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摘 要：隨著岸電系統寫入“十二五”規劃，碼頭岸電系統成為建設綠色，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絕緣狀態進行在線監測也可以依靠岸電絕緣監測實現。絕緣監測及故障定位既可以避免一些事故的發生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網絡是否絕緣良好的工作量。
關鍵詞：岸電系統；綠色港口；智慧港口；碼頭岸電；絕緣監測；故障定位
0 行業背景
隨著岸電系統寫入“十二五”規劃，碼頭岸電系統成為建設綠色，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展比較迅速，岸電系統的組成和配置方案比較靈活。相關國家標準和行業標準的實施，對碼頭岸電系統的發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絕緣狀態進行在線監測也可以依靠岸電絕緣監測實現。絕緣監測及故障定位既可以避免一些事故的發生，也減少了碼頭工作人員和船員檢查配電網絡是否絕緣良好的工作量。
1 系統分析
當岸電電網是TN-S系統[3][4]時，船體未接專用接地線且船舶電網未與岸電零線接通，船舶電網發生單相接地故障時，人站在岸上觸及船體會有觸電危險，零線上可能出現高電壓，單相接地電流大。當船體接專用接地線且船舶電網接入岸電零線，船舶電網發生單相接地故障時，保護裝置跳閘，保障了人身安全，但是供電連續性無法保證。
當岸電電網是IT系統時，船舶電網發生單相接地故障時，單相對地短路電流取決于船舶電網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。一旦船舶電網或者岸電另一相再出現對地短路故障，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。所以進行絕緣監測，及時發現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供電，即IT系統供電。
2 產品介紹
該產品功能豐富，包括絕緣電阻監測、絕緣故障預警、絕緣故障報警、事件記錄、參數設置、通訊組網等，當系統出現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 | 產品圖片 | 說明 |
| AIM-T500L 絕緣監測儀 |
| AIM-T500L絕緣監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、數字化、網絡化于一身。具有測量范圍廣、反應速度快、允許系統泄漏電容大等特點。 |
| ASG200 測試信號發生器 |
| ASG200測試信號發生器在被監測IT系統出現絕緣故障時，能及時啟動并產生測試信號，配合絕緣故障定位儀實現絕緣故障定位功能，并能發送故障相線。 |
| 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測試信號發生器注入系統中的信號，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部，二次側通過接線引出，安裝和使用方便。 |
3 功能介紹
AIM-T500L絕緣監測儀可以實時監測IT系統的對地絕緣電阻，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生時間，判斷系統運行狀況；具有自檢功能，可一鍵實現儀表硬件電路的故障自檢；具有斷線監測功能，實時監測PE/KE功能接地線連線狀況；具有一路RS485接口，標準Modbus-RTU協議；
ASG200測試信號發生器可以產生定位信號并注入不接地系統，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故障定位。該系列有多種不同規格，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 | IT系統（在線），其他系統（離線） | |||
| 絕緣 監測 | 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% | |||
| 系統泄漏電容 | <500μF | |||
| 響應時間(Ce=1μF) | <5s | |||
| 內部參數 | 測量電壓 | <50V | ||
| 測量電流 | <270μA | |||
| 內部直流阻抗 | ≥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協議； CAN接口，自定義協議 | |||
| 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 系統原理圖
岸電絕緣監測基本原理如圖所示：
當船舶未接入岸電電網時，絕緣監測儀監測岸電電網的絕緣情況；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現并提示工作人員解除故障。
當船舶接入電網后，船用絕緣監測儀退出，岸電絕緣監測儀開始工作，當絕緣監測儀監測出絕緣故障，提示某船有絕緣故障，此時，再由船舶電網絕緣監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供電，另一方面對船舶電網絕緣在線監測問題不能忽視，應注重岸電及船舶的絕緣在線監測。絕緣監測儀的使用，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. 國內外碼頭岸電系統技術應用及發展綜述[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測問題[J]. 船電技術, 2001, 21(006):25-28.
[3] GB 50054-2011 低壓配電設計規范
[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范
[7] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.02版
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