一、岸電系統(tǒng)：綠色港口的關(guān)鍵拼圖

“十二五”規(guī)劃凸顯了碼頭岸電系統(tǒng)的重要性，將其視為構(gòu)建綠色、智慧港口的核心要素。隨著環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的日益增強(qiáng)，港口的節(jié)能減排任務(wù)顯得尤為迫切。船舶在靠港期間使用柴油發(fā)電機(jī)，會(huì)排放大量有害氣體，嚴(yán)重污染空氣質(zhì)量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，這些排放量占港口總碳排放的40%-70%，成為主要的污染源頭。

岸電系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效化解這一難題，實(shí)現(xiàn)“零油耗、零排放、零噪音”的目標(biāo)，顯著降低能源消耗和污染物排放，有力支撐港口的綠色發(fā)展。例如，煙臺(tái)港蓬萊港區(qū)采用岸電后，每次接電可節(jié)省燃油104千克，減少二氧化碳排放近330千克。新海港使用岸電替代柴油發(fā)電機(jī)后，瓊州輪渡客滾班輪每天靠泊待班可減少碳排放近10噸。岸電系統(tǒng)在推動(dòng)綠色港口建設(shè)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

二、岸電系統(tǒng)的供電 “痛點(diǎn)”

1.不同接地系統(tǒng)下的安全隱患

在岸電系統(tǒng)中，接地系統(tǒng)的選擇對(duì)供電安全至關(guān)重要。TN-S系統(tǒng)和IT系統(tǒng)是兩種常見方式，它們?cè)诖半娋W(wǎng)單相接地故障時(shí)的表現(xiàn)各有差異，且各具優(yōu)缺點(diǎn)。

采用TN-S系統(tǒng)時(shí)，若船體未接專用接地線且未與岸電零線相連，單相接地故障可能導(dǎo)致危險(xiǎn)情況，存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。即使配備了專用接地線并與岸電零線接通，保護(hù)裝置雖能迅速跳閘以保障人身安全，但無法確保供電連續(xù)性，可能影響重要作業(yè)并造成經(jīng)濟(jì)損失。

采用IT系統(tǒng)時(shí)，單相接地故障引發(fā)的短路電流通常較小，觸電風(fēng)險(xiǎn)較低。然而，若另一相再發(fā)生對(duì)地短路故障，則可能導(dǎo)致嚴(yán)重危害。因此，無論選擇哪種系統(tǒng)，進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障都至關(guān)重要。

2.絕緣問題對(duì)供電可靠性的影響

絕緣故障堪稱岸電系統(tǒng)中的“定時(shí)炸彈”，潛藏著漏電、短路等重大隱患。這些故障不僅干擾供電和船舶的正常運(yùn)營(yíng)，還可能對(duì)設(shè)備造成損壞，進(jìn)而增加維修成本和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)。

在極端情況下，絕緣故障甚至可能危及人員安全，引發(fā)觸電和火災(zāi)，給港口設(shè)施和船舶帶來慘重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕緣故障是引發(fā)電氣事故的主要誘因之一，占比高達(dá)30%-40%。

三、絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位：岸電系統(tǒng)的 “守護(hù)神”

1.工作原理大揭秘

岸電絕緣監(jiān)測(cè)基本原理如圖所示：

在岸電系統(tǒng)中，絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品時(shí)刻扮演著“衛(wèi)士”的角色，確保系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。以AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀為例，其采用微控制器技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、精確監(jiān)測(cè)對(duì)地絕緣電阻。一旦電阻出現(xiàn)異常，便會(huì)立即發(fā)出預(yù)警。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、絕緣故障定位儀和電流互感器協(xié)同運(yùn)作，進(jìn)行高效的故障追蹤。例如，ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器生成特定信號(hào)并注入不接地系統(tǒng)，AIL200-12絕緣故障定位儀配合AKH-0.66L電流互感器捕捉這些信號(hào)，從而精準(zhǔn)定位故障回路，助力快速解決相關(guān)問題。

2.功能全面解析

絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品集多種功能于一身，是保障岸電系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

其中，絕緣電阻監(jiān)測(cè)作為核心功能，能夠?qū)崟r(shí)提供系統(tǒng)絕緣狀態(tài)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這一功能有效協(xié)助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)防絕緣隱患，從而避免故障的發(fā)生。

故障預(yù)警和報(bào)警功能構(gòu)成了系統(tǒng)安全的重要防線。預(yù)警信號(hào)及時(shí)提示工作人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，而報(bào)警信號(hào)則確保故障信息迅速傳達(dá)，最大程度減少系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

事件記錄功能詳細(xì)記錄故障信息，便于工作人員深入分析故障趨勢(shì)，優(yōu)化維護(hù)管理策略，提升故障處理效率，并為系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

3.產(chǎn)品家族介紹

絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品在岸電系統(tǒng)安全中扮演著至關(guān)重要的角色。

AIM-T500L 絕緣監(jiān)測(cè)儀，采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，體積小巧，安裝便捷，具備智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等多重特點(diǎn)，能夠精確監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣狀態(tài)的變化，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

