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摘 要：隨著岸電系統(tǒng)寫入“十二五”規(guī)劃，碼頭岸電系統(tǒng)成為建設綠色，智慧港口的重要組成部分。船舶大型化，電力系統(tǒng)容量增大，對碼頭岸電的供電容量要求也越來越高，絕緣在線監(jiān)測對碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持。船舶停泊時對船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進行在線監(jiān)測也可以依靠岸電絕緣監(jiān)測實現(xiàn)。絕緣監(jiān)測及故障定位既可以避免一些事故的發(fā)生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網(wǎng)絡是否絕緣良好的工作量。
關鍵詞：岸電系統(tǒng)；綠色港口；智慧港口；碼頭岸電；絕緣監(jiān)測；故障定位
0 行業(yè)背景
隨著岸電系統(tǒng)寫入“十二五”規(guī)劃，碼頭岸電系統(tǒng)成為建設綠色，智慧港口的重要組成部分。近20年來，我國碼頭岸電的應用和發(fā)展比較迅速，岸電系統(tǒng)的組成和配置方案比較靈活。相關國家標準和行業(yè)標準的實施，對碼頭岸電系統(tǒng)的發(fā)展奠定了良好的理論和實踐基礎。
隨著船舶大型化，電力系統(tǒng)容量增大，對碼頭岸電的供電容量要求也越來越高，絕緣在線監(jiān)測對碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持，船舶停泊時對船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進行在線監(jiān)測也可以依靠岸電絕緣監(jiān)測實現(xiàn)。絕緣監(jiān)測及故障定位既可以避免一些事故的發(fā)生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網(wǎng)絡是否絕緣良好的工作量。
1 系統(tǒng)分析
當岸電電網(wǎng)是TN-S系統(tǒng)[3][4]時，船體未接專用接地線且船舶電網(wǎng)未與岸電零線接通，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，人站在岸上觸及船體會有觸電危險，零線上可能出現(xiàn)高電壓，單相接地電流大。當船體接專用接地線且船舶電網(wǎng)接入岸電零線，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，保護裝置跳閘，保障了人身安全，但是供電連續(xù)性無法保證。
當岸電電網(wǎng)是IT系統(tǒng)時，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，單相對地短路電流取決于船舶電網(wǎng)對地絕緣和對地分布電容大小，短路電流較小，人站在岸上觸及船體不會有觸電危險。一旦船舶電網(wǎng)或者岸電另一相再出現(xiàn)對地短路故障，將會導致兩相短路，引起岸電保護裝置動作，有可能造成危害。所以進行絕緣監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障時非常必要的。
為了保證人身安全，避免火災事故，船舶金屬船體應與岸電裝置中接地裝置連接。岸電宜采用中性點不接地系統(tǒng)供電，即IT系統(tǒng)供電。
2 產(chǎn)品介紹
絕緣監(jiān)測及故障定位可以用于配電回路中性點不接地的場所。
該產(chǎn)品功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、事件記錄、參數(shù)設置、通訊組網(wǎng)等，當系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣降低或者接地故障時，能及時報警，以提醒相關人員及時排查故障。
| 型號及名稱 | 產(chǎn)品圖片 | 說明 |
| AIM-T500L 絕緣監(jiān)測儀 |
| AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化于一身。具有測量范圍廣、反應速度快、允許系統(tǒng)泄漏電容大等特點。 |
| ASG200 測試信號發(fā)生器 |
| ASG200測試信號發(fā)生器在被監(jiān)測IT系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時，能及時啟動并產(chǎn)生測試信號，配合絕緣故障定位儀實現(xiàn)絕緣故障定位功能，并能發(fā)送故障相線。 |
| AIL200-12 絕緣故障定位儀 |
| AIL200-12絕緣故障定位儀采用高精度的信號檢測電路，和AKH-0.66L系列電流互感器配合，檢測ASG200測試信號發(fā)生器注入系統(tǒng)中的信號，準確定位絕緣故障所在的回路。單個定位儀可以定位12個回路。 |
| AKH-0.66L系列 電流互感器 |
