存放期間電纜的彎曲半徑始終保持在制造商推薦的最小彎曲半徑之上，并且滾裝貨船、滾裝客船、油船以及LNGC船的電纜管理系統(tǒng)應(yīng)安裝在岸上，而集裝箱船的電纜管理系統(tǒng)則應(yīng)安裝在船上。LNGC船的電纜管理系統(tǒng)的連接和接口設(shè)備應(yīng)具有保護因應(yīng)急斷開連接而引起危險的船上固定設(shè)備的能力。因此驗船師要關(guān)注不同船型對電纜管理系統(tǒng)的要求，以及在做與岸電連接試驗時，電纜管理系統(tǒng)是否符合該船型。

當(dāng)三相導(dǎo)體之間出現(xiàn)嚴(yán)重的電流不平衡時，船上和岸上高壓斷路器自然會斷開所有極，但當(dāng)并聯(lián)電纜之間或者定向性接地故障發(fā)生嚴(yán)重的電流不平衡時，則應(yīng)在船上和/或岸上設(shè)置了斷開連接保護繼電器，所以建議驗船師核實是否設(shè)有該繼電器。

等電位連接監(jiān)控（當(dāng)船上安裝時適用）：船舶和岸上連接的電纜應(yīng)建立持續(xù)不斷的等電位連接自我監(jiān)控。當(dāng)電纜管理系統(tǒng)安裝時，該等電位連接監(jiān)控裝置應(yīng)安裝在船上或者岸上。當(dāng)一方使用了等電位連接監(jiān)控裝置，那么另一方應(yīng)要安裝等電位連接監(jiān)控終端裝置。因此，建議驗船師核查船上是否配了等電位連接裝置或者終端裝置，建議在船舶報告上注明此情況，以便船員了解。而且滾裝貨船/滾裝客船、集裝箱船的等電位監(jiān)控有具體參數(shù)要求，具體見IEC標(biāo)準(zhǔn)附錄B和附錄D。

2.插頭和插座

由于不同船型的插頭插座承受最大短路電流以及最大峰值短路電流不同，所以不同船型的電力插頭插座的引腳分配要求不一樣，詳見IEC標(biāo)準(zhǔn)附錄B至附錄F。如果通過障礙和訪問控制方式導(dǎo)致插頭和/或插座內(nèi)部故障從而引發(fā)了電弧閃光，應(yīng)能保護插頭和插座連接區(qū)域的工作人員。每個插頭都帶有為了安全電路的連續(xù)監(jiān)控的控制棒。若單個插頭連接，則要求至少三個控制棒，而且不同的船型有不同的安全電路描述，詳見IEC 標(biāo)準(zhǔn)附錄。應(yīng)關(guān)注下連接順序：首先連接接地接頭，其次連接電源接頭，最后連接控制接頭。斷開的順序與連接順序剛好相反，要求最后的連接首先斷開，最先的連接最后斷開。應(yīng)設(shè)有支承件足以保護插頭或插座終端或連接免受連接電纜重量帶來的影響。若有整合在船舶插頭的光纖連接，則在插頭以及同樣在相鄰的插座設(shè)置光纖插座，并用帶有兩個插頭的單獨電纜連接上述兩部分，而且光纖的插頭和插座型式有具體要求，詳見IEC標(biāo)準(zhǔn)第7.3.4節(jié)。

規(guī)范要求插頭和插座應(yīng)符合IEC 62613-1以及IEC 62613-2國際標(biāo)準(zhǔn)和/或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。目前，筆者只查閱到工業(yè)用插頭和插座的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11918-2014（第1部分：通用要求以及第2部分：帶插銷和插套的電器附件的尺寸兼容性和互換性要求），其標(biāo)準(zhǔn)主要引用IEC 60309《工業(yè)用插頭插座和耦合器》Part 1和Part 2，并結(jié)合國內(nèi)技術(shù)實際情況編制而成。無論從電壓還是從工作用途等方面，與專用于連接岸邊的船舶高壓系統(tǒng)的插頭、插座IEC 62613標(biāo)準(zhǔn)還是有區(qū)別的，見表1。

表1 IEC 62613與GB/T 11918的區(qū)別

續(xù)表

因此，希望規(guī)范能引用國內(nèi)具體標(biāo)準(zhǔn)號，筆者不建議采用GB/T 11918國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

3.儲存

在設(shè)備不使用時能提供存放場地：（1）船上甲板設(shè)備需要存放在干燥環(huán)境；（2）需要安全地裝載、移動和存放移動設(shè)備；（3）在船舶正常的工作條件下，設(shè)備不能遭受危險性；（4）在存放期間，插頭和固定插座以及接口需要保持IP防護等級。臨時性的遮蓋物不需要滿足上述要求。

4.對船舶和岸上之間配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信鏈路

除了需知的規(guī)定以外，還需根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，提供以下信息：（1）岸上提供的高壓斷路器保護啟動；（2）為了使船舶連接上岸上的高壓電而允許操作高壓斷路器；（3）如果船舶或岸上控制，報警或者安全系統(tǒng)的自我監(jiān)控部分檢測到能影響連接安全性的故障；（4）應(yīng)急停止觸發(fā)的顯示；（5）岸上控制功能（若有時）；（6）岸上供電的應(yīng)急切斷顯示；（7）蓄電池充電或備用系統(tǒng)的啟動失敗。在其運行前還需定義好通信協(xié)議，而且其功能、特性以及設(shè)計要求應(yīng)滿足IEC 60092-504標(biāo)準(zhǔn)。

