絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)在碼頭岸電的應(yīng)用案例

摘 要：傳統(tǒng)船舶使用柴油發(fā)電機供電，船舶靠岸時，為了節(jié)省能源和減少環(huán)境污染，應(yīng)由碼頭岸電供電。隨著船舶大型化，電力系統(tǒng)容量變大，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(jìn)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(luò)是否絕緣良好的工作量。

關(guān)鍵詞：碼頭岸電；絕緣監(jiān)測；故障定位，絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

0 行業(yè)背景

碼頭岸電系統(tǒng)是建設(shè)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(yīng)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(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)。

隨著船舶大型化，電力系統(tǒng)容量變大，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(jìn)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(luò)是否絕緣良好的工作量。

典型的岸電系統(tǒng)主要分高壓岸電系統(tǒng)和低壓岸電系統(tǒng)2 種。 全球常用的的碼頭船舶岸電系統(tǒng)輸出的電壓和頻率主要為6kV/50Hz和400V/50Hz。低壓岸電的受電系統(tǒng)如下圖所示。

其中，變電所為兩路10kV進(jìn)線，經(jīng)過10/0.4kV變壓器到低壓系統(tǒng)，低壓母線輸出多路饋線，分別接入到多個岸電箱，當(dāng)船舶靠岸時，接入岸電箱，停止柴油發(fā)電機組，由低壓岸電供電。

1 系統(tǒng)分析

當(dāng)岸電電網(wǎng)是TN-S系統(tǒng)]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(dāng)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(hù)裝置跳閘，保障了人身安全，但是供電連續(xù)性無法保證。

當(dāng)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(dǎo)致兩相短路，引起岸電保護(hù)裝置動作，有可能造成危害。所以進(jìn)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(zāi)事故，船舶金屬船體應(yīng)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)測及故障定位產(chǎn)品可以監(jiān)測碼頭岸電系統(tǒng)中低壓不接地系統(tǒng)。該產(chǎn)品功能豐富，包括絕緣電阻監(jiān)測、絕緣故障預(yù)警、絕緣故障報警、事件記錄、參數(shù)設(shè)置、通訊組網(wǎng)等，當(dāng)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(guān)人員及時排查故障。

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，電阻越限時啟動故障預(yù)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(biāo)準(zhǔn)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多可定位12個回路，每個IT系統(tǒng)多可接90只定位儀，總計定位1080回路；

AKH-0.66 L-xx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。如果現(xiàn)場不具備斷電施工的條件，也可以選擇開口式AKH-0.66 L-xxKN系列電流互感器。

3 系統(tǒng)介紹

絕緣監(jiān)測及故障定位系統(tǒng)是專門為了監(jiān)測IT系統(tǒng)不接地場景應(yīng)用開發(fā)，擁有獨立的報警顯示功能，同時提供曲線和報表查詢功能，方便用戶通過歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和判斷，主要界面如下：

系統(tǒng)首頁包含地理位置顯示，項目簡介，安全運行天數(shù)等信息。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含項目所有絕緣監(jiān)測設(shè)備的拓?fù)潢P(guān)系，可以清晰顯示現(xiàn)場所有設(shè)備連接關(guān)系和通訊狀態(tài)。

系統(tǒng)接線可以顯示現(xiàn)場配電回路和絕緣監(jiān)測具體裝設(shè)位置，同時具備參數(shù)和報警看板，可以直觀查看現(xiàn)場具體的配電情況。

曲線報表可以直觀顯示當(dāng)天絕緣阻值的變化，可以查看一年時間內(nèi)的日報表，月報表及年報表，同時可以選擇時間進(jìn)行查詢。

4 技術(shù)指標(biāo)

AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀的技術(shù)指標(biāo)如下

5 結(jié)語

碼頭岸電的供電系統(tǒng)具有一定的特殊性，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(yīng)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(xiàn)

[1] 劉純, 唐葦葦, 姚建新. 國內(nèi)外碼頭岸電系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展綜述[J]. 水運工程, 2020(5):5.

[2] GB 50054-2011 低壓配電設(shè)計規(guī)范

[3] GB/T 51305-2018 碼頭船舶岸電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[4] JTS 155-2019 碼頭岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范

審核編輯黃昊宇