1、 概述

岸電系統(tǒng)是船舶?？看a頭時(shí)的供電系統(tǒng)，船舶靠岸后，除了日常生活用電外，船舶上許多電氣設(shè)備仍然需要工作，這些設(shè)備主要同碼頭的岸電箱來供電。考慮到船舶供電系統(tǒng)為IT系統(tǒng)，為了保護(hù)供電系統(tǒng)的安全，岸電系統(tǒng)也多為IT系統(tǒng)（或ITn系統(tǒng)，即引出中性線的IT系統(tǒng)），系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)的次接地故障，防止兩相出現(xiàn)接地故障時(shí)，引起岸電保護(hù)裝置動(dòng)作。國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTS155-2019《碼頭岸電設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范》中也提到碼頭岸電設(shè)施的低壓配電系統(tǒng)宜采用IT方式，若采用TN方式的配電系統(tǒng)應(yīng)通過隔離變壓器向船舶供電。

安科瑞AIM-T系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)產(chǎn)品及絕緣故障定位產(chǎn)品適用于交流額定電壓690V和直流800V及以下的不接地系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)地的絕緣狀況，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，絕緣故障定位產(chǎn)品可以定位出故障回路，方便工作人員進(jìn)行故障排查?？梢詰?yīng)用在岸電的IT（或ITn）系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

2、 應(yīng)用場(chǎng)所

港口碼頭變電所低壓配電系統(tǒng)、岸電箱。

3、 應(yīng)用方案

下面以某工程為例介紹絕緣監(jiān)測(cè)及定位系統(tǒng)的應(yīng)用方案。

該工程為新建碼頭一座，長(zhǎng)為480m，寬20m；引橋二座，其中東引橋長(zhǎng)194m，寬8m，西引橋長(zhǎng)100m，寬8m。工程設(shè)計(jì)了陸域變電所和碼頭變電所，其中碼頭變電所與碼頭相連，從陸域變電所引來一路10kV電源，內(nèi)設(shè)10kV中壓開關(guān)柜，2臺(tái)1000kVA10/0.4kV干式變壓器。碼頭變電所內(nèi)10kV側(cè)采用單母線形式運(yùn)行，0.4kV采用單母線分段運(yùn)行方式，正常運(yùn)行時(shí)，0.4kV母線分段斷路器打開，兩臺(tái)配電變壓器分列運(yùn)行，各帶一段母線，當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，母線分段斷路器閉合，由另一臺(tái)配電變壓器供本所內(nèi)的全部一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)退出運(yùn)行的變壓器恢復(fù)供電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位為正常運(yùn)行方式。碼頭變電所主要負(fù)荷為岸電箱，共設(shè)置了7臺(tái)岸電箱，每個(gè)岸電箱功率為250kW，提供一艘靠泊船的供電。

碼頭變電所低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)為ITn系統(tǒng)，低壓部分設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)及定位系統(tǒng)。碼頭變電所低壓主接線圖及其絕緣監(jiān)測(cè)和絕緣故障定位方案分別如圖1和圖2所示。

在主接線圖上，變壓器出線采用中性點(diǎn)引出的IT系統(tǒng)，絕緣監(jiān)測(cè)和測(cè)試信號(hào)發(fā)生器安裝在進(jìn)線柜內(nèi)，絕緣故障定位儀安裝在各配電柜內(nèi)。絕緣監(jiān)測(cè)儀接在母線與地線之間，用于監(jiān)測(cè)變壓器二次側(cè)0.4kV低壓系統(tǒng)對(duì)地的絕緣狀態(tài)，若低壓母線或某支路出現(xiàn)接地故障，絕緣監(jiān)測(cè)儀將發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員進(jìn)行故障排查。信號(hào)發(fā)生器也接在系統(tǒng)和地之間，在故障時(shí)向系統(tǒng)和地之間注入定位信號(hào)，由分布于各配電柜內(nèi)的絕緣故障定位儀定位絕緣故障所在回路。

