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再談港口碼頭岸電設(shè)計(jì)

文檔作者：鄭永高葛福余文檔來源：海軍后勤部軍港機(jī)場(chǎng)營(yíng)房部海軍工程設(shè)計(jì)研究局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月07日
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再談港口碼頭岸電設(shè)計(jì)
鄭永高(海軍后勤部軍港機(jī)場(chǎng)營(yíng)房部，北京市 100841)
葛福余(海軍工程設(shè)計(jì)研究局，北京市 100070)
Further Discussion on Design of Shore Power Supplying for Ports&amp;amp; Docks
Zheng Yonggao(Port&amp;amp;Airport Barrack Division of Naval Logistic Dept．，Beijing 100841，China)
Ge Fuyu(Naval Engineering Design and Research Bureau，Beijing 100070，China)
Abstract Through the analysis on existing
problems and solutions for the IT system adopted for
marine power supplying system ， it is indicated that the
leakage curent between the marine power supplying
system cables and the hull cannot be ignored， and
attention should be paid to the protection against
corosion caused by stray curent； PE conductor cannot
be used as a connection between the ship and the shorebased
dock (not only unsafe，but also may lead to
serious consequences)，and IT system is actually the
only choice for shore power supplying design of the port．
Key words Shore power supplying design
Insulation monitoring Stray current Electrochemical
corrosion
摘 要 通過對(duì)船電采用IT系統(tǒng)存在問題及解
決措施的分析．說明船電電纜和船體間存在的泄漏電
流不容忽視．應(yīng)重視對(duì)雜散電流引起的腐蝕進(jìn)行防
護(hù)：船舶與岸基碼頭間是不能連接PE線的，人為在
碼頭和船舶間連接PE線不僅不安全， 而且后果極其
嚴(yán)重：港口岸電設(shè)計(jì)，實(shí)際只有IT系統(tǒng)一種可能。
關(guān)鍵詞 岸電設(shè)計(jì) 絕緣監(jiān)測(cè) 雜散電流 電化
學(xué)腐蝕
言，每種接地型式有其優(yōu)點(diǎn)，也有其局限性和適用的
場(chǎng)所， 電氣設(shè)計(jì)必須予以分析、判斷、選擇，不可一
概而論。拙作《港口碼頭岸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討》 分析
認(rèn)為，由岸電TN系統(tǒng)保障船電IT系統(tǒng)，實(shí)際演變
成TT系統(tǒng)．需重視工頻應(yīng)力電壓的防護(hù)，并推薦岸
電設(shè)計(jì)采用IT系統(tǒng)。該文發(fā)表后，引起業(yè)界同仁的
關(guān)注[2]。為澄清認(rèn)識(shí)誤區(qū)，筆者不揣淺薄，愿就個(gè)人
理解所及，再陳述一些淺見。
1 港口工程
港口工程中最主要的水工建筑物是碼頭，碼頭是
供船舶?？俊⑾挡?、補(bǔ)給的設(shè)施，碼頭的建造比較復(fù)
雜。碼頭按平面布置可分為順岸、突堤和擴(kuò)岸碼頭；
按建筑材料可分為木碼頭、鋼碼頭、砼碼頭、鋼砼碼
頭和混合材料碼頭；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為重力式碼頭、
板樁碼頭、樁基碼頭和浮碼頭。我國(guó)部分海域潮差在
6m以上，不適合建造固定碼頭．只能建隨潮位變化
而升降的浮碼頭。顧名思義，浮碼頭是漂浮在水面
上的碼頭，通常由躉船、浮引橋、聯(lián)橋、撐桿等組
