船舶應急配電板功能及調試

張闖 劉杰 李志良 張華

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

關鍵詞：應急配電板功能試驗;調試工作;通電時安全操作注意事項

船舶電力系統就像整條船的神經網，布滿全船各個位置，與船上每個船舶設備相連接，給予每個船舶設備電力供應，保證船舶設備可靠性、安全性，給予不間斷電力系統輸出，確保整個船舶設備系統安全運行。尤其應急配電板供電系統，保證船舶正常供電系統出現故障時，使用應急預案。應急配電板給全船應急設備不間斷供電，保證船舶應急動力系統及應急照明系統正常使用，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應急配電板組成與功能

1.1應急配電板組成

1.1.1應急發電機控制屏

（1）控制應急發電機遙控啟動和關停功能;

（2）應急發電機自動模式和手動模式功能;

（3）應急配電板主開關合閘功能;

（4）應急配電板海上模式和港口模式功能;

（5）應急發電機和應急配電板報警檢測功能;

（6）應急配電板開關保護功能。

設備元器件組成包括：應急發電機電流表;應急發電機功率表;應急發電機電壓表;應急發電機頻率表;時間計時器;報警燈組;蜂鳴器及復位按鈕;轉換開關;名牌。

1.1.2應急配電板主開關

圖1中（1.2）是應急配電板主開關，其功能作用是：

（1）主配電板給應急配電板供電;

（2）應急發電機給應急配電板供電;

（3）主開關欠壓及長短延時開關保護功能。

設備元器件組成包括：主配電板與應急配電板聯絡開關;應急發電機與應急配電板聯絡開關;電源保護控制器;動力電源線接線端子。

1.1.3應急配電板負載供電屏

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

設備元器件組成包括：設備空氣開關;絕緣監測兆歐表;絕緣指示燈組;開關優先脫扣裝置。

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給予整個船舶電力系統供電，保證船舶?？扛劭诤瓦M船塢時全船所需設備及照明系統的正常運行。

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

1.2船舶電力系統

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

用途分為：

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

（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，統一管理，提供給整個船舶電力系統設備電能。

（3）圖2中（2.3）應急配電板，在船舶正常用電狀況時，主配電板給應急配電板供電，給予全船應急設備所用的電能。假設船舶出現應急狀況，發電機出現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，導致全船設備癱瘓時，應急發電機給應急配電板供給電能，給船舶應急設備和應急照明使用，給船舶提供照明系統和通訊監測系統及船舶應急動力提供電能，保證船舶的安全。

（4）圖2中每一個配電板中內部都是以匯流銅排（母線）組成，作用是用來連接各個發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應急配電板通電及調試各項準備

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

（2）應急配電板通電前應對設備安裝狀態檢查，包括應急配電板整體安裝完整性，應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;檢查應急發電機和應急配電板相序顏色是否一致，所有動力系統、變壓器與主配電板電纜等動力電纜是否接線連接正確，應急配電板接地線是否完整，接線工藝是否符合工藝規范。

（3）應急配電板清潔。圖3中所描述的為應急配電板匯流內部，必須認真仔細清潔應急配電板內部的施工余料，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象發生。

（4）應急配電板通電前要對匯流排絕緣測定，確認每個開關是脫口狀態，應急配電板內部所有保險絲都是拆除狀態，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，假設測量結果低于規定技術要求，要做相對應的檢查，找出問題所在，在沒有處理好問題過程中應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，確保測量數據真實有效。）

3應急配電板通電安全注意事項及設備通電操作要求

（1）應急配電板，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生。

（2）岸電所接電纜規格要達到船舶設備用電電流容量，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生。

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

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

4應急配電板調試及功能試驗

4.1應急配電板功能試驗[1]

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

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

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

（4）對應急配電板各種指示燈、儀表、報警功能做確認試驗。

4.2應急配電板開關保護裝置試驗（原動機和應急配電板）

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

（2）應急發電機主開關和聯鎖主開關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，應急發電機主開關每相長延時設定電流為882A，延時時間為50S;短延時設定電流為2406A，延時時間為400MS;瞬延時電流為8020A，延時時間為0.04MS。聯鎖主開關每相長延時設定電流為800A，延時時間為39.47S;短延時設定電流為2400A，延時時間為239MS;瞬延時電流為8020A，確保主開關保護裝置功能正常，測量數據真實有效。

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

（4）應急發電機主開關和主發電機主開關的聯鎖功能試驗，當應急發電機主開關合閘時，主發電機主開關無法接通，當主發電機主開關合閘時，應急發電機主開關無法接通[4]。

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

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

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

5 結束語

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

參考文獻：

[1] 張江龍.船舶電力系統的分析與設計[D]. 大連：大連海事大學，2010：11-22.

[2]祝亮亮.船舶岸電電源系統的建模與仿真研究[D]. 大連：大連海事大學，2016：1-11.

[3周志敏， 紀愛華.電工測量與試驗實用技術問答[M].電子工業出版社，2006.

[4]許智靈.船舶應急電系統受控的邏輯關系[C].北京：2008中國船舶工業發展論壇暨《中國造船》創刊60周年紀念大會，2008.

[5] 張平 楊興忠. 船舶應急電源的檢查及其要點[C].成都：中國航海學會2010年學術年會2010.

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。