圖1　碼頭變電所低壓主結(jié)線圖一

圖2　碼頭變電所低壓主接線圖二

岸電箱為岸側(cè)電力系統(tǒng)向?？看a頭的船舶提供電能的重要設(shè)備，本系統(tǒng)共設(shè)置了7臺(tái)岸電箱，其輸入電源分別引自不同的低壓出線柜。圖3為岸電箱接線圖，配置了絕緣故障定位儀，用于配合變壓器出線側(cè)的絕緣監(jiān)測(cè)儀和測(cè)試信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)本岸電箱內(nèi)各支路絕緣故障定位功能。圖3　岸電箱接線圖

為了方便系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和管理，提高管理效率，本方案在變電所值班室內(nèi)還配置了Acrel-2000A/L絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過RS484總線（圖中綠色通訊線）將絕緣監(jiān)測(cè)儀與后臺(tái)主機(jī)連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各ITn系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及故障回路。絕緣監(jiān)測(cè)儀和測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、各絕緣故障定位儀之間通過CAN總線（圖中黃色通訊線）連接，用于同一ITn系統(tǒng)內(nèi)，各監(jiān)測(cè)儀表之間的數(shù)據(jù)交互。后臺(tái)監(jiān)護(hù)主機(jī)采用了1臺(tái)10.2寸的觸摸屏，安裝在壁掛式箱內(nèi)，并配置相應(yīng)的報(bào)警指示裝置。該工程絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位系統(tǒng)圖如圖4所示。 

圖4　絕緣監(jiān)測(cè)及定位系統(tǒng)圖

該工程中絕緣監(jiān)測(cè)及定位系統(tǒng)設(shè)備選型如下表所示。

表1：

序號(hào)

設(shè)備名稱

設(shè)備型號(hào)

單位

數(shù)量

1

絕緣監(jiān)測(cè)及定位監(jiān)控器

Acrel-2000L/A

套

1

2

絕緣監(jiān)測(cè)儀

AIM-T500L

臺(tái)

2

3

測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

ASG200

臺(tái)

2

4

絕緣故障定位儀

AIL200-12

臺(tái)

14

5

剩余電流互感器

AKH-0.66/L-45

只

14

6

剩余電流互感器

AKH-0.66/L-100

只

35

7

剩余電流互感器

AKH-0.66/L-150

只

7

4、 Acrel-2000A/L絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位系統(tǒng)功能介紹

Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備采用壁掛式安裝的方式，可安裝于墻壁上，通過通訊總線采集現(xiàn)場(chǎng)的絕緣監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障報(bào)警等功能。具體功能如下：

v 回路監(jiān)測(cè)

Acrel-2000L/A絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備上電進(jìn)入工作狀態(tài)后，默認(rèn)為“回路監(jiān)測(cè)”界面，在此界面可觀察到現(xiàn)場(chǎng)的一次系統(tǒng)圖以及具體的數(shù)據(jù)顯示。 

v 參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置需要用戶點(diǎn)擊“用戶登錄”，默認(rèn)用戶為admin，默認(rèn)登錄密碼為 0001，可通過登錄界面修改密碼。

此界面可以設(shè)置更改系統(tǒng)時(shí)間，如果主界面時(shí)間顯示不對(duì)，可以登錄后進(jìn)行時(shí)間更改，完成后點(diǎn)擊保存修改。

登錄后，當(dāng)前用戶顯示用戶名稱，此時(shí)點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，可以單個(gè)回路的絕緣監(jiān)測(cè)儀的預(yù)警值和告警值。當(dāng)測(cè)得絕緣阻值超出設(shè)定值時(shí)，觸摸屏顯示告警并且蜂鳴器鳴叫。設(shè)置好參數(shù)之后，點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕，更改絕緣監(jiān)測(cè)儀設(shè)定值。

v 報(bào)警信息

點(diǎn)擊報(bào)警記錄，進(jìn)入報(bào)警記錄界面，顯示告警發(fā)生情況。當(dāng)儀表發(fā)生報(bào)警時(shí)，主界面顯示報(bào)警，并且蜂鳴器鳴叫，此界面顯示出報(bào)警提示。接觸報(bào)警后，蜂鳴器關(guān)閉。

v 曲線查看

點(diǎn)擊曲線查詢按鈕，進(jìn)入“曲線查看”界面，每一個(gè)頁(yè)面存有4條曲線，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況顯示。每1小時(shí)記錄一次溫度，可以存儲(chǔ)30天。具體曲線要求可在屏上自行調(diào)節(jié)。