成，其自重和豎向載荷由躉船浮力承擔(dān)。通過錨系固
定。因此，浮碼頭不具備電氣專業(yè)要求的接地樁設(shè)置
條件。
2 船電系統(tǒng)
就低壓配電系統(tǒng)的TN、TT、IT三種接地型式而 各個(gè)國(guó)家的船舶電制存在差異。 我國(guó)采用
作者信息
鄭永高，男，海軍后勤部軍港機(jī)場(chǎng)營(yíng)房部，高級(jí)工程師。
葛福余，男，海軍工程設(shè)計(jì)研究局，高級(jí)工程師， 電氣總工程師，正軍職技術(shù)將軍。
13
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建藐電乞。
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2口1 2 年第5 期I ELEC11"RlClTY
14
AC 220／380 V、50 Hz。歐美以AC 450 V、60 Hz為
主，大型集裝箱船電力系統(tǒng)采用中壓6 kV、10 kV。
為便于理解，本文僅分析由AC 220／380V、50Hz岸
電保障的船電系統(tǒng)。
2．1 船舶電制
我國(guó)船舶上一般有4種電源，分別為：三相交流
380 V、50 Hz電源供電力設(shè)備； 單相交流220 V、
5O Hz電源供正常照明系統(tǒng)：直流220 V電源供應(yīng)急
照明系統(tǒng)， 以及直流24V的應(yīng)急電源。．船舶電站操
作電源也有采用直流24 V的．此直流24 V電源和作
為應(yīng)急電源的直流24V電源，是分開、獨(dú)立的兩個(gè)系
統(tǒng)。此外，部分船舶還需交流400 Hz電源供特種設(shè)
備(如高頻通訊設(shè)備、技偵設(shè)備及水下探測(cè)設(shè)備)。
以上各類電源，均由船用發(fā)電機(jī)經(jīng)專用變電設(shè)備供
電。船舶上采用交流三相三線絕緣制、單相雙線絕緣
制、直流雙線絕緣制。船舶對(duì)供電可靠性的要求非常
高，船上用電設(shè)備按中斷供電可能造成的損失分成6類，
遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶必須配備3臺(tái)以上的船用發(fā)電機(jī)組。
2．2 船電形式
船舶采用三相三線制電源端不接地的IT系統(tǒng)，
因?yàn)檫@種方式安全可靠。照明系統(tǒng)由AC 380 V主電
網(wǎng)經(jīng)380／220V隔離變壓器供電． 因此照明系統(tǒng)與
主電網(wǎng)間是電磁聯(lián)系，沒有電氣的直接聯(lián)系，相互影
響小。IT系統(tǒng)除具有發(fā)生單相接地故障后仍可維持
電氣設(shè)備短時(shí)工作的優(yōu)點(diǎn)外．還避免了船用發(fā)電機(jī)組
并聯(lián)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生3次諧波環(huán)流，和3次諧波對(duì)通信的
干擾問題。
如果船舶采用中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接
地故障時(shí)，有使重要用電設(shè)備如舵機(jī)電源、服務(wù)于主
機(jī)的機(jī)艙輔機(jī)等斷電的危險(xiǎn)，因而船舶上較少采用。
2．3 系統(tǒng)分析
船舶供電系統(tǒng)需滿足幾種工況的運(yùn)行條件：
a． 海上航行期間的自我保障：
b． 停泊狀態(tài)下的岸電保障：
c． 非正常情況下向友船或岸基反供電：
d． 故障狀態(tài)下分區(qū)靈活供電。
英國(guó)某驅(qū)逐艦配電系統(tǒng)見圖1。為滿足上述功
能和自身抗沉要求，一般船舶分設(shè)前、后兩個(gè)電站，
在左、右舷分別設(shè)置前后電站間聯(lián)絡(luò)線，確保任何
1臺(tái)發(fā)電機(jī)組工作只需通過簡(jiǎn)單開關(guān)操作即可向全船
任何部位供電。
2．4 船舶接地
船舶接地是確保船員人身安全和設(shè)備正常工作的
重要技術(shù)措施，即船舶電氣設(shè)備的金屬外殼、支架和
電纜的護(hù)套等與金屬船殼所作的永久性的良好的電氣
連接。船舶接地主要有保護(hù)接地和屏蔽接地。凡電壓
在36 V以上的船上電氣設(shè)備和電纜金屬護(hù)套均須進(jìn)
行保護(hù)接地，做法是在設(shè)備就近的船體金屬構(gòu)件上燒
焊接地螺釘，用導(dǎo)電良好的耐蝕導(dǎo)體與需接地的電氣
設(shè)備專用接地螺栓相連?，F(xiàn)代船舶為防止電磁干擾．
在屏蔽體與地或干擾源的金屬機(jī)殼之間所作的永久良
好的電氣連接，是屏蔽接地。內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)和啟
