船舶應(yīng)急配電板功能及調(diào)試

張闖 劉杰 李志良 張華

摘 要：本文綜述了船舶應(yīng)急配電板功能和調(diào)試工作過程及通電前安全注意要求。概述了應(yīng)急配電板的結(jié)構(gòu)與功能及通電過程，并詳細闡述了應(yīng)急配電板通電調(diào)試過程中工作事項和操作要領(lǐng)，以及應(yīng)急配電板絕緣檢測方法。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急配電板功能試驗;調(diào)試工作;通電時安全操作注意事項

船舶電力系統(tǒng)就像整條船的神經(jīng)網(wǎng)，布滿全船各個位置，與船上每個船舶設(shè)備相連接，給予每個船舶設(shè)備電力供應(yīng)，保證船舶設(shè)備可靠性、安全性，給予不間斷電力系統(tǒng)輸出，確保整個船舶設(shè)備系統(tǒng)安全運行。尤其應(yīng)急配電板供電系統(tǒng)，保證船舶正常供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，使用應(yīng)急預案。應(yīng)急配電板給全船應(yīng)急設(shè)備不間斷供電，保證船舶應(yīng)急動力系統(tǒng)及應(yīng)急照明系統(tǒng)正常使用，保證船舶海上安全，也是船級社、船東考核整條船的一項重要指標。

1應(yīng)急配電板組成與功能

1.1應(yīng)急配電板組成

1.1.1應(yīng)急發(fā)電機控制屏

（1）控制應(yīng)急發(fā)電機遙控啟動和關(guān)停功能;

（2）應(yīng)急發(fā)電機自動模式和手動模式功能;

（3）應(yīng)急配電板主開關(guān)合閘功能;

（4）應(yīng)急配電板海上模式和港口模式功能;

（5）應(yīng)急發(fā)電機和應(yīng)急配電板報警檢測功能;

（6）應(yīng)急配電板開關(guān)保護功能。

設(shè)備元器件組成包括：應(yīng)急發(fā)電機電流表;應(yīng)急發(fā)電機功率表;應(yīng)急發(fā)電機電壓表;應(yīng)急發(fā)電機頻率表;時間計時器;報警燈組;蜂鳴器及復位按鈕;轉(zhuǎn)換開關(guān);名牌。

1.1.2應(yīng)急配電板主開關(guān)

圖1中（1.2）是應(yīng)急配電板主開關(guān)，其功能作用是：

（1）主配電板給應(yīng)急配電板供電;

（2）應(yīng)急發(fā)電機給應(yīng)急配電板供電;

（3）主開關(guān)欠壓及長短延時開關(guān)保護功能。

設(shè)備元器件組成包括：主配電板與應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān);應(yīng)急發(fā)電機與應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān);電源保護控制器;動力電源線接線端子。

1.1.3應(yīng)急配電板負載供電屏

圖1中（1.3）是應(yīng)急配電板負載供電屏，其功能作用是：將應(yīng)急配電板中電能供給全船上面的應(yīng)急設(shè)備和應(yīng)急分電箱，其中包括船舶電力動力設(shè)備負載屏和船舶中應(yīng)急照明分配箱及船舶檢測設(shè)備系統(tǒng)[1]。

設(shè)備元器件組成包括：設(shè)備空氣開關(guān);絕緣監(jiān)測兆歐表;絕緣指示燈組;開關(guān)優(yōu)先脫扣裝置。

1.1.4岸電控制屏

岸電控制屏的功能作用是：船舶所需靠泊港口時，使用港口的岸電進行給整個船舶電力系統(tǒng)供電需求及船舶所需進船塢維修時[2]，需要船塢岸電電力系統(tǒng)給予整個船舶電力系統(tǒng)供電，保證船舶停靠港口和進船塢時全船所需設(shè)備及照明系統(tǒng)的正常運行。

設(shè)備元器件組成包括：電源相序表;時間計時器;電源指示燈組;岸電主開關(guān);岸電線接線端子。

1.2船舶電力系統(tǒng)

圖2中顯示是船舶電力系統(tǒng)，包括發(fā)電機提供電力電源，整個船舶電力網(wǎng)，船舶電力系統(tǒng)圖中中、低壓配電板及應(yīng)急配電板對發(fā)電機提供的電能進行集中控制和分配給各個船舶電力設(shè)備的裝置。

用途分為：

（1）圖2中（2.1）中壓配電板是對船舶主發(fā)電機進行集中的有效的控制，監(jiān)測每臺主發(fā)電機的運行狀況，保證主發(fā)電機正常運行不間斷地提供電能給船舶設(shè)備所有電能的保障。

（2）圖2中（2.2）低壓配電板是接收中壓配電板所提供的動力電能，統(tǒng)一管理，提供給整個船舶電力系統(tǒng)設(shè)備電能。

（3）圖2中（2.3）應(yīng)急配電板，在船舶正常用電狀況時，主配電板給應(yīng)急配電板供電，給予全船應(yīng)急設(shè)備所用的電能。假設(shè)船舶出現(xiàn)應(yīng)急狀況，發(fā)電機出現(xiàn)故障無法給中壓配電板供給電能，會導致低壓配電板失去電能，導致全船設(shè)備癱瘓時，應(yīng)急發(fā)電機給應(yīng)急配電板供給電能，給船舶應(yīng)急設(shè)備和應(yīng)急照明使用，給船舶提供照明系統(tǒng)和通訊監(jiān)測系統(tǒng)及船舶應(yīng)急動力提供電能，保證船舶的安全。

