浅谈船舶岸电系统绝缘监测及故障定位需求及应用.docx

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1、浅谈船舶岸电系统绝缘监测及故障定位需求及应用胡冠楠安科瑞电器股份有限公司上海嘉定摘要：随着现代船舶发展，船舶电气化程度越来越高，船舶电站的的容量也越来越大，随之而来的是电网的绝缘问题更加复杂化。船舶电力系统一般采用IT系统，即不接地系统。由于电网是不接地系统，单相接地产生的接地故障电流较小，不足以触发保护设备动作。如果故障状态保持不去排查和处理，将导致局部发热，使得绝缘损坏加剧，严重可能引起火灾。船舶电力供配电系统需要可以实现绝缘监测及故障定位的方案，绝缘监测可以实时监测系统的绝缘情况，故障定位可以在发生故障时查找定位出故障回路，帮助船员快速判断故障点，及时切除故障回路及排查故障。从效益层面来

2、讲，绝缘监测及故障定位方案可以为用户提供绝缘状态报警，提醒设备维护，快速定位节约维护、维修和保养成本。关键词：船舶电气；IT系统；不接地系统；绝缘监测；故障定位；接地故隙；O项目背景随着现代船舶发展，船舶电气化程度越来越高，船舶电站的的容量也越来越大，随之而来的是电网的绝缘问题更加复杂化。船舶电力系统一般采用IT系统，即不接地系统。IT系统的优点是发生单相接地时不会出现TN-S系统直接短路跳闸而导致供电中断，可以短时间带故障运行，直到工作人员排除故障后再次恢复到正常绝缘状态，从而保证了船舶供配电系统的连续性和可靠性。由于船体之间存在分布电容等因素，电网并非是理想的对“地”绝缘系统。若电网绝缘情

3、况较差，可能会引发绝缘故障，严重时发生单相接地故障。由于电网是不接地系统,单相接地产生的接地故障电流较小，不足以触发保护设备动作。但是如果故障状态保持不去排查和处理，将导致局部发热，使得绝缘损坏加剧，严重可能引起火灾。也可能会将事故进一步扩大，当两根相线接地时，会发生短路故隙，造成断路器跳闸，对船舶航行和人身安全带来不同程度的危害。船舶主配电板及分配电箱一般会配置绝缘监测仪，当发生绝缘故障时，快速反应，及时报警。但是对绝缘故障点的定位(查找)只能依靠人工对数百条负载支路逐条断电来实现，耗费人工和时间，而且需要短暂停电实现判断，无法持续供电。因此，船舶电力供配电系统需要可以实现绝缘监测及故障定位

4、的方案，绝缘监测可以实时监测系统的绝缘情况，故障定位可以在发生故障时查找定位出故障回路，帮助船员快速判断故障点，及时切除故障回路及排查故障。从效益层面来讲，绝缘监测及故障定位方案可以为用户提供绝缘状态报警，提醒设备维护，快速定位节约维护、维修和保养成本。1方案介绍船舶供配电系统一般采用主配电板(mainSwitchboard)和应急配电板(emergencySwitchboard)配合的方式，其中，正常情况下，主配电板由多组柴油发电机供电，多个设备正常运行，当主配电板失电或者检修时，应急柴油发电机启动，由应急配电板供电。当船舶在码头时，由高压岸电给船舶供电。船舶供配电系统简化如下图所示。在主配

5、电板和应急配电板分别设置绝缘监测及故障定位方案，绝缘监测及故障定位方案主要由绝缘监测仪(IMD：InSUIatiOnmOnitOrdeVice)、测试信号发生器(TSG：testsigna1Generator)绝缘故障定位仪(IF1：insu1ationfau1t1ocator),监测互感器(ZeT：zerocurrenttransformer)组成，如下表所示：AIM-T5001绝缘监测仪AIM-T5001绝缘监测仪可以监测IT系统的绝缘状况，当系统发生绝缘故障时，发出信号，启动信号发生器和绝缘故障定位仪，完成定位功能，并将定位结果显不在液晶上。2O1绝缘监测仪具有以下功能:实时监测IT系统

6、的对地绝缘电阻，电阻越限时启动故障预警或报警功能；继电器报警输出、1ED报警输出等多种故障指示方式；事件记录功能，方便操作人员查看分析故障类型和发生时间，判断系统运行状况；自检功能，可一键实现仪表硬件电路的故障自检；断线监测，实时监测PE/KE功能接地线连线状况；一路RS485接口，标准ModbUS-RTU协议；一路CAN通讯，自定义协议，用于和信号发生器、故障定位仪信息交互；应用范围广，适用于交流、直流以及交直流混合IT系统。ASG200测试信号发生器具有以下功能：指示故障所在相线；支持手动启动定位用于测试通讯线路；采用CAN总线技术，方便与系统内其它设备进行数据交互。AI1200-12绝缘

7、故障定位仪具有以下功能：定位并指示故障所在支路；单个AI1200-12多可定位12个回路；每个IT系统多可接90只定位仪，总计定位1080回路；采用CAN总线技术，方便与系统内其它设备进行数据交互。配合使用AKH-O.661系列电流互感器作为监测互感器,变比IOOO:1,按照回路额定电流选择合适孔径。3技术指标AIM-T5001绝缘监测仪技术指标项目指标辅助电源电压AC85265V;DC100300V功耗8W电压等级系统电压AC0690V;DC0,800V频率范围40460Hz的监测绝缘电阻测量范围1k10M预警、报警值范围Iok10M响应时间(Ce=IUF)5s允许系统泄漏电容500F内部参

8、数测量电压50V测量电流180k输出继电器输出出错、报警、预警通讯通讯参数RS485,MoRTOjCAN,自定义环境工作温度-15+55匕存储温度-2070t相对湿度95%,不结露海拔高度W2500mASG200信号发生器技术指标项目指标辅助电源电压AC85-265V;DC1oo_300V功耗7W电压等级系统电压单相交流220V,三相交流0-690V,直流0800V内部参数定位电压1k-10M定位电流IOk10M响应时间5s通讯通讯参数CAN,自定义AI12OO-12绝缘故障定位仪技术指标项目指标辅助电源电压AC85265V)DC1OO_300V功耗5W内部参数响应时间12s响应电流0.5mA

9、输出继电器输出报警通讯通讯参数CAN,自定义4结论船舶供配电系统的绝缘及接地故障对电网的安全可靠运行很重要，为了避免接地故障及短路故障的发生，应提高安全意识，加强对电气系统绝缘电阻的测量和监视。及早发现潜在的故障隐患，并采取科学合理的方法迅速排除，确保船舶和人员的安全。对船舶供配电系统进行绝缘监测及故障定位，对保障船舶电力系统的安全及航行安全具有重要意义。参考文献1孙张慧.船舶电气接地故障的查找及解决方法J.船舶标准化工程师,2023,第54卷：59-622邱伟伟.船舶电气接地故障的查找及防治探讨J.科技风,2023,(1):129-1303吕锦钊，冯凯，李俊玮，文IJ峰.舰船交流电网绝缘监测及故障定位研究J.广东造船,2023,第40卷(3):95-98