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圖1 英國(guó)某驅(qū)逐艦配電系統(tǒng)圖
Fig．1 Overview diagram of distribution system of certain British destroyer
動(dòng)裝置、無線電通信設(shè)備、電航儀器等設(shè)備，必須屏
蔽接地。此外，供無線電設(shè)備的分配電箱和無線電助
航儀器分配電箱的匯流排上，應(yīng)設(shè)置抑制無線電干擾
的電容器。
3 存在問題及措施
船舶配電系統(tǒng)采用IT系統(tǒng)，雖然解決了供電可
靠性及船用發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的3次諧波環(huán)流，和
3次諧波對(duì)通信的干擾問題，但是也存在3個(gè)問題：
a． 船舶電力系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)問題：
b． 船舶電網(wǎng)相線和船體間產(chǎn)生了電氣聯(lián)系出
現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕問題：
C． 在故障狀態(tài)和線路合閘瞬間可產(chǎn)生2～5倍
額定電壓的過電壓，使現(xiàn)代船舶上廣泛使用的計(jì)算
機(jī)、集中控制臺(tái)和測(cè)量?jī)x表等受到損壞。
鑒于過電壓?jiǎn)栴}由工業(yè)部門在電氣設(shè)備選型和電
氣設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采取防護(hù)措施。下面筆者僅就船舶配電采
用IT系統(tǒng)時(shí)的絕緣監(jiān)測(cè)和電化學(xué)腐蝕問題展開討論。
3．1 絕緣監(jiān)測(cè)
絕緣電阻過低造成漏電、接地和短路是船上電器
發(fā)生故障的重要原因。安裝、運(yùn)行環(huán)境惡劣，機(jī)艙灰
塵和污垢、油泥太多，海洋潮濕、高溫、鹽霧侵蝕等
常導(dǎo)致電器設(shè)備絕緣破損、受潮、發(fā)霉，難于保證一
般電器設(shè)備和線路絕緣電阻不小于5 Mn的要求。
船舶一般采取主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式防范設(shè)備和線
路絕緣電阻過低：
a． 主動(dòng)在廚房、洗衣間、電熱壓力水柜、電熱
沸水器的電源線路上設(shè)置了數(shù)10臺(tái)隔離變壓器， 以
減小低絕緣電阻設(shè)備對(duì)主電網(wǎng)的影響：
b． 裝用了大量的單相接地故障監(jiān)視及絕緣檢測(cè)
設(shè)備。筆者掌握．每條船至少裝用以下三種設(shè)備實(shí)現(xiàn)
接地故障監(jiān)視及絕緣檢測(cè)。
3．1．1 單相接地故障監(jiān)視
單相接地故障對(duì)IT系統(tǒng)而言，是一種潛伏性的
事故狀態(tài)。必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除。為此，在船舶的總
配電箱和照明分配電箱均裝有“地氣燈”來監(jiān)視系統(tǒng)
接地，見圖2。
當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，A、B、C三燈構(gòu)成一星形聯(lián)接
的對(duì)稱三相負(fù)載，D 點(diǎn)為人工中性點(diǎn)．此時(shí)三燈所
承受的電壓都為相電壓，所以三燈亮度相同。若L。
相在D點(diǎn)發(fā)生單相接地，則A燈被短接，0 點(diǎn)電位
與 接近，而B、C兩燈電壓升至線電壓，故A燈
將暗下來或熄滅，B、C兩燈將特別亮，從而提示值
班人員L 相有故障隱患，需即刻排除。值班人員可
通過分區(qū)域斷電檢查，分級(jí)逐路檢查直至找到故障點(diǎn)
并排除故障。
L1
L2
L3
圖2 “地氣燈”原理圖
Fig．2 Schematic diagram of “gas lamp’’
3．1．2 高阻表
通常在船舶總配電柜上還裝有高阻表， 以便在線
及時(shí)掌握船舶電力系統(tǒng)絕緣情況。高阻表由廣角度磁
電系儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)MQ和附加裝置FY組成，原理接
線如圖3所示。
附加裝置FY內(nèi)有一降壓變壓器，經(jīng)橋式整流和
濾波后提供一直流電壓。尺 、凡：、凡 分別為系統(tǒng)
各相對(duì)地絕緣電阻。正常時(shí)系統(tǒng)R 、凰：、 為若