5、 產(chǎn)品選型

型號(hào)及名稱

型號(hào)

功能

AIM-T500L

絕緣監(jiān)測(cè)儀

l 可監(jiān)測(cè)690V以下交流及交流混合的不接地系統(tǒng)對(duì)地電阻和電容，具有故障預(yù)警和報(bào)警功能；

l 1路RS485通訊，1路CAN通訊，2路繼電器輸出；

l 自檢功能；20條事件記錄；

l 支持絕緣故障定位功能。

ASG200

測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

l 1路CAN接口，可與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

l 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，可產(chǎn)生故障定位信號(hào)注入系統(tǒng)中，配合絕緣故障定位儀定位故障回路。

l 具有絕緣故障所在相線指示功能。

AIL200-12

絕緣故障定位儀

l 1路CAN接口，可與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

l 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)，配合測(cè)試信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)絕緣故障回路定位功能，可定位12個(gè)回路。

6、 技術(shù)指標(biāo)

v AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀

輔助

電源

電壓

AC85~265V

DC120~370V

適用電壓等級(jí)

系統(tǒng)電壓

AC0~690V

DC 0~800V

功耗

<8W

頻率范圍

40~460Hz

絕緣

監(jiān)測(cè)

絕緣電阻測(cè)量范圍

1k~10MΩ

環(huán)境

工作溫度

-15~+55℃

預(yù)警、報(bào)警值范圍

10k~10MΩ

存儲(chǔ)溫度

-20~+70℃

響應(yīng)時(shí)間(Ce=1uF)

<5s

相對(duì)濕度

<95%，不結(jié)露

允許系統(tǒng)泄漏電容

<500μF

海拔高度

≤2500m

內(nèi)部參數(shù)

測(cè)量電壓

<50V

輸出

繼電器輸出

出錯(cuò)、預(yù)警、報(bào)警

測(cè)量電流

<270μA

通訊

RS485，Modbus-RTU

CAN，自定義

內(nèi)部直流阻抗

≥180kΩ

額定沖擊電壓/污染等級(jí)

8kV/Ⅲ

v ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

輔助電源

電壓

AC 85~265V

功耗

<7W

IT系統(tǒng)

電壓

單相交流220V

三相交流0~690V

直流0~800V

故障定位

響應(yīng)時(shí)間

<5s

定位電壓

20V/5Hz

定位電流

0~20mA

響應(yīng)靈敏度

無

內(nèi)部參數(shù)

電磁兼容/電磁輻射

IEC61326-2-4

輸出

繼電器輸出

無

工作環(huán)境

工作溫度

-15~+55℃

v AIL200-12絕緣故障定位儀

輔助電源

電壓

AC 85~265V

功耗

<5W

IT系統(tǒng)

電壓

無

故障定位

響應(yīng)時(shí)間

<20s

定位電壓

無

定位電流

無

響應(yīng)靈敏度

>0.5mA

內(nèi)部參數(shù)

電磁兼容/電磁輻射

IEC61326-2-4

輸出

繼電器輸出

報(bào)警

工作環(huán)境

工作溫度

-15~+55℃

7、定位互感器選型

互感器外形

型號(hào)

額定電流

額定電流比

準(zhǔn)確度

內(nèi)孔尺寸（mm）

L-35

16~100A

5A/5mA

0.5

35

L-70

100~250A

5A/5mA

0.5

70

L-105

250~400A

5A/5mA

0.5

105

L-45

16~100A

5A/5mA

1

45

L-80

100~250A

5A/5mA

1

80

L-100

250~400A

5A/5mA

1

100

L-150

400~800A

5A/5mA

1

150

L-200

800~1500A

5A/5mA

1

200

L-80X50II

16~100A

5A/5mA

0.5

82X52

L-100X50II

16~100A

5A/5mA

0.5

103X55

L-130X50II

100~200A

5A/5mA

0.5

135X55

L-150X130II

100~300A

5A/5mA

0.5

150X133

L-180II

100~200A

5A/5mA

0.5

182X35

L-200X50II

250~400A

5A/5mA

0.5

202X61

L-260X100II

450~800A

5A/5mA

0.5

265X104

L-17030

100~200A

5A/5mA

1

172X34

L-210 X160

450~800A

5A/5mA

0.5

210 X160

岸電系統(tǒng)安全運(yùn)行的“神經(jīng)診斷儀”