| AKH-0.66L系列電流互感器與AIL200-12絕緣故障定位儀配合使用，變比是1000：1，電流互感器采用螺絲直接固定的方式裝于機柜內(nèi)部，二次側(cè)通過接線引出，安裝和使用方便。 |
3 功能介紹
AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀可以實時監(jiān)測IT系統(tǒng)的對地絕緣電阻，電阻越*時啟動故障預警或報警功能；具有繼電器報警輸出、LED報警輸出等多種故障指示方式；具有事件記錄功能，方便操作人員查看分析故障類型和發(fā)生時間，判斷系統(tǒng)運行狀況；具有自檢功能，可一鍵實現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢；具有斷線監(jiān)測功能，實時監(jiān)測PE/KE功能接地線連線狀況；具有一路RS485接口，標準Modbus-RTU協(xié)議；
ASG200測試信號發(fā)生器可以產(chǎn)生定位信號并注入不接地系統(tǒng)，指示故障所在相線，
AIL200-12絕緣故障定位儀可以定位并指示故障所在支路，單個AIL200-12最多可定位12個回路，每個IT系統(tǒng)最多可接90只定位儀，總計定位1080回路；
AKH-0.66 L系列電流互感器與AIL200-12絕緣故障定位儀配合使用實現(xiàn)故障定位。該系列有多種不同規(guī)格，可以按照回路額定電流選擇合適孔徑，可以選擇圓形或者矩形互感器。
4 技術指標
3.1 AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀的技術指標如下
| 項目 | 指標 | |||
| 輔助電源 | AC 85~265V；DC100~300V；50/60Hz | |||
| 最大功耗 | <8W | |||
| 適用范圍 | AC 0~690V；DC 0~800V；40~460Hz | |||
| 適用系統(tǒng) | IT系統(tǒng)（在線），其他系統(tǒng)（離線） | |||
| 絕緣 監(jiān)測 | 絕緣電阻范圍 | 1k~10MΩ | ||
| 預警、報警值范圍 | 10k~10MΩ | |||
| 絕緣電阻精度 | 1~10k，1k；10k~10M，±10% | |||
| 系統(tǒng)泄漏電容 | <500μF | |||
| 響應時間(Ce=1μF) | <5s | |||
| 內(nèi)部參數(shù) | 測量電壓 | <50V | ||
| 測量電流 | <270μA | |||
| 內(nèi)部直流阻抗 | ≥180kΩ | |||
| 繼電器輸出 | 出錯、報警、預警 | |||
| 故障記錄 | 20條記錄（故障類型、故障值、故障時間） | |||
| 報警方式 | 液晶、指示燈報警 | |||
| 通訊 | RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議； CAN接口，自定義協(xié)議 | |||
| 額定沖擊電壓/污染等級 | 8kV/Ⅲ | |||
| EMC電磁兼容/電磁輻射 | 符合IEC61326-2-4 | |||
| 安裝使 用環(huán)境 | 工作溫度 | -10 ~+65℃ | ||
| 存儲溫度 | -20~+70℃ | |||
| 相對濕度 | <95%，不結露 | |||
| 海拔高度 | ≤2500m | |||
5 系統(tǒng)原理圖
岸電絕緣監(jiān)測基本原理如圖所示：
當船舶未接入岸電電網(wǎng)時，絕緣監(jiān)測儀監(jiān)測岸電電網(wǎng)的絕緣情況；任意一路岸電箱的絕緣有問題時候，都可以通過絕緣及故障定位的方式發(fā)現(xiàn)并提示工作人員解除故障。
當船舶接入電網(wǎng)后，船用絕緣監(jiān)測儀退出，岸電絕緣監(jiān)測儀開始工作，當絕緣監(jiān)測儀監(jiān)測出絕緣故障，提示某船有絕緣故障，此時，再由船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)測儀去找出具體故障回路及故障點，提醒工作人員排查絕緣降低或者單相接地故障。
6 結語
碼頭岸電及船舶供電具有特殊性，對電網(wǎng)要求較高。接岸電時，一方面要采用安全可靠的接地型式的電網(wǎng)供電，另一方面對船舶電網(wǎng)絕緣在線監(jiān)測問題不能忽視，應注重岸電及船舶的絕緣在線監(jiān)測。絕緣監(jiān)測儀的使用，為岸電和船舶的安全可靠運行提供有力的支持。
參考文獻
[1] 劉純, 唐葦葦, 姚建新. 國內(nèi)外碼頭岸電系統(tǒng)技術應用及發(fā)展綜述[J]. 水運工程, 2020(5):5.
[2] 魯曉革, 鄭林, 張薇. 艦船接岸電時的安全性及絕緣監(jiān)測問題[J]. 船電技術, 2001, 21(006):25-28.
[3] GB 50054-2011 低壓配電設計規(guī)范
[4] GB 51348-2019 民用建筑電氣設計標準
[5] GB/T 51305-2018 碼頭船舶岸電設施工程技術標準
[6] JTS 155-2019 碼頭岸電設施建設技術規(guī)范
[7] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.02版