干MQ。裝置內(nèi)直流電流， 值極小。如果系統(tǒng)內(nèi)任
一相(譬如L 相)絕緣損壞，則如，值大幅下降，
由于電感元件對(duì)直流而言近乎短路。導(dǎo)致直流電流
，：值劇增，該電流穿越變壓器繞組，經(jīng)測(cè)量機(jī)構(gòu)Mn
返回附加裝置FY的直流負(fù)極，高阻表 偏轉(zhuǎn)，提
示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。需說明的是，高阻表指針偏轉(zhuǎn)角
與系統(tǒng)絕緣電阻尺 成反比。
3．1．3 智能型絕緣監(jiān)測(cè)裝置
對(duì)一條中型以上海運(yùn)船舶來說．電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分
布全船每個(gè)部位，查找故障點(diǎn)工作量巨大，費(fèi)時(shí)費(fèi)
力。為此，船舶上還需裝設(shè)智能型絕緣監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)
現(xiàn)三種功能：
a． 實(shí)時(shí)在線測(cè)量船電系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的絕緣
電阻，并顯示測(cè)量結(jié)果；
b． 當(dāng)系統(tǒng)絕緣電阻低于報(bào)警預(yù)設(shè)值時(shí)，裝置以
聲、光兩種方式報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)故障定位系統(tǒng)，
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圖3 高阻表原理接線圖
Fig．3 Wiring diagram of principle of megameter
查出低絕緣電阻發(fā)生的支路，并給出故障支路絕緣
電阻值和支路編號(hào)：
c． 裝置具有自檢、消音和保護(hù)功能。實(shí)際應(yīng)
用中的絕緣監(jiān)測(cè)裝置可對(duì)／7,條支路同時(shí)進(jìn)行在線
監(jiān)測(cè)
為確保船電系統(tǒng)安全，船上主配電箱和各分區(qū)配
電箱內(nèi)分別設(shè)有一套絕緣監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)絕緣值低于規(guī)
定值時(shí)，該裝置能自動(dòng)判斷出絕緣電阻低的支路，并
發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至電站監(jiān)控臺(tái)報(bào)
警；每個(gè)主配電箱除設(shè)有絕緣監(jiān)測(cè)裝置外，還設(shè)有一
個(gè)絕緣監(jiān)測(cè)儀，絕緣監(jiān)測(cè)儀與絕緣監(jiān)測(cè)裝置聯(lián)鎖．當(dāng)
絕緣監(jiān)測(cè)裝置發(fā)生故障或不工作時(shí)，可轉(zhuǎn)換成絕緣監(jiān)
測(cè)儀工作。每個(gè)照明和日用電器區(qū)配電箱、充放電板
上均設(shè)有絕緣監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)絕緣值低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出
聲光報(bào)警并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至損管臺(tái)報(bào)警．用以監(jiān)測(cè)
照明、El用電器和直流系統(tǒng)的絕緣狀況．防止低絕緣
電阻引起事故和火災(zāi)。
需特別說明的是，船舶上設(shè)置的各類接地故障監(jiān)
視及絕緣檢測(cè)設(shè)備有上百臺(tái)之多。
3．2 電化學(xué)腐蝕
隨著現(xiàn)代船舶向大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展， 電氣
設(shè)備大量增多，電纜根數(shù)、長(zhǎng)度及其截面的增加， 以
及防無線電干擾電容的廣泛應(yīng)用．使船舶電力系統(tǒng)對(duì)
船殼電容大為增加，從而使系統(tǒng)相線和船體之間通過
電容耦合產(chǎn)生了電氣聯(lián)系，特別是采用高電壓和中頻
電源的船舶，尤為突出。一條現(xiàn)代船舶，至少有上百
個(gè)配電回路、數(shù)百至上千km的電纜，見圖4。
雖然船舶設(shè)計(jì)研究院采取了對(duì)50 Hz的電氣設(shè)備
每根相線對(duì)地電容不大于0．1 F，對(duì)400 Hz的電氣
16
