船舶岸電系統改造中船岸設備連接方式探討

阮海峰 和志慶

摘? ? 要：為更好地處理船舶在靠泊碼頭期間帶來的大氣污染問題，船舶岸電系統改造技術應運而生，電纜作為連接岸電和船電系統的重要設備其作用尤為突出。本文通過比較岸電接用技術中電纜及輔助設備不同安裝位置的特點，從電纜選擇及岸基輔助設備布置兩個方面提出最優方式，既節省了船舶岸電改造費用，又能提高岸電設備的使用效率及安全性能，解決船舶靠泊碼頭帶來的大氣污染問題。

關鍵詞：岸電系統；電纜；布置；比較分析

中圖分類號：U665.1? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

The Exploration on Ship-Shore Equipment Connection Mode for

Ship-Shore Power System Reform

RUAN Haifeng， HE Zhiqing

（ Port and Navigation （Local Maritime Affairs） Management and Service Center of Wuhu City，? Wuhu 241000 ）

Abstract： In order to better deal with the problem of air pollution caused by ships during berthing at the wharf， the promotion of ship shore power transformation technology arises at the right moment. Cable plays a particularly prominent role as an important equipment connecting shore power and ship power system. This paper compares the characteristics of cable and auxiliary equipment in two different installation positions in shore power connection technology. Propose the optimal way both for the selection of cable and shore-based auxiliary equipment layout， e.g.? saving the the costs in the process of ship-shore electricity transformation? and improve the use efficiency and safety performance of the equipment in view of the management control， in order to better accomplish the promotion of shore power transformation technology， and solve the problem of air pollution from ships berthing terminal as soon as possible.

Key words： Shore Power System; Cable; Layout; Comparison and Analysis

1? ? ?前言

船舶岸電技術是通過采用岸電資源為船舶在靠泊碼頭期間提供必需的動力能源，從而減少在?？看a頭期間因持續使用發電柴油機造成的尾氣、噪聲等污染問題。船舶岸電系統由岸電電源、連接電纜及接口設備等部分組成，主要包括：岸電電源、接電箱、接插件、電纜及電纜卷筒等。電纜和卷筒設備，作為岸電系統中重要的設備，其安裝位置可以根據實際情況選擇安裝在船上或岸上，目前采用的主流方式是安裝在船上合適位置。

2? ? 發展船舶岸電技術的必要性

2.1? ?船舶節能需求

岸電的使用改善了船舶發電機使用工況，讓船舶在靠泊期間仍能依靠岸電能源保證部分設備的正常運行，減少了船舶電網在低負荷時柴油機組發電的工作時長，從而減少了因機械能耗而帶來的非必要的損失，在很大程度上減少了能源的浪費。

2.2? ?提高供電品質

船用機組由于容量較小，啟動大負荷時對電網的沖擊大，造成電網頻率和電壓的波動較大，供電品質一般不高；而岸網的容量較船網要大得多，電壓頻率較穩定，抗沖擊負荷的能力強；另外，船網發電時，發電機本身交變磁場會對周圍設備產生諧波干擾，發電機之間相互干擾時還會產生二次諧波干擾；一些設備甚至是重要設備廣泛采用通信技術，這些諧波干擾會對通訊的穩定產生不可預測的潛在危害；岸電供電時，可通過采用高通濾波和低通濾波過濾這些浪涌脈沖，提供高品質的電能。

2.3? ?減少港口大氣污染

港口大氣污染的來源之一就是船舶靠泊時依靠發電機提供能量造成的尾氣污染。采用岸電后，來自發電機帶來的尾氣污染將得到很好地控制，是實現港口污染防治的重要舉措。

2.4? 改善船員工作環境

船舶靠泊期間，部分設備仍需保持運行狀態，需要持續提供電力輸出。以目前船舶供電方式來看，作為原動力的發電機運行是必不可少的，這使得船舶在靠泊期間仍會產生大量的大氣和噪聲污染。如果船舶靠泊后采用岸電提供電能，將很好地解決這類問題，給船員提供相對安靜的工作環境，緩解船員工作壓力。

3? ? 船岸電網連接方法

船岸電網連接是通過電纜及輔助設備將岸基配電箱與船基配電箱相連。其中，輔助設備之一的電纜卷筒，作為協助電纜伸縮的重要工具，在實現岸電連接的前期工作中起著十分重要的作用。現有船舶岸電改造方案中，電纜卷筒安裝一般是在船上尋找合適地點，選擇靠近船舶主配電板的位置，例如船尾靠近機艙的主甲板、船頭靠近駕駛室的主甲板等位置，減少在船上鋪設電纜的有效長度，也方便使用操作管理。本文作者建議將電纜和卷筒設備安裝在碼頭上，在使用時將電纜自由端鋪設到船舶主配電板處，通過專用接頭與船上接收插座聯通?，F就以上位置選擇進行分析。

3.1? 電纜卷筒安裝位置選擇

眾所周知，船舶特別是內河船舶，為充分考慮其經濟性，甲板上可使用的多余空間并不多，所以電纜卷筒因其供電處所的特殊要求，一般選擇放在甲板尾部且靠近機艙的位置。船舶尾部一般設有尾舵傳動設備、救生艇筏及升降裝置等設備，能夠給電纜卷筒預留的位置空間并不充足，且安裝在船上受存放地點影響，卷筒和電纜一般是露天存放，不利于電纜的使用壽命；而碼頭相對船舶而言，可供安放電纜卷筒的位置相對較富裕，特別是新建碼頭在設計之初就可以預留合適位置，并且可以針對碼頭的功能設計建造下沉式岸電箱及電纜卷筒存放處所，既減少占用碼頭空間，又避免了設備在外面暴曬和雨水沖刷，可提高設備的使用壽命。

