船舶中压配电板的特点及发展趋势

【摘 要】船舶动力和控制的核心就是电力系统，而随着船舶生产制造和使用趋于电气化和自动化发展，电力系统在船舶设备中担负的作用也越来越重要，中压配电板作为船舶电力系统的重要组成部分必不可少。因此本文将针对船舶中压配电板的功能作用特点和发展趋势作以详细论述。

【关键词】船舶；中压配电板；特点；发展趋势

1 前言

现阶段船舶电气化水平提高得越来越快，尤其是船舶综合电力系统的总装机容量也越来越高，中压电力系统受各种因素影响因此在船舶上的应用也越来越广泛。船舶中压配电板承担着为船舶供电系统提供保护的重要作用，在船舶中压电力系统中属于非常重要的设备。因此，针对船舶中压配电系统的现状尤其是中压配电板的特点以及发展趋势作以研究分析具有非常重要的意义。

2 船舶中压配电系统的现状分析

我国目前的船舶设备制造技术以及低压配电系统科学技术已经很成熟了。低压配电系统随着舰船电力系统的容量逐渐增大，其在经济上、使用上以及极限容量的能力上都很难满足需求，尤其是舰船电力促进技术的迅速发展，以前船舶所运用的低压系统容量极限和经济性与使用性都已经难以满足需求了。因此，使用中压配电板已经成为了必然的趋势，对解决电力系统由小容量向大容量进行发展而带来的问题具有一定的作用。对中压系统而言，中压配电设备就是系统的核心。

3 船舶中压配电板的特点

3.1 电气设计中一次方案的确定

中压配电版的一次方案由下例图1所示，电缆侧设置有发电机屏的电业互感器，母线侧设置有母联屏的电压互感器，母线侧设置有负载屏的接地开关等。

3.2 机械设计的特点

3.2.1 总体结构

断路器柜和接触器柜是用于构成船舶中的压配电板的，他们在结构上一般分作电缆室、仪表室、断路器室以及母线室，且各室之间相互独立封闭。仪表室属于低压室，而其他三种属于高压室。每个高压室都有自己的泻压通道，上部含有燃弧故障出现时候可以打开的封板，且一般都会配备相应的排气通道。同时，中压配电板还应该进行相应抗冲击以及振动的设计。

3.2.2 安全联锁

（1）“五防”联锁：“五防”联锁作为接触器柜以及中压断路器柜的基本联锁，主要是由机械装置得以实现的。

（2）主母线接地开关联锁：当接通母线接地开关之前，需要把与母线相连的所有电源进线断路器从工作位置上移出去。主母线的接地开关联锁也可以使用机械程序锁得以实现。

3.2.3 环境试验

（1）冲击、振动试验

假如船舶的中压配电板振动及冲击试验都符合下面的条件，可算作合格：

1）机械构造没有受损、松动的现象，手车摇进摇出都没有错误；

2）断路器分合闸精确没有错误；

3）接触器或者断路器没有在断开位置的接触点有瞬间闭合的现象，且接通部位的触点弹跳时间要小于2 0m s ；

4）符合温升的要求 （ 断路器的一次插头在试验前后的配合程度都没有明显的变化）

（2）温湿污秽循环试验

低压电器中一般不会考虑绝缘被盐雾影响，但中压电器需要考虑。实际上温湿污秽的循环试验就是盐雾和湿热的综合性试验，且试验的方式以及参数都需要按照规范且科学的实验流程来进行。完成实验过后，假如都能相应的符合规范的参数且外观无变化，那么这种金属零部件是符合规范要求的。

4 船舶中压配电板的发展趋势分析

4.1 小型化趋势

船舶的中压配电板逐渐向小型化的趋势发展。要使断路器实现小型化，首先要加强改进灭弧室外部的绝缘效果，这是断路器实现小型化的主要途径。固封极柱的研究出现使断路器实现小型化的进度大大增加了。这种固封极柱的断路器就是把导电端子以及真空灭弧室等运用环氧树脂进行包封成极柱，然后在与操作机构相结合组成断路器。把环氧树脂当作绝缘的介质，使相与相之间缩小距离。

4.2 智能化趋势

4.2.1 综合保护装置的智能化

假如把“四遥”包括：遥测、遥控、遥讯以及遥调当作智能化的基础条件，目前综合性的保护装置已经被广泛使用且具有一定智能化功能。假如在中压电力系统上的综合保护装置中辅配一个单元来进行整体协调，那么综合保护装置可在原有的功能基础上得到更好的发挥，使船舶的中压配电 板保护功能以及控制变得更完善。

4.2.2 在线监测装置智能化

中国近年来的电力系统配电等级电压设置的开关故障，位于第一位的是绝缘故障，第二位是机械故障，第三位是温升故障。为了对开关设备的情况信息进行实时的掌握，实行在线监测已经势在必行了。实行在线监测一般有以下几点内容：

（1）温度的在线监测，对中压开关柜中的因导电连接而使接触的电阻增加导致设备损坏的情况进行预防；

（2）绝缘特性在线监测，可以对母线室中的环氧套管电流泄漏过大以及局部的放电故障进行有效地预防。

4.2.3 高可靠性趋势

（1）电弧光保护趋势

假如电弧出现故障持续时间超过了500 ms ，那么船舶中压配电板有可能发生燃烧爆炸，并且造成非常严重的伤害；假如电弧燃烧的持续时间不超过100ms，一般伤害性都比较小；假如电弧的时间是在35ms以内熄灭的，那么导致的损坏程度基本上可以忽略不计。电弧光的保护装置可以对弧光的增量以及过电流的增量进行同时检测，并可以在一定的ms范围内发出指令，把产生故障至切断电源的过程时间把控在100ms之内，这样使配电板受到保护在出现故障时其损害就会降低，一般来说，只要把电弧光发生短路的地方因弧光造成的碳迹清除，进行相应的耐压试验，就可以再次投入使用了。

（2）专用保护单元的趋势

综合保护装置的功能虽然很全面，但因其集保护、控制以及显示为一体，使电力系统与装置的可靠性受到一定影响。从目前设计的中压配电板的角度来看，当综合保护装置出现故障或者不运作的时候，接触器或者断路器不可以合闸。总的来说，当综合保护装置出现故障或者不运作的时候，发电机中产生的电会送不出来。假如在中压配电板中的各个接触器以及断路器都专门配备一个保护单元，结合综合保护装置使保护功能之间互为冗余，那么船舶的中压配电板就可以设计成即使综合保护装置出现故障或者不运作的时候，接触器或者断路器任然可以合闸，使供电系统能够继续工作。

5 结论

综上所述，针对船舶中压配电板的关键技术特点和发展趋势进行深入研究分析，才能让中压配电板更加符合船舶中压电力系统的使用要求，提高船舶设备的技术使用效率，增强船舶建造的市场竞争力。

参考文献：

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[2]杨青.船舶中压配电板的特点及发展趋势[J].船舶工程， 2011（6）.

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