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L3
L2
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設(shè)備每根相線對(duì)地電容不大于0．02 F的限制，以及
配電線路原則上不用接地濾波電容器等等措施，但每
個(gè)回路、每條電纜正常工作時(shí)的對(duì)船體泄漏電流累加
后仍不容忽視。
圖4 韓國(guó)某艦船船艙一角的電纜
Fig．4 The cables in the corner at cabin of certain Korean ship
為避免過量泄漏電流的侵害。船舶在指控室、計(jì)
算機(jī)室、前后報(bào)務(wù)室、譯電室等屏蔽艙室的電源線路
上設(shè)置了噪聲抑制變壓器。以降低電源線路的傳導(dǎo)干
擾，滿足電磁兼容要求。同時(shí)，采用犧牲陽極或外加
電流陰極保護(hù)裝置來進(jìn)行船體防腐保護(hù)。外加電流陰
極保護(hù)裝置能根據(jù)外界條件的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)保護(hù)電流
以使船舶始終處于最佳保護(hù)電位范圍內(nèi)，一般在船的
艉部、舯部設(shè)置輔助陽極。并通過設(shè)于陰極保護(hù)室的
磁飽和恒電位儀進(jìn)行控制；對(duì)主機(jī)軸系、舵板、減搖
鰭等水下轉(zhuǎn)動(dòng)部件均與金屬船體做可靠連接。使其與
船體具有相同的電位。
4 岸電PE線連至船舶的嚴(yán)重后果
船舶靠泊碼頭期間，為給船員提供一個(gè)良好的休
息環(huán)境，減少船上設(shè)備的機(jī)械磨損，確保船用發(fā)電輔
機(jī)與其它船舶裝備壽命匹配，避免輔機(jī)發(fā)電污染港口
環(huán)境，實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，船舶停泊狀態(tài)應(yīng)接用岸基電
源。岸基向船舶只提供三相三線AC 380V電源，碼
頭不設(shè)置接地樁，船舶與碼頭間也不連接PE線。若
人為在碼頭和船舶間連接PE線，不僅損害船舶自
身，而且還將危害鄰船和碼頭港工設(shè)施，后果極其嚴(yán)
重。應(yīng)重視并預(yù)防該種情況的發(fā)生。也就是說，不接
PE線是安全的，接了PE線后反而是不安全的。
4．1 雜散電流引起的腐蝕
船舶與海洋工程領(lǐng)域常出現(xiàn)雜散電流引起的腐蝕
問題．該問題是長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)外海洋工程界的一個(gè)共
同難題．無論是造船業(yè)比較先進(jìn)的日本、歐洲，還是
其它國(guó)家，雜散電流引起的腐蝕都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)
損失。由于該腐蝕受許多因素影響， 目前尚未找到徹
底的解決方法。
港El工程與普通民用建筑明顯的不同點(diǎn)是，港工
構(gòu)筑物包括碼頭、護(hù)岸和防波堤，基礎(chǔ)除承載在土壤
持力層上外，還直接與海水接觸。年長(zhǎng)Et久，海水中
的Cl一離子經(jīng)混凝土毛細(xì)孔滲透，包裹在金屬物體周
圍。海水本身就是很好的電解質(zhì)溶液，與建造港工設(shè)
施的不同金屬導(dǎo)體，比如起重桁吊軌道、港區(qū)專用鐵
路、港區(qū)油管、純水用不銹鋼管、高壓空氣銅管、結(jié)
構(gòu)鋼筋、電氣鍍鋅接地極、自來水管、路燈基礎(chǔ)等等
發(fā)生化學(xué)電離反應(yīng)(即電化學(xué)腐蝕)，導(dǎo)致各類管道
腐蝕，結(jié)構(gòu)鋼筋鼓包，混凝土開裂，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。
清朝北洋水師建造的旅順東港、劉公島港現(xiàn)仍完好，
不影響使用：而改革開放后建造的部分港工設(shè)施已經(jīng)
破損影響使用，根本區(qū)別是，100年前建造碼頭用的
是石頭，而現(xiàn)在建造材料已改成了鋼筋混凝土。
第3章已經(jīng)分析過，船電采用IT系統(tǒng)后系統(tǒng)相
線和船體之間產(chǎn)生了電氣聯(lián)系，存在過大的泄漏電流，
據(jù)筆者掌握的情況，大型船舶該泄漏電流可達(dá)2A
以上。有關(guān)文獻(xiàn)介紹，雜散電流引起的腐蝕具有強(qiáng)度
高、危害大、范圍廣、隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，一年中有
1 A雜散電流流過，就有9 kg鐵發(fā)生電化學(xué)溶解。
正常時(shí)．船舶殼體經(jīng)海水和大地相連，因?yàn)榇?