（4）圖2中每一個配電板中內(nèi)部都是以匯流銅排（母線）組成，作用是用來連接各個發(fā)電機負載的連接匯流銅排，矩形導線，所排列的顏色，電源作為交流電，分為A相、B相、C相。

2應(yīng)急配電板通電及調(diào)試各項準備

（1）船舶應(yīng)急配電板通電工作時，調(diào)試員必須熟悉應(yīng)急配電板廠家原理圖、系統(tǒng)圖、接線圖，保證應(yīng)急配電板通電時出現(xiàn)故障時第一時間找到故障點及處理故障。

（2）應(yīng)急配電板通電前應(yīng)對設(shè)備安裝狀態(tài)檢查，包括應(yīng)急配電板整體安裝完整性，應(yīng)急配電板每屏間隔縫隙是否均勻緊密，屏與屏之間的匯流排是否連接固定;檢查每屏門是否能夠正常打開，配電板接線是否完整，每根芯線是否安裝原理圖要求所接，芯線號碼牌是否安裝，動力線的色標是否正確，每根芯線的冷壓頭是否符合工藝要求及牢固;檢查應(yīng)急發(fā)電機和應(yīng)急配電板相序顏色是否一致，所有動力系統(tǒng)、變壓器與主配電板電纜等動力電纜是否接線連接正確，應(yīng)急配電板接地線是否完整，接線工藝是否符合工藝規(guī)范。

（3）應(yīng)急配電板清潔。圖3中所描述的為應(yīng)急配電板匯流內(nèi)部，必須認真仔細清潔應(yīng)急配電板內(nèi)部的施工余料，匯流排上面的粉塵和手跡。粉塵基本都是地板和墻壁打磨時積攢的，里面包含鐵粉，容易引起配電板短路現(xiàn)象。手跡是因安裝時和清潔時施工人員觸摸造成，手上的油漬未清潔干凈會導致匯流銅排的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

（4）應(yīng)急配電板通電前要對匯流排絕緣測定，確認每個開關(guān)是脫口狀態(tài)，應(yīng)急配電板內(nèi)部所有保險絲都是拆除狀態(tài)，避免高電壓破壞。用DC500V以上的絕緣兆歐表對三相匯流排分別進行對地絕緣電阻值（圖4）測量，假設(shè)測量結(jié)果低于規(guī)定技術(shù)要求，要做相對應(yīng)的檢查，找出問題所在，在沒有處理好問題過程中應(yīng)急配電板不允許通電。（注意，確認測量儀器儀表要在合格期內(nèi)，確保測量數(shù)據(jù)真實有效。）

3應(yīng)急配電板通電安全注意事項及設(shè)備通電操作要求

（1）應(yīng)急配電板，岸電箱，分電箱，變壓器等，供電期間必須掛高壓危險提示性的警告板，避免引起人身觸碰安全事故發(fā)生。

（2）岸電所接電纜規(guī)格要達到船舶設(shè)備用電電流容量，一般采用三根單芯180平方銅芯電纜進行連接，岸電電纜拉放和擺放位置要處于安全區(qū)域，岸電電纜船舷處與碼頭岸電供電箱處要多放些余量，因船舶在碼頭區(qū)域，海面漲退潮時，避免船舶移動搖晃時所造成的磨損和拉斷電纜事故發(fā)生。

（3）應(yīng)急配電板負載屏中不使用的設(shè)備開關(guān)采用有效的防范誤操作合閘送電裝置，保障人員和設(shè)備安全，設(shè)備送電過程中應(yīng)采取雙人監(jiān)護制，電氣設(shè)備安裝接線時不得帶電操作。

（4）應(yīng)急配電板中每個設(shè)備通電實驗前，必須把每個所送電的開關(guān)相關(guān)信息名牌寫清楚，需專人負責送電，不需要用時要及時分閘開關(guān)。

4應(yīng)急配電板調(diào)試及功能試驗

4.1應(yīng)急配電板功能試驗[1]

（1）絕緣電阻測量，在船舶應(yīng)急發(fā)電機做負荷試驗前和試驗后，用DC500v絕緣兆歐表對應(yīng)急配電板進行測量，測量時需要斷開諸如半導體線路，以避免損壞。測量點，針對應(yīng)急發(fā)電機定子繞組對地，空間加熱器對地測量（使用DC500v或250v絕緣兆歐表測量）。[3]

（2）應(yīng)急發(fā)電機運行與空間加熱器連鎖試驗，當應(yīng)急發(fā)電機運行時，即使空間加熱器開關(guān)處于合閘位置，空間加熱器的線路也不應(yīng)該供電。

