對船載交流高壓岸電系統檢驗要求的探討

王 麾

對船載交流高壓岸電系統檢驗要求的探討

王 麾

為減少港區內船舶廢氣的排放，越來越多的港口為靠港大型船舶提供接駁高壓岸電服務，相比傳統的船舶自身供電，高壓岸電具有容量大、成本低、綠色環保的優點，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備，但與此同時也對驗船師的檢驗工作提出更高要求。根據相關規范以及IEC/ISO/IEEE 80005-1標準，闡述在檢驗當中比較容易被忽視的內容，希望能給驗船師帶來幫助。

高壓岸電（HSVC）；CCS入級規范；IEC/ISO/IEEE 80005-1標準

為減少港區內船舶廢氣的排放，越來越多的港口為靠港大型船舶提供接駁高壓岸電服務，相比傳統的船舶自身供電，高壓岸電具有容量大、成本低、綠色環保的優點，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《鋼質海船入級規范》2015版和2016修改通報第8篇第19章關于交流高壓岸電系統的要求，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一般要求——港口連接效用》標準，下文簡稱IEC標準），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行探討，為驗船師在現場檢驗提供參考。

一、船載設備的初次檢驗

1.電纜管理系統

為了使電纜在使用期間能保持合適的最小松弛狀態的長度，避免超出電纜張力的允許范圍，當采用張力控制系統時，應有獨立于該控制系統的電纜張力監控系統和電纜長度監控系統。當這兩個監控系統發現電纜超出所規定的要求，都會發出報警并立即斷開岸上和船上的岸電連接斷路器。根據IEC標準，筆者建議規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/岸的緊急停止系統聯系在一起等）。需要注意的是，在部署、穩態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船的電纜管理系統應安裝在岸上，而集裝箱船的電纜管理系統則應安裝在船上。LNGC船的電纜管理系統的連接和接口設備應具有保護因應急斷開連接而引起危險的船上固定設備的能力。因此驗船師要關注不同船型對電纜管理系統的要求，以及在做與岸電連接試驗時，電纜管理系統是否符合該船型。

當三相導體之間出現嚴重的電流不平衡時，船上和岸上高壓斷路器自然會斷開所有極，但當并聯電纜之間或者定向性接地故障發生嚴重的電流不平衡時，則應在船上和/或岸上設置了斷開連接保護繼電器，所以建議驗船師核實是否設有該繼電器。

等電位連接監控（當船上安裝時適用）：船舶和岸上連接的電纜應建立持續不斷的等電位連接自我監控。當電纜管理系統安裝時，該等電位連接監控裝置應安裝在船上或者岸上。當一方使用了等電位連接監控裝置，那么另一方應要安裝等電位連接監控終端裝置。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控有具體參數要求，具體見IEC標準附錄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標準附錄B至附錄F。如果通過障礙和訪問控制方式導致插頭和/或插座內部故障從而引發了電弧閃光，應能保護插頭和插座連接區域的工作人員。每個插頭都帶有為了安全電路的連續監控的控制棒。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 標準附錄。應關注下連接順序：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。應設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標準第7.3.4節。

規范要求插頭和插座應符合IEC 62613-1以及IEC 62613-2國際標準和/或國內標準。目前，筆者只查閱到工業用插頭和插座的國內標準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），其標準主要引用IEC 60309《工業用插頭插座和耦合器》Part 1和Part 2，并結合國內技術實際情況編制而成。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的插頭、插座IEC 62613標準還是有區別的，見表1。

表1 IEC 62613與GB/T 11918的區別

續表

因此，希望規范能引用國內具體標準號，筆者不建議采用GB/T 11918國內標準。

3.儲存

在設備不使用時能提供存放場地：（1）船上甲板設備需要存放在干燥環境；（2）需要安全地裝載、移動和存放移動設備；（3）在船舶正常的工作條件下，設備不能遭受危險性；（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的數據通信鏈路

除了需知的規定以外，還需根據IEC標準，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，報警或者安全系統的自我監控部分檢測到能影響連接安全性的故障；（4）應急停止觸發的顯示；（5）岸上控制功能（若有時）；（6）岸上供電的應急切斷顯示；（7）蓄電池充電或備用系統的啟動失敗。在其運行前還需定義好通信協議，而且其功能、特性以及設計要求應滿足IEC 60092-504標準。

5.岸電連接配電板

岸電連接配電板的保護系統配有至少能提供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有顯示和報警。

6.高壓開關柜電源頻率測試

雖然規范沒有要求，但IEC標準指出無論是岸基設備或者船載設備，只要其超過30個月沒有使用，就要做高壓開關柜電源頻率測試，所以建議驗船師關注此情況。

7.高壓岸電系統與船舶電站并車以及負荷轉移試驗

并聯后的負荷應能自動轉移，而非人工操作。負荷轉移時間應在切實可行前提下盡早完成，以免造成機械或設備故障，或引發保護裝置工作，而且該時間被用作規定的負荷轉移時間限制，并且負責人員能清楚知道該負荷轉移時限。如果該轉移時限可以調整的話，應具有與外部電源匹配的能力，用于承受和卸載負荷，并且設置時限的程序應在操作說明書中予以記載。

8.核查技術資料

因為該系統關系到船舶和人身安全，筆者建議驗船師最好能核查下經我社備查過的高壓岸電系統的操作準則、安裝說明、開機或調試程序、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上述文件進行程序性操作。

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的風機出現了故障，所以其船載的高壓岸電系統不應安裝在有可能變為危險區域的車輛甲板上。

雖然規范只要求對船載高壓裝置進行初次檢驗，但IEC標準指出，先要完成岸基高壓設備的初次試驗和船用高壓設備的初次試驗之后，船舶才可以與岸基設備進行初次高壓岸電試驗，并且岸基設備具體試驗項目跟通函的產品試驗項目一致，所以筆者建議驗船師關注岸基設備是否完成了初次測試。

二、船載設備的年度檢驗、中間檢驗以及特別檢驗

IEC標準與規范要求對此檢驗內容是一致的，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備在營運中處于經常使用以及保養這一理想狀態。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，這與船舶起重設備情況比較相似，而且IEC標準第10節還提到，如果設備超過30個月未使用，應重新進行初次檢驗。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負責人的方式確認設備使用狀況，當發現有上述情況時，最好進行初次檢驗。

IEC標準還指出，如果相同的船在同一個岸上供給點超過了12個月而且船載設備或岸基設備任何一方有改動，則要依據檢驗，雖然規范提到有條件時可進行岸電連接試驗，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、容量以及岸基設備中性接地電阻等要求不同，所以規范也提出船舶第一次到達某港口，在岸電連接之前，應對船舶連接岸電進行評估，但規范未給出其具體內容。筆者認為，可以參考IEC標準4.3節內容。除此之外，LNG船還另外增加為貨物作業的岸上供電的實用性以及關閉系統和斷開設備的兼容性兩項評估內容，所以筆者建議驗船師關注一下此情況。

四、結束語

筆者依據規范，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論文等大量資料，闡述了對交流高壓岸電系統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。