上裝有犧牲陽極或外加電流陰極保護(hù)裝置，所以船體
是安全的。
接用岸電時(shí)。如果人為又連接了1根PE線，此
時(shí)情況發(fā)生了很大改變。船體經(jīng)海水和大地間的接地
電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碼頭上接地樁(如有)的電阻，致使泄
漏電流經(jīng)碼頭接地裝置流入自然大地，問題是這個(gè)泄
漏電流經(jīng)碼頭接地樁后可能通過不期望的碼頭金屬導(dǎo)
電回路流人大地，經(jīng)各種通路最后返回岸基供電變壓
器的中性點(diǎn)． 如此把各類港工設(shè)施置于雜散電流與
Cl一共存的環(huán)境之中。
此二者都能夠加速結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕，與單一因
素相比．二者對(duì)混凝土中鋼筋的腐蝕并不是簡(jiǎn)單的疊
加，而是具有相互促進(jìn)的作用，使混凝土的劣化機(jī)理
比單一因素更為復(fù)雜。其后果是，港工主體結(jié)構(gòu)中的
鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使港工主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久
性大大降低，各類金屬管道因腐蝕而穿孔泄漏，使用
壽命大大縮短．被迫提前更換等等。
一條船尚且如此，港區(qū)靠泊若干條船以后，情況
更為復(fù)雜，后果將不堪設(shè)想，甚至是災(zāi)難。
4．2 TN系統(tǒng)PE線傳導(dǎo)故障電壓
當(dāng)采用TN系統(tǒng)配電時(shí)。因同一電源配電范圍內(nèi)
的所有PE線、PEN線是連通的，電源側(cè)因種種原因
產(chǎn)生的故障電壓可沿PE線、PEN線傳導(dǎo)至與之相連
的電氣設(shè)備外殼，從而引發(fā)電氣事故。當(dāng)用電設(shè)備位
于建筑物內(nèi)時(shí)，由于實(shí)施了等電位聯(lián)結(jié)，使得故障時(shí)
各點(diǎn)電位同時(shí)升高，不會(huì)出現(xiàn)電位差，建筑物內(nèi)人員
和設(shè)備是安全的。
港口工程岸線少則數(shù)百m，多則數(shù)十km， 又
位于戶外開敞場(chǎng)地。不可能依托等電位來防范故障
電壓。
類似情況有戶外路燈回路，為避免發(fā)生該種情
形．干脆就不配出PE線，而是采用TT系統(tǒng)加剩余
電流保護(hù)器來防止PE線傳導(dǎo)故障電壓。
對(duì)?？看岸?，人為連接岸船間PE線后，
電源側(cè)出現(xiàn)的故障電壓會(huì)傳導(dǎo)到船上，使造價(jià)高昂
的上萬臺(tái)各類電子設(shè)備外殼帶上故障電壓。后果不
堪設(shè)想。
4．3 水下電壓梯度危害
岸船間人為連接PE線后，對(duì)船體而言存在兩個(gè)
接地極，一是船殼經(jīng)海水與自然大地形成的接地極，
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二是碼頭設(shè)置的人工接地極(如有)。由于這兩個(gè)接
地極接地電阻不同，加之上述分析的泄漏電流以及
PE線可能傳導(dǎo)的故障電壓，該雜散電流形成一個(gè)雜
散電磁場(chǎng)。致使兩個(gè)接地極間存在電位差，相當(dāng)于兩
個(gè)接地極就是一個(gè)電池的兩個(gè)極，在水中隨距離、水
深變化形成不規(guī)則的電壓梯度
眾所周知，為了解掌握水工構(gòu)筑物技術(shù)狀態(tài)變
化，需潛水員定期到碼頭下水探摸。潛水員入水后，
人體電阻急劇下降， 由于存在水下電壓梯度，潛水員
不同部位將接觸不同電壓，例如臉部與腦后部電位不
同，電流可直接流過潛水員大腦。非正常情況下，水
下電壓梯度對(duì)潛水員的電擊傷害。比心室纖維顫動(dòng)更
為嚴(yán)重。
4．4 雷電流危害
港口建于戶外敞開場(chǎng)所，港區(qū)周圍一般沒有高聳
建筑物。船舶靠泊碼頭后，其雷達(dá)、通信天線桅桿高
達(dá)數(shù)十m，是港區(qū)內(nèi)的制高點(diǎn)，具備潮濕、高聳、突
出等易受雷擊特征。當(dāng)岸船間沒有連接PE線時(shí)。雷
電流經(jīng)船殼(相當(dāng)于等電位聯(lián)結(jié)的法拉第籠)與海
水、大地自然接地而泄放雷電流，實(shí)踐證明雷擊不會(huì)
