摘 要：隨著(zhù)現代船舶發(fā)展，船舶電氣化程度越來(lái)越高，船舶電站的的容量也越來(lái)越大，隨之而來(lái)的是電網(wǎng)的絕緣問(wèn)題更加復雜化。船舶電力系統一般采用IT系統，即不接地系統。由于電網(wǎng)是不接地系統，單相接地產(chǎn)生的接地故障電流較小，不足以觸發(fā)保護設備動(dòng)作。如果故障狀態(tài)保持不去排查和處理，將導致局部發(fā)熱，使得絕緣損壞加劇，嚴重可能引起火災。船舶電力供配電系統需要可以實(shí)現絕緣監測及故障定位的方案，絕緣監測可以實(shí)時(shí)監測系統的絕緣情況，故障定位可以在發(fā)生故障時(shí)查找定位出故障回路，幫助船員快速判斷故障點(diǎn)，及時(shí)切除故障回路及排查故障。從效益層面來(lái)講，絕緣監測及故障定位方案可以為用戶(hù)提供絕緣狀態(tài)報警，提醒設備維護，快速定位節約維護、維修和保養成本。
關(guān)鍵詞：船舶電氣；IT系統；不接地系統；絕緣監測；故障定位；接地故障；
0 項目背景
??隨著(zhù)現代船舶發(fā)展，船舶電氣化程度越來(lái)越高，船舶電站的的容量也越來(lái)越大，隨之而來(lái)的是電網(wǎng)的絕緣問(wèn)題更加復雜化。船舶電力系統一般采用IT系統，即不接地系統。IT系統的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生單相接地時(shí)不會(huì )出現TN-S系統直接短路跳閘而導致供電中斷，可以短時(shí)間帶故障運行，直到工作人員排除故障后再次恢復到正常絕緣狀態(tài)，從而保證了船舶供配電系統的連續性和可靠性。
??由于船體之間存在分布電容等因素，電網(wǎng)并非是理想的對“地"絕緣系統。若電網(wǎng)絕緣情況較差，可能會(huì )引發(fā)絕緣故障，嚴重時(shí)發(fā)生單相接地故障。由于電網(wǎng)是不接地系統，單相接地產(chǎn)生的接地故障電流較小，不足以觸發(fā)保護設備動(dòng)作。但是如果故障狀態(tài)保持不去排查和處理，將導致局部發(fā)熱，使得絕緣損壞加劇，嚴重可能引起火災。也可能會(huì )將事故進(jìn)一步擴大，當兩根相線(xiàn)接地時(shí)，會(huì )發(fā)生短路故障，造成斷路器跳閘，對船舶航行和人身安全帶來(lái)不同程度的危害。
??船舶主配電板及分配電箱一般會(huì )配置絕緣監測儀，當發(fā)生絕緣故障時(shí)，快速反應，及時(shí)報警。但是對絕緣故障點(diǎn)的定位（查找）只能依靠人工對數百條負載支路逐條斷電來(lái)實(shí)現，耗費人工和時(shí)間，而且需要短暫停電實(shí)現判斷，無(wú)法持續供電。
??因此，船舶電力供配電系統需要可以實(shí)現絕緣監測及故障定位的方案，絕緣監測可以實(shí)時(shí)監測系統的絕緣情況，故障定位可以在發(fā)生故障時(shí)查找定位出故障回路，幫助船員快速判斷故障點(diǎn)，及時(shí)切除故障回路及排查故障。從效益層面來(lái)講，絕緣監測及故障定位方案可以為用戶(hù)提供絕緣狀態(tài)報警，提醒設備維護，快速定位節約維護、維修和保養成本。
1 方案介紹
??船舶供配電系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(fā)電機供電，多個(gè)設備正常運行，當主配電板失電或者檢修時(shí)，應急柴油發(fā)電機啟動(dòng)，由應急配電板供電。當船舶在碼頭時(shí)，由高壓岸電給船舶供電。
船舶供配電系統簡(jiǎn)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（IMD：Insulation monitor device）、測試信號發(fā)生器（TSG：test signal Generator）、絕緣故障定位儀（IFL：insulation fault locator），監測互感器（ZCT：zero current transformer）組成，如下表所示：
2 0L絕緣監測儀具有以下功能：
??實(shí)時(shí)監測IT系統的對地絕緣電阻，電阻越啟動(dòng)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(lèi)型和發(fā)生時(shí)間，判斷系統運行狀況；自檢功能，可一鍵實(shí)現儀表硬件電路的故障自檢；斷線(xiàn)監測，實(shí)時(shí)監測PE/KE功能接地線(xiàn)連線(xiàn)狀況；一路RS485接口，標準Modbus-RTU協(xié)議；一路CAN通訊，自定義協(xié)議，用于和信號發(fā)生器、故障定位儀信息交互；應用范圍廣，適用于交流、直流以及交直流混合IT系統。
ASG200測試信號發(fā)生器具有以下功能：
指示故障所在相線(xiàn)；支持手動(dòng)啟動(dòng)定位用于測試通訊線(xiàn)路；采用CAN總線(xiàn)技術(shù)，方便與系統內其它設備進(jìn)行數據交互。
AIL200-12絕緣故障定位儀具有以下功能：
??定位并指示故障所在支路；單個(gè)AIL200-12多可定位12個(gè)回路；每個(gè)IT系統多可接90只定位儀，總計定位1080回路；采用CAN總線(xiàn)技術(shù)，方便與系統內其它設備進(jìn)行數據交互。配合使用AKH-0.66L系列電流互感器作為監測互感器，變比1000:1，按照回路額定電流選擇合適孔徑。
3 技術(shù)指標
AIM-T500L絕緣監測儀技術(shù)指標
4 結論
??船舶供配電系統的絕緣及接地故障對電網(wǎng)的安全可靠運行很重要，為了避免接地故障及短路故障的發(fā)生，應提高安全意識，加強對電氣系統絕緣電阻的測量和監視。及早發(fā)現潛在的故障隱患，并采取科學(xué)合理的方法迅速排除，確保船舶和人員的安全。對船舶供配電系統進(jìn)行絕緣監測及故障定位，對保障船舶電力系統的安全及航行安全具有重要意義。
參考文獻
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