5.岸電連接配電板

岸電連接配電板的保護系統(tǒng)配有至少能提供30分鐘供電時間的備用電池容量，詳見IEC 60092-504-2001，9.6.2.5。電池充電或備用系統(tǒng)啟動時，能向有人值班地方報警，并且在安全和方便操作的合適位置應(yīng)有顯示和報警。

6.高壓開關(guān)柜電源頻率測試

雖然規(guī)范沒有要求，但I(xiàn)EC標(biāo)準(zhǔn)指出無論是岸基設(shè)備或者船載設(shè)備，只要其超過30個月沒有使用，就要做高壓開關(guān)柜電源頻率測試，所以建議驗船師關(guān)注此情況。

7.高壓岸電系統(tǒng)與船舶電站并車以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移試驗

并聯(lián)后的負(fù)荷應(yīng)能自動轉(zhuǎn)移，而非人工操作。負(fù)荷轉(zhuǎn)移時間應(yīng)在切實可行前提下盡早完成，以免造成機械或設(shè)備故障，或引發(fā)保護裝置工作，而且該時間被用作規(guī)定的負(fù)荷轉(zhuǎn)移時間限制，并且負(fù)責(zé)人員能清楚知道該負(fù)荷轉(zhuǎn)移時限。如果該轉(zhuǎn)移時限可以調(diào)整的話，應(yīng)具有與外部電源匹配的能力，用于承受和卸載負(fù)荷，并且設(shè)置時限的程序應(yīng)在操作說明書中予以記載。

8.核查技術(shù)資料

因為該系統(tǒng)關(guān)系到船舶和人身安全，筆者建議驗船師最好能核查下經(jīng)我社備查過的高壓岸電系統(tǒng)的操作準(zhǔn)則、安裝說明、開機或調(diào)試程序、故障探測程序、維護和修理等資料是否配備在船上，驗證操作員是否依據(jù)上述文件進(jìn)行程序性操作。

9.其他方面

滾裝貨船/滾裝客船在裝卸貨或正常工作期間，由于所要求每小時的換氣次數(shù)的風(fēng)機出現(xiàn)了故障，所以其船載的高壓岸電系統(tǒng)不應(yīng)安裝在有可能變?yōu)槲ｋU區(qū)域的車輛甲板上。

雖然規(guī)范只要求對船載高壓裝置進(jìn)行初次檢驗，但I(xiàn)EC標(biāo)準(zhǔn)指出，先要完成岸基高壓設(shè)備的初次試驗和船用高壓設(shè)備的初次試驗之后，船舶才可以與岸基設(shè)備進(jìn)行初次高壓岸電試驗，并且岸基設(shè)備具體試驗項目跟通函的產(chǎn)品試驗項目一致，所以筆者建議驗船師關(guān)注岸基設(shè)備是否完成了初次測試。

二、船載設(shè)備的年度檢驗、中間檢驗以及特別檢驗

IEC標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求對此檢驗內(nèi)容是一致的，且比初次檢驗項目要少，之所以檢驗項目比初次檢驗要少，筆者個人理解是由于該船載設(shè)備在營運中處于經(jīng)常使用以及保養(yǎng)這一理想狀態(tài)。但若該船載裝置很長時間未使用，還是按照年度、中間、特別檢驗項目來做，筆者覺得不太合適，這與船舶起重設(shè)備情況比較相似，而且IEC標(biāo)準(zhǔn)第10節(jié)還提到，如果設(shè)備超過30個月未使用，應(yīng)重新進(jìn)行初次檢驗。所以筆者建議驗船師可通過核查船舶使用岸電記錄或詢問有關(guān)負(fù)責(zé)人的方式確認(rèn)設(shè)備使用狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有上述情況時，最好進(jìn)行初次檢驗。

IEC標(biāo)準(zhǔn)還指出，如果相同的船在同一個岸上供給點超過了12個月而且船載設(shè)備或岸基設(shè)備任何一方有改動，則要依據(jù)檢驗，雖然規(guī)范提到有條件時可進(jìn)行岸電連接試驗，但筆者還是建議驗船師盡早提醒船東盡量要求船舶進(jìn)行連接岸電試驗。

三、兼容性評估

由于不同的船型對岸上供電的電壓、頻率、容量以及岸基設(shè)備中性接地電阻等要求不同，所以規(guī)范也提出船舶第一次到達(dá)某港口，在岸電連接之前，應(yīng)對船舶連接岸電進(jìn)行評估，但規(guī)范未給出其具體內(nèi)容。筆者認(rèn)為，可以參考IEC標(biāo)準(zhǔn)4.3節(jié)內(nèi)容。除此之外，LNG船還另外增加為貨物作業(yè)的岸上供電的實用性以及關(guān)閉系統(tǒng)和斷開設(shè)備的兼容性兩項評估內(nèi)容，所以筆者建議驗船師關(guān)注一下此情況。

四、結(jié)束語

筆者依據(jù)規(guī)范，并查閱了IEC/ISO/IEEE 80005-1、IEC 62613、GB/T 11918以及其他作者撰寫的高壓岸電系統(tǒng)論文等大量資料，闡述了對交流高壓岸電系統(tǒng)檢驗方面的個人觀點，希望可以給驗船師提供幫助，不足之處，真誠希望各位專家批評指正。

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.04.006

王麾（1983—），男，中國船級社浙江分社，工程師。