對(duì)船體及船上人員設(shè)備構(gòu)成危險(xiǎn)。岸船間連接PE線
后， 由于人工接地電阻值遠(yuǎn)小于船殼、海水、大地自
然接地電阻值，雷電流主要通過PE線和碼頭接地
樁泄放。雷擊瞬間，數(shù)kA雷電流不僅可損毀岸船間
PE線， 即使沒有損毀PE線， 由雷電流di／dt產(chǎn)生
的雷擊過電壓將沿PE線侵入整個(gè)岸電系統(tǒng)及與其連
接的鄰船，其危害難測(cè)。
所以，IEC 60364—7—709《建筑物電氣裝置第
7部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求第709節(jié)：游艇碼
頭和游艇》一再?gòu)?qiáng)調(diào)：游艇上的任何連接不應(yīng)與岸上
配電的保護(hù)線相連接。鑒于此．在鋼筋混凝土碼頭上
也沒有必要設(shè)置電氣專業(yè)用的接地樁。
5 小結(jié)
綜上所述，岸基變電所變壓器中性點(diǎn)如直接接地
(即TN、TT系統(tǒng))，由于船舶和岸基碼頭間不得將保
護(hù)PE線直接相連，文獻(xiàn)? 已分析過，該種情況由岸
電保障船電IT系統(tǒng)，實(shí)際演變成TT系統(tǒng)，存在安全
隱患，必須重視工頻應(yīng)力電壓的防護(hù)。因此．就岸電
系統(tǒng)供電方式，實(shí)際只有IT系統(tǒng)是唯一選擇。本文
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要點(diǎn)概括如下：
a． 對(duì)港口工程而言，在浮碼頭上不具備設(shè)置接
地樁的條件，在固定碼頭上沒有必要設(shè)置接地樁。
b． 船電采用IT系統(tǒng)，固然解決了供電可靠性
以及3次諧波問題，但也存在幾個(gè)問題，必須采取相
關(guān)技術(shù)措施予以防范。船舶自身采取了主動(dòng)和被動(dòng)兩
種方式防范電氣線路和設(shè)備絕緣電阻過低。船舶通過
裝用地氣燈、高阻表、智能型絕緣監(jiān)測(cè)裝置和絕緣監(jiān)
測(cè)儀4種方式，實(shí)現(xiàn)船電系統(tǒng)的絕緣狀況監(jiān)測(cè)，防止
低絕緣電阻引起事故和火災(zāi)
c． 現(xiàn)代船舶船殼PE線存在過大泄漏電流不容
忽視，船電系統(tǒng)相線和船體問存在電氣聯(lián)系，船體通
過犧牲陽極或外加電流陰極保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)電化學(xué)腐蝕
防護(hù)。
d． 船舶與碼頭間不連接PE線是安全的，接了
PE線后反而是不安全的。若人為強(qiáng)制在碼頭和船舶
間連接PE線，不僅損害船舶自身．而且還將危害鄰
船和碼頭港工設(shè)施，后果極其嚴(yán)重．應(yīng)重視并預(yù)防該
種情況的發(fā)生。
6 結(jié)語
港工構(gòu)筑物處于戶外敞開場(chǎng)所且常年浸泡于海水
中，又無法實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)；岸電建設(shè)的主要保障對(duì)
象是船舶用電，應(yīng)按港工和船電的特點(diǎn)、使用要求，
在保證安全性、可靠性的前提下，組織岸電設(shè)計(jì)．確
保船舶電氣設(shè)備安全可靠、穩(wěn)定發(fā)揮效能。
筆者不揣淺薄，期望本文能起到拋磚引玉的
作用， 文中觀點(diǎn)如有不妥， 還望廣大同行不吝
賜教。
盞 通i_I
[1] 鄭永高． 港口碼頭岸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J]． 建筑
電氣，2010，29 (1)：15—20．
[2] 李研，丁建興，李曉艷． 艦船岸電低壓配電系統(tǒng)
接地型式分析[J]． 建筑電氣，2011，30(10)：30—36．
[3] 全國(guó)建筑物電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，編． 建
筑物電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定匯編『M]． 北京： 中國(guó)電力出
版社。2003：428—440．
2011—12—27來稿
2012—04—26修回

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