淺談船舶岸電係統絕緣監測及故障定位需求及應用

摘 要：隨著現代船舶發展，船舶電氣化程度越來越高，船舶電站的的容量也越來越大，隨之而來的是電網的絕緣問題更加複雜化。船舶電力係統一般采用IT係統，即不接地係統。由於(yu) 電網是不接地係統，單相接地產(chan) 生的接地故障電流較小，不足以觸發保護設備動作。如果故障狀態保持不去排查和處理，將導致局部發熱，使得絕緣損壞加劇，嚴(yan) 重可能引起火災。船舶電力供配電係統需要可以實現絕緣監測及故障定位的方案，絕緣監測可以實時監測係統的絕緣情況，故障定位可以在發生故障時查找定位出故障回路，幫助船員快速判斷故障點，及時切除故障回路及排查故障。從(cong) 效益層麵來講，絕緣監測及故障定位方案可以為(wei) 用戶提供絕緣狀態報警，提醒設備維護，快速定位節約維護、維修和保養(yang) 成本。

關(guan) 鍵詞：船舶電氣；IT係統；不接地係統；絕緣監測；故障定位；接地故障； 

0 項目背景

隨著現代船舶發展，船舶電氣化程度越來越高，船舶電站的的容量也越來越大，隨之而來的是電網的絕緣問題更加複雜化。船舶電力係統一般采用IT係統，即不接地係統。IT係統的優(you) 點是發生單相接地時不會(hui) 出現TN-S係統直接短路跳閘而導致供電中斷，可以短時間帶故障運行，直到工作人員排除故障後再次恢複到正常絕緣狀態，從(cong) 而保證了船舶供配電係統的連續性和可靠性。

由於(yu) 船體(ti) 之間存在分布電容等因素，電網並非是理想的對“地”絕緣係統。若電網絕緣情況較差，可能會(hui) 引發絕緣故障，嚴(yan) 重時發生單相接地故障。由於(yu) 電網是不接地係統，單相接地產(chan) 生的接地故障電流較小，不足以觸發保護設備動作。但是如果故障狀態保持不去排查和處理，將導致局部發熱，使得絕緣損壞加劇，嚴(yan) 重可能引起火災。也可能會(hui) 將事故進一步擴大，當兩(liang) 根相線接地時，會(hui) 發生短路故障，造成斷路器跳閘，對船舶航行和人身安全帶來不同程度的危害。

船舶主配電板及分配電箱一般會(hui) 配置絕緣監測儀(yi) ，當發生絕緣故障時，快速反應，及時報警。但是對絕緣故障點的定位（查找）隻能依靠人工對數百條負載支路逐條斷電來實現，耗費人工和時間，而且需要短暫停電實現判斷，無法持續供電。

因此，船舶電力供配電係統需要可以實現絕緣監測及故障定位的方案，絕緣監測可以實時監測係統的絕緣情況，故障定位可以在發生故障時查找定位出故障回路，幫助船員快速判斷故障點，及時切除故障回路及排查故障。從(cong) 效益層麵來講，絕緣監測及故障定位方案可以為(wei) 用戶提供絕緣狀態報警，提醒設備維護，快速定位節約維護、維修和保養(yang) 成本。

1 方案介紹

船舶供配電係統一般采用主配電板（main Switch board）和應急配電板（emergency Switch board）配合的方式，其中，正常情況下，主配電板由多組柴油發電機供電，多個(ge) 設備正常運行，當主配電板失電或者檢修時，應急柴油發電機啟動，由應急配電板供電。當船舶在碼頭時，由高壓岸電給船舶供電。

船舶供配電係統簡化如下圖所示。

在主配電板和應急配電板分別設置絕緣監測及故障定位方案，絕緣監測及故障定位方案主要由絕緣監測儀(yi) （IMD：Insulation monitor device）、測試信號發生器（TSG：test signal Generator）、絕緣故障定位儀(yi) （IFL：insulation fault locator），監測互感器（ZCT：zero current transformer）組成，如下表所示：

2 功能介紹

AIM-T500L絕緣監測儀(yi) 具有以下功能：

實時監測IT係統的對地絕緣電阻，電阻越啟動故障預警或報警功能；繼電器報警輸出、LED報警輸出等多種故障指示方式；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，判斷係統運行狀況；自檢功能，可一鍵實現儀(yi) 表硬件電路的故障自檢；斷線監測，實時監測PE/KE功能接地線連線狀況；一路RS485接口，標準Modbus-RTU協議；一路CAN通訊，自定義(yi) 協議，用於(yu) 和信號發生器、故障定位儀(yi) 信息交互；應用範圍廣，適用於(yu) 交流、直流以及交直流混合IT係統。

ASG200測試信號發生器具有以下功能：

指示故障所在相線；支持手動啟動定位用於(yu) 測試通訊線路；采用CAN總線技術，方便與(yu) 係統內(nei) 其它設備進行數據交互。

AIL200-12絕緣故障定位儀(yi) 具有以下功能：

定位並指示故障所在支路；單個(ge) AIL200-12多可定位12個(ge) 回路；每個(ge) IT係統多可接90隻定位儀(yi) ，總計定位1080回路；采用CAN總線技術，方便與(yu) 係統內(nei) 其它設備進行數據交互。配合使用AKH-0.66L係列電流互感器作為(wei) 監測互感器，變比1000:1，按照回路額定電流選擇合適孔徑。

3 技術指標

AIM-T500L絕緣監測儀(yi) 技術指標

ASG200信號發生器技術指標

AIL200-12絕緣故障定位儀(yi) 技術指標

4 結論

船舶供配電係統的絕緣及接地故障對電網的安全可靠運行極其重要，為(wei) 了避免接地故障及短路故障的發生，應提高安全意識，加強對電氣係統絕緣電阻的測量和監視。及早發現潛在的故障隱患，並采取科學合理的方法迅速排除，確保船舶和人員的安全。對船舶供配電係統進行絕緣監測及故障定位，對保障船舶電力係統的安全及航行安全具有重要意義(yi) 。

參考文獻

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