隨著綠色港口建設(shè)加速推進(jìn)，全國(guó)沿海及內(nèi)河主要碼頭普遍完成岸電設(shè)施改造。船舶靠泊期間關(guān)閉輔機(jī)、接入電網(wǎng)供電，可顯著降低硫氧化物、氮氧化物與顆粒物排放。但岸電系統(tǒng)長(zhǎng)期處于潮濕、鹽霧、振動(dòng)等嚴(yán)苛工況下，電纜絕緣老化、接頭受潮、端子松動(dòng)等問題頻發(fā)，導(dǎo)致絕緣電阻持續(xù)下降——這并非僅是性能衰減信號(hào)，更是潛在觸電、火災(zāi)與跳閘事故的前兆。傳統(tǒng)搖表檢測(cè)僅能判斷整體回路是否合格，無法識(shí)別具體故障點(diǎn)；而人工分段排查耗時(shí)長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高、停運(yùn)損失大。在此背景下，一種兼具快速性、精準(zhǔn)性與工程適配性的新型診斷工具亟待落地。

為什么傳統(tǒng)方法在碼頭場(chǎng)景中失效？

碼頭岸電系統(tǒng)通常采用多回路并行設(shè)計(jì)，單個(gè)泊位配置2–6路獨(dú)立供電回路，大型集裝箱碼頭甚至需支持12路及以上同步接入。各回路敷設(shè)路徑復(fù)雜：部分沿棧橋架空敷設(shè)，部分穿管埋地，還有的穿越金屬廊道或浸沒于潮間帶區(qū)域。這種空間異構(gòu)性使絕緣故障呈現(xiàn)強(qiáng)隱蔽性——同一根主電纜不同區(qū)段可能處于完全不同的環(huán)境應(yīng)力下。更關(guān)鍵的是，岸電系統(tǒng)要求“零計(jì)劃外中斷”，運(yùn)維窗口常被壓縮至船舶離泊后20–40分鐘內(nèi)。此時(shí)若依賴逐路斷電搖測(cè)，不僅無法滿足時(shí)效要求，更因頻繁操作引發(fā)繼電保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。真正有效的解決方案，必須突破“整體判別”局限，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障回路的準(zhǔn)確定位回路能力，并支撐現(xiàn)場(chǎng)快速處置決策。

AIL200-12：為12路岸電回路構(gòu)建絕緣健康檔案

江蘇安科瑞電器制造有限公司推出的碼頭岸電系統(tǒng)絕緣故障定位儀AIL200-12，正是針對(duì)上述痛點(diǎn)深度開發(fā)的專業(yè)級(jí)設(shè)備。其核心價(jià)值不在于替代傳統(tǒng)搖表，而在于重構(gòu)絕緣診斷邏輯：從“是否異?！避S升至“何處異常、程度如何、是否可控”。該設(shè)備可定位12個(gè)回路，覆蓋當(dāng)前主流碼頭岸電柜全部出線規(guī)格，無需額外擴(kuò)展模塊即可完成整柜掃描。其內(nèi)置高精度泄漏電流采樣單元與自適應(yīng)閾值算法，可在系統(tǒng)帶電運(yùn)行狀態(tài)下，同步監(jiān)測(cè)各回路對(duì)地分布電容與絕緣電阻變化趨勢(shì)，生成動(dòng)態(tài)絕緣健康指數(shù)（IHI）。該指數(shù)非單一閾值比對(duì)，而是融合溫度、濕度、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)等環(huán)境參數(shù)的加權(quán)評(píng)估結(jié)果，使絕緣故障評(píng)估儀真正具備狀態(tài)預(yù)測(cè)能力。