3.2? ?岸基電纜卷筒及輔助設備

船用電纜及卷筒設備因其特殊要求，其電纜在長度、設備重量、防護等級等方面的要求也較為特殊，為了滿足在各種復雜碼頭設計情況下電纜都能夠接到岸電箱，其長度必須足夠長；由于岸電電纜都是直接沿陸地拉接，需要拖拽，與周圍環境和人員接觸的幾率大，為安全起見，一般設計有鎧甲保護，增加了其自身的重量。這些因素給船舶岸電系統改裝工程帶來很大不便，船舶改裝時需借助專門的吊裝機器來輔助完成設備上船運輸，直接增加了岸電系統改造費用。在此情況下，岸基電纜傳送輔助設備的采用就非常有必要了，采用碼頭專用設備不但可以減輕單獨依靠人工操作帶來的不便，同時可以減少人工操作帶來的不安全因素?？紤]船舶在裝卸貨過程中船體相對碼頭產生的距離變化，可以配合電纜卷筒安裝自動收緊或放松裝置，自由控制電纜的松緊程度，減少因電纜收縮導致的對用電箱等設備的傷害，對整個岸電系統起到很好的保護作用。

3.3? 電纜和岸基卷筒設備成本

在岸電系統中要充分考慮到電纜長度選擇，必須滿足因為港口碼頭接電位置變化、河道水位變化、不同船型干舷高度變化及船舶吃水變化等因素影響。因船用電纜的特殊要求，需選用耐油、滯燃、防水護套的柔性銅芯電纜，費用較普通電纜明顯較高；若采用碼頭安裝岸基卷筒和岸基電纜的方法，可以減少船舶配置電纜和卷筒設備的費用，且碼頭可以根據岸電箱位置和電纜卷筒的預留空間配置規模更大的設備，以便提供更長有效長度的電纜。

3.4? 電纜和岸基卷筒設備使用管理

船舶航行過程中，電纜和卷筒均處于無用狀態，受環境因素影響仍需對設備進行維護和保養，增加了人力和維護費用。如果采用碼頭配備岸基公用電纜和卷筒設備，一方面大大提高了設備的利用率，減少了資源浪費，同時在設備的使用管理方面，可以由碼頭方安排專人負責管理，從使用管理的質量和對設備維護保養等方面來看，效果也會更好。

3.5? 操作人員培訓

因為船員流動性原因，在同一艘船上工作的時間長短不固定，更換工作的頻率也較高，每船在為船員培訓方面付出的精力會明顯提高；而碼頭工人的固定性相對較強，而且配備專業電工人員也較容易實現。因此，采用岸上配置電纜和卷筒等設備的方式，能夠更好發揮工作人員培訓的作用和價值，并且在岸電使用時操作安全性更高。

4? ? 使用管理

4.1? ?加強操作人員培訓

船舶岸電系統作為一種新興技術，對船員及碼頭操作工人來說都是一種新的挑戰，使用初期要做好培訓工作，要求使用人員充分掌握使用技巧，確保知曉使用注意事項，保證岸電使用安全。例如，要求岸電電壓、頻率、相序與本船電網電壓、頻率一致，工作人員要注意檢查岸電相序、電壓、頻率是否與本船電網電壓、頻率一致，任何一種不一致都要調整使之匹配。

4.2? 電纜系統管理

岸電系統卷筒設備除具有收放電纜功能外，還應具備安全功能，防止電纜過渡拉伸。在正常情況下，保證電纜不出現超過允許值的機械應力；在出現電纜過度拉伸情況下，做到及時切斷岸電連接，避免帶電拉斷電纜或插頭拔出狀況，以免引起人員觸電或因電致火現象發生。

4.3? ?岸電箱管理

岸電系統是通過岸電箱接至船舶主配電板或應急配電板。岸電箱面板上設有指示燈指示外來電纜是否有電，箱內還應設置岸電相序的監視設備，只有當接入岸電的相序與船舶電網的相序一致時，才允許合上岸電箱的開關。日常管理人員要做好岸電箱的維護保養，確保各項功能的正常使用。

4.4? 檢驗質量管理

船舶用電系統較岸電系統，無論從設備選擇、安裝位置和施工要求等方面都存在很大不同，而且要求也更高。在船舶岸電系統改造過程中，工作人員要從圖紙設計、設備及電纜選取、安裝布局、完工試驗等方面把好關，做到設計合理、設備選擇滿足船用產品要求、試驗滿足規范和實際需求，確保檢驗質量。

4.5? ?做好政策宣傳

相關部門根據職責分工，做好船舶岸電系統改造政策宣傳，海事部門做好使用監督，港航部門做好補貼政策的后續工作；港口企業鼓勵使用岸電船舶優先靠泊，提供電價優惠政策等，提高廣大船舶參與岸電系統改造的積極性。

5? ? 小結

從港口污染防治的成效可知，船舶排放污染物的消減量、船舶大氣污染物的消減量，與船型、船舶靠港的艘次數、船舶發電機性能及燃油類型有直接關系。船舶岸電系統改造，作為減少港口船舶污染的重要手段值得推廣。通過本文介紹，在優化船舶岸電系統改造的具體實施方案中，做好電纜及輔助設備的安裝配置，既能減少船舶改造費用，又能更好地實現改造效果，有利于今后加快推廣船舶岸電系統改造技術，更好地實現港口綠色發展。

作者簡介：阮海峰（1964-），男，助理工程師。主要從事船舶檢驗、海事管理工作。

和志慶（1980-），男，工程師。主要從事船舶檢驗工作。

收稿日期：2022-08-12