（3）驗證應(yīng)急配電板所有短路器能否正常開＼關(guān)，各種指示燈、報警燈工作是否正常。

（4）對應(yīng)急配電板各種指示燈、儀表、報警功能做確認試驗。

4.2應(yīng)急配電板開關(guān)保護裝置試驗（原動機和應(yīng)急配電板）

（1）應(yīng)急配電板開關(guān)過電流脫扣保護試驗，需選擇相應(yīng)的電流，通過開關(guān)電流互感器的次級回路來控制電路做實驗，實驗構(gòu)成需要記錄電流值和主開關(guān)脫扣的延時時間。

（2）應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)和聯(lián)鎖主開關(guān)長短延時及瞬時延時脫扣試驗，用廠家專用的測試儀器做功能實驗，應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)每相長延時設(shè)定電流為882A，延時時間為50S;短延時設(shè)定電流為2406A，延時時間為400MS;瞬延時電流為8020A，延時時間為0.04MS。聯(lián)鎖主開關(guān)每相長延時設(shè)定電流為800A，延時時間為39.47S;短延時設(shè)定電流為2400A，延時時間為239MS;瞬延時電流為8020A，確保主開關(guān)保護裝置功能正常，測量數(shù)據(jù)真實有效。

（3）欠壓脫扣試驗，通過原動機降速來使應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)達到欠壓脫扣，脫扣電壓范圍為35%～70%之間，脫扣點電壓為240V。

（4）應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)和主發(fā)電機主開關(guān)的聯(lián)鎖功能試驗，當應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)合閘時，主發(fā)電機主開關(guān)無法接通，當主發(fā)電機主開關(guān)合閘時，應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)無法接通[4]。

（5）應(yīng)急配電板失電功能試驗，參考圖5邏輯圖。應(yīng)急配電板和應(yīng)急發(fā)電機處于自動狀態(tài)下，主配電板供給應(yīng)急配電板電源出現(xiàn)故障，應(yīng)急配電板匯流排電壓檢測單元檢測不到電壓時，應(yīng)急配電板與主配電板的聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動脫扣，應(yīng)急發(fā)電機處于自動備車狀態(tài)，應(yīng)急配電板發(fā)出啟動應(yīng)急發(fā)電機指令，應(yīng)急發(fā)電機接到指令后會自動啟動。應(yīng)急發(fā)電機啟動分為兩種情況，一種是應(yīng)急發(fā)電機出現(xiàn)故障無法啟動狀態(tài)，無法供給應(yīng)急配電板電源，應(yīng)急配電板會出現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機啟動失敗故障報警;另外一種，應(yīng)急發(fā)電機正常啟動運行并建立電壓，應(yīng)急配電板電壓檢測單元檢測到電壓，主配電板和應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，應(yīng)急配電板發(fā)出給應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)合閘指令，應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)合閘，規(guī)范要求45S之內(nèi)合閘成功，應(yīng)急發(fā)電機給應(yīng)急配電板提供電源，保證船舶應(yīng)急設(shè)備運行。應(yīng)急配電板檢測到主配電板恢復電源時，應(yīng)急發(fā)電機主開關(guān)自動分閘，主配電板和應(yīng)急配電板聯(lián)鎖開關(guān)自動合閘，應(yīng)急配電板由主配電板供電狀態(tài)后，應(yīng)急配電板發(fā)給應(yīng)急發(fā)電機停車指令，應(yīng)急發(fā)電機冷卻運行3分鐘后自動停車[5]。

（6）應(yīng)急發(fā)電機自動模式模擬試驗，將應(yīng)急發(fā)電機機旁控制箱上的位置選擇開關(guān)打在自動位置之后，通過應(yīng)急配電板測試開關(guān)做應(yīng)急發(fā)電機的自動起動試驗。

（7）主電源與應(yīng)急電源之間供電轉(zhuǎn)換，將應(yīng)急配電板供電模式選擇開關(guān)打到自動位置，當主電源失電時，在主電源供電側(cè)的開關(guān)將會自動脫扣，應(yīng)急發(fā)電機立即啟動運行，當應(yīng)急發(fā)電機電壓建立后，在應(yīng)急電壓供電側(cè)的開關(guān)將會自動合閘。當主電源電壓恢復時，在應(yīng)急發(fā)電機的主開關(guān)將會自動斷開，主電源供電側(cè)的開關(guān)將會自動合閘。在停泊工況下，當主電機停止供電時，將應(yīng)急配電板模式選擇開關(guān)打到停泊發(fā)電機位置，把主配電板側(cè)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，應(yīng)急配電板給主配電板正常供電。

5 結(jié)束語

通過調(diào)試應(yīng)急配電板功能項目的實施，逐步探索出應(yīng)急配電板安裝工藝和功能原理關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)出一套完整的調(diào)試工藝及檢驗方法，肯定了應(yīng)急配電板設(shè)備的可靠性，提高了船舶設(shè)備調(diào)試工藝和生產(chǎn)計劃周期，對今后其它項目的開展將起到積極的作用。

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基金項目：國家自然科學基金面上基金項目，51679224，復雜加載下自升式平臺樁土耦合作用機理及其極限承載能力研究。