CAN總線通訊：讓診斷數(shù)據(jù)融入智能運(yùn)維體系

AIL200-12摒棄孤立儀器思維，原生支持CAN總線通訊協(xié)議。這一設(shè)計(jì)絕非簡(jiǎn)單接口堆砌，而是深度對(duì)接碼頭能源管理系統(tǒng)（EMS）與設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的關(guān)鍵橋梁。通過CAN總線，設(shè)備可將每路回路的實(shí)時(shí)絕緣阻值、泄漏電流有效值、歷史極值、劣化速率等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以毫秒級(jí)延遲上傳至中央監(jiān)控平臺(tái)。運(yùn)維人員在中控室即可直觀查看各泊位岸電回路健康熱力圖，系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)記連續(xù)3天IHI下降超15%的回路，并推送檢修建議。更重要的是，CAN總線抗干擾能力強(qiáng)，適用于碼頭強(qiáng)電磁環(huán)境，通信誤碼率低于10??，確保診斷數(shù)據(jù)在復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不失真、不丟失——這是RS485或無線方案難以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的工程保障。

準(zhǔn)確定位回路背后的技術(shù)縱深

“準(zhǔn)確定位回路”四字看似簡(jiǎn)單，實(shí)則涉及多重技術(shù)耦合。AIL200-12采用雙頻注入+相位差識(shí)別技術(shù)：向系統(tǒng)注入兩個(gè)特定頻率的測(cè)試信號(hào)（13.3Hz與27.7Hz），通過分析各回路響應(yīng)信號(hào)的幅值衰減比與相位偏移角，構(gòu)建回路拓?fù)浔孀R(shí)模型。該模型可有效區(qū)分真實(shí)絕緣劣化與容性負(fù)載波動(dòng)干擾，避免將變頻器、濾波電容等正常設(shè)備誤判為故障源。設(shè)備內(nèi)置碼頭典型電纜參數(shù)庫(kù)（含YJV22、YJY、礦物絕緣電纜等12類型號(hào)），結(jié)合實(shí)測(cè)阻抗譜自動(dòng)匹配Zui接近的電纜類型，提升定位精度。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在300米長(zhǎng)度、含3個(gè)彎頭與1處穿墻套管的典型回路中，故障點(diǎn)定位誤差小于±1.8米，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)開挖檢修需求。

不止于檢測(cè)：構(gòu)建閉環(huán)式絕緣管理范式

AIL200-12的價(jià)值延伸至管理維度。其配套軟件支持生成符合ISO55001資產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)的絕緣狀態(tài)報(bào)告，包含趨勢(shì)分析圖、同類型回路橫向?qū)Ρ?、維修建議優(yōu)先級(jí)排序等功能。某華東億噸級(jí)港口應(yīng)用該設(shè)備后，岸電系統(tǒng)非計(jì)劃停運(yùn)率下降63%，年均減少因絕緣故障導(dǎo)致的船舶滯港損失超280萬元。更深遠(yuǎn)的意義在于，它推動(dòng)碼頭運(yùn)維從“故障搶修”轉(zhuǎn)向“狀態(tài)預(yù)控”：當(dāng)某回路IHI連續(xù)兩周處于預(yù)警區(qū)間（70–85分），系統(tǒng)即觸發(fā)預(yù)防性維護(hù)工單，安排紅外測(cè)溫與局放檢測(cè)，將隱患消除在萌芽階段。這種以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)管理范式，正在重塑港口電氣安全治理邏輯。

選擇專業(yè)，就是選擇確定性

面對(duì)日益嚴(yán)格的IMO TierIII排放法規(guī)與國(guó)內(nèi)《港口和船舶岸電管理辦法》強(qiáng)制要求，碼頭岸電系統(tǒng)已從可選項(xiàng)變?yōu)楸卮痤}。而系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，不能寄望于經(jīng)驗(yàn)判斷或事后補(bǔ)救。AIL200-12作為專為碼頭工況定制的絕緣故障定位儀，以可定位12個(gè)回路的工程適配性、基于CAN總線通訊的數(shù)據(jù)貫通能力、以及支撐準(zhǔn)確定位回路的硬核算法，成為保障岸電設(shè)施本質(zhì)安全的關(guān)鍵支點(diǎn)。江蘇安科瑞電器制造有限公司深耕電力監(jiān)控與能效管理領(lǐng)域二十余年，其產(chǎn)品已在寧波舟山港、廣州港、重慶果園港等數(shù)十個(gè)重點(diǎn)港口穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)安全不再依賴運(yùn)氣，而是源于可驗(yàn)證、可追溯、可優(yōu)化的技術(shù)選擇，碼頭電氣運(yùn)維便真正邁入確定性時(shí)代。