ASG200 測(cè)試信號(hào)發(fā)生器作為故障定位的“信號(hào)源”，在絕緣故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)，與絕緣故障定位儀協(xié)同工作，迅速鎖定故障范圍。

AIL200-12 絕緣故障定位儀，配備高精度信號(hào)檢測(cè)電路，能夠精準(zhǔn)定位絕緣故障回路。單個(gè)定位儀可覆蓋12個(gè)回路，最多可連接90臺(tái)，總計(jì)定位1080個(gè)回路，快速高效地找到故障點(diǎn)。

AKH-0.66L 系列電流互感器與 AIL200-12 絕緣故障定位儀相配合，負(fù)責(zé)捕捉信號(hào)并提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，確保故障定位的精確性和可靠性。

四、面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略

1.技術(shù)難題

碼頭環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，電氣設(shè)備數(shù)量繁多，電磁干擾現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。例如，起重機(jī)操作過程中產(chǎn)生的電磁脈沖會(huì)干擾監(jiān)測(cè)設(shè)備，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)失真。設(shè)備兼容性問題同樣不容忽視，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備在參數(shù)和接口標(biāo)準(zhǔn)上存在顯著差異，直接影響系統(tǒng)的順暢運(yùn)行。此外，通信協(xié)議的不統(tǒng)一也會(huì)阻礙數(shù)據(jù)的有效交互，從而影響全面的監(jiān)測(cè)與管理。

碼頭的惡劣環(huán)境對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提出了極高要求。高溫環(huán)境會(huì)削弱電子元件的性能，加速其老化進(jìn)程；高濕條件則容易導(dǎo)致設(shè)備受潮，進(jìn)而引發(fā)各類故障；鹽霧的侵蝕作用會(huì)損害金屬部件，降低機(jī)械和電氣性能。在這些因素的共同作用下，監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性可能受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)故障。

2.應(yīng)對(duì)方法

為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，我們可采取多種增強(qiáng)設(shè)備抗干擾的策略，例如使用金屬屏蔽外殼以有效阻擋電磁干擾，以及安裝濾波器來確保信號(hào)的純凈與穩(wěn)定。此外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用也能顯著提升信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。

在設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，必須充分考慮兼容性和穩(wěn)定性。優(yōu)先選用兼容性良好的絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位設(shè)備，同時(shí)優(yōu)化布局和連接方式，以減少干擾。采用冗余設(shè)計(jì)則是確保系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的重要措施。

為確保設(shè)備在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，還需采取一系列防護(hù)措施，包括防水、防潮、防腐處理，并加強(qiáng)散熱。此外，定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)也是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

五、未來展望：持續(xù)升級(jí)，守護(hù)岸電

1.技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

科技進(jìn)步有力推動(dòng)了絕緣監(jiān)測(cè)與故障定位技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向發(fā)展。

智能化方面，融合人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別故障類型，并精準(zhǔn)預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，從而提前發(fā)出預(yù)警，助力運(yùn)維人員迅速應(yīng)對(duì)和處理問題。

網(wǎng)絡(luò)化方面，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，顯著提升運(yùn)維效率，大幅縮短現(xiàn)場(chǎng)故障處理時(shí)間。

集成化方面，將監(jiān)測(cè)與定位功能與其他電力系統(tǒng)設(shè)備有機(jī)整合，便于進(jìn)行綜合分析與決策，同時(shí)與消防、安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，全面增強(qiáng)碼頭的安全保障。

2.對(duì)綠色港口建設(shè)的深遠(yuǎn)意義

絕緣監(jiān)測(cè)與故障定位技術(shù)在綠色港口建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色。

該技術(shù)保障岸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，有效減少船舶對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的依賴，進(jìn)而降低燃油消耗和污染物排放。以大型集裝箱船為例，使用岸電每天可減少約100千克二氧化硫和300千克氮氧化物的排放。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多船舶將穩(wěn)定采用岸電，有力推動(dòng)港口的節(jié)能減排工作。

此外，該技術(shù)在提升港口運(yùn)營(yíng)效率方面同樣不可或缺?？焖俣鴾?zhǔn)確的故障定位及及時(shí)處理，顯著縮短了岸電系統(tǒng)的停電時(shí)間，減輕了對(duì)船舶作業(yè)的影響，從而提高了港口的周轉(zhuǎn)效率。高效的岸電系統(tǒng)吸引了更多船舶?？浚龠M(jìn)了業(yè)務(wù)發(fā)展，顯著提升了經(jīng)濟(jì)效益。

絕緣監(jiān)測(cè)與故障定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅彰顯了綠色港口建設(shè)的理念，還展示了港口在科技創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展方面的不懈努力，進(jìn)一步提升了港口的形象和競(jìng)爭(zhēng)力。在全球綠色發(fā)展的大趨勢(shì)下，采用先進(jìn)技術(shù)確保岸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，已成為港口可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉純, 唐葦葦, 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)問題[J]. 船電技術(shù), 2001, 21(006):25-28.
[3] GB/T 51305-2018 碼頭船舶岸電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
[4] JTS 155-2019 碼頭岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范
[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.02版

審核編輯 黃宇