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淺談絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位在碼頭岸電的應(yīng)用

更新時(shí)間:2025-07-09      點(diǎn)擊次數(shù):18

淺談絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位碼頭岸電的應(yīng)用

李明君

安科瑞電氣股份有限公司,上海,嘉定 201801

 隨著岸電系統(tǒng)寫(xiě)入十二五規(guī)劃,碼頭岸電系統(tǒng)成為建設(shè)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(duì)碼頭岸電的供電容量要求也越來(lái)越高,絕緣在線監(jiān)測(cè)對(duì)碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持。船舶停泊時(shí)對(duì)船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)也可以依靠岸電絕緣監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)。絕緣監(jiān)測(cè)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)鍵詞岸電系統(tǒng)綠色港口;智慧港口;碼頭岸電絕緣監(jiān)測(cè);故障定位

 

0 行業(yè)背景

隨著岸電系統(tǒng)寫(xiě)入十二五規(guī)劃碼頭岸電系統(tǒng)成為建設(shè)綠色,智慧港口的重要組成部分。近20年來(lái),我國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,對(duì)碼頭岸電系統(tǒng)的發(fā)展奠定了良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。[1]

隨著船舶大型化,電力系統(tǒng)容量增大,對(duì)碼頭岸電的供電容量要求也越來(lái)越高,絕緣在線監(jiān)測(cè)對(duì)碼頭岸電的供電可靠性提供了有效支持,船舶停泊時(shí)對(duì)船舶電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)也可以依靠岸電絕緣監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)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[2]

 

1 系統(tǒng)分析

當(dāng)岸電電網(wǎng)是TN-S系統(tǒng)[3][4]時(shí),船體未接專(zhuān)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(shí),人站在岸上觸及船體會(huì)有觸電危險(xiǎn),零線上可能出現(xiàn)高電壓,單相接地電流大。當(dāng)船體接專(zhuān)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(shí),保護(hù)裝置跳閘,保障了人身安全,但是供電連續(xù)性無(wú)法保證。

當(dāng)岸電電網(wǎng)是IT系統(tǒng)時(shí),船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí),單相對(duì)地短路電流取決于船舶電網(wǎng)對(duì)地絕緣和對(duì)地分布電容大小,短路電流較小,人站在岸上觸及船體不會(huì)有觸電危險(xiǎn)。一旦船舶電網(wǎng)或者岸電另一相再出現(xiàn)對(duì)地短路故障,將會(huì)導(dǎo)致兩相短路,引起岸電保護(hù)裝置動(dòng)作,有可能造成危害。所以進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障時(shí)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。岸電采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)供電,即IT系統(tǒng)供電[5][6]

 

2 產(chǎn)品介紹

絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位可以用于配電回路中性點(diǎn)不接地的場(chǎng)所。

產(chǎn)品功能豐富,包括絕緣電阻監(jiān)測(cè)、絕緣故障預(yù)警、絕緣故障報(bào)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(shí),能及時(shí)報(bào)警,以提醒相關(guān)人員及時(shí)排查故障。

型號(hào)及名稱

產(chǎn)品圖片

說(shuō)明

AIM-T500L

絕緣監(jiān)測(cè)儀

img1 

AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀采用先進(jìn)的微控制器技術(shù),集成度高,體積小巧,安裝方便,集智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化于一身。具有測(cè)量范圍廣、反應(yīng)速度快、允許系統(tǒng)泄漏電容大等特點(diǎn)。

ASG200

測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

img2 

ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器在被監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí),能及時(shí)啟動(dòng)并產(chǎn)生測(cè)試信號(hào),配合絕緣故障定位儀實(shí)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

img3 

AIL200-12絕緣故障定位儀采用高精度的信號(hào)檢測(cè)電路,和AKH-0.66L系列電流互感器配合,檢測(cè)ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器注入系統(tǒng)中的信號(hào),準(zhǔn)確定位絕緣故障所在的回路。單個(gè)定位儀可以定位12個(gè)回路。

AKH-0.66L系列

電流互感器

img4 

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10001,電流互感器采用螺絲直接固定的方式裝于機(jī)柜內(nèi)部,二次側(cè)通過(guò)接線引出,安裝和使用方便。

 

3 功能介紹

AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻,電阻越限的時(shí)候啟動(dòng)故障預(yù)警或報(bào)警功能;具有繼電器報(bào)警輸出、LED報(bào)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(lèi)型和發(fā)生時(shí)間,判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀況;具有自檢功能,可一鍵實(shí)現(xiàn)儀表硬件電路的故障自檢;具有斷線監(jiān)測(cè)功能,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)試信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生定位信號(hào)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(gè)AIL200-12最多可定位12個(gè)回路,每個(gè)IT系統(tǒng)最多可接90只定位儀,總計(jì)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(shí)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(shù)指標(biāo)

3.1 AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀的技術(shù)指標(biāo)如下

項(xiàng)目

指標(biāo)

輔助電源

AC 85~265V;DC100~300V50/60Hz

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(cè)

絕緣電阻范圍

1k~10MΩ

預(yù)警、報(bào)警值范圍

10k~10MΩ

絕緣電阻精度

1~10k,1k10k~10M,±10%

系統(tǒng)泄漏電容

<500μF

響應(yīng)時(shí)間(Ce=1μF)

<5s

內(nèi)部參數(shù)

測(cè)量電壓

<50V

測(cè)量電流

<270μA

內(nèi)部直流阻抗

180kΩ

繼電器輸出

出錯(cuò)、報(bào)警、預(yù)警

故障記錄

20條記錄(故障類(lèi)型、故障值、故障時(shí)間)

報(bào)警方式

液晶、指示燈報(bào)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(jí)

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(chǔ)溫度

-20~+70℃

相對(duì)濕度

<95%,不結(jié)露

海拔高度

2500m

5 系統(tǒng)原理圖

岸電絕緣監(jiān)測(cè)基本原理如圖所示:

img5

 

當(dāng)船舶未接入岸電電網(wǎng)時(shí),絕緣監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)岸電電網(wǎng)的絕緣情況;任意一路岸電箱的絕緣有問(wèn)題時(shí)候,都可以通過(guò)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(dāng)船舶接入電網(wǎng)后,船用絕緣監(jiān)測(cè)儀退出,岸電絕緣監(jiān)測(cè)開(kāi)始工作,當(dāng)絕緣監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)出絕緣故障,提示某船有絕緣故障,此時(shí),再由船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)儀去找出具體故障回路及故障點(diǎn),提醒工作人員排查絕緣降低或者單相接地故障。

 

6 結(jié)語(yǔ)

碼頭岸電及船舶供電具有特殊性,對(duì)電網(wǎng)要求較高。接岸電時(shí),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(duì)船舶電網(wǎng)絕緣在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題不能忽視,應(yīng)注重岸電及船舶的絕緣在線監(jiān)測(cè)。絕緣監(jiān)測(cè)儀的使用,為岸電和船舶的安全可靠運(yùn)行提供有力的支持。

 

 

 

 

 

參考文獻(xiàn)

[1] 劉純, 唐葦, 姚建新. 國(guó)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(yùn)工程, 2020(5):5. 

[2] 魯曉革, 鄭林, 張薇. 艦船接岸電時(shí)的安全性及絕緣監(jiān)測(cè)問(wèn)題[J]. 船電技術(shù), 2001, 21(006):25-28.

[3] GB 50054-2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范

[4] GB 51348-2019 民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

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

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

[7] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.02

 

 

作者介紹:

李明君,男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)榈蛪号潆姲踩秒婎I(lǐng)域。

 

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