码头岸电的“电力保镖”：绝缘监测与故障定位

一、岸电系统：绿色港口的关键拼图

“十二五”规划凸显了码头岸电系统的重要性，将其视为构建绿色、智慧港口的核心要素。随着环境保护和可持续发展意识的日益增强，港口的节能减排任务显得尤为迫切。船舶在靠港期间使用柴油发电机，会排放大量有害气体，严重污染空气质量。统计数据表明，这些排放量占港口总碳排放的40%-70%，成为主要的污染源头。

岸电系统的应用能够有效化解这一难题，实现“零油耗、零排放、零噪音”的目标，显著降低能源消耗和污染物排放，有力支撑港口的绿色发展。例如，烟台港蓬莱港区采用岸电后，每次接电可节省燃油104千克，减少二氧化碳排放近330千克。新海港使用岸电替代柴油发电机后，琼州轮渡客滚班轮每天靠泊待班可减少碳排放近10吨。岸电系统在推动绿色港口建设、实现节能减排方面发挥着至关重要的作用。

二、岸电系统的供电 “痛点”

1.不同接地系统下的安全隐患

在岸电系统中，接地系统的选择对供电安全至关重要。TN-S系统和IT系统是两种常见方式，它们在船舶电网单相接地故障时的表现各有差异，且各具优缺点。

采用TN-S系统时，若船体未接专用接地线且未与岸电零线相连，单相接地故障可能导致危险情况，存在触电风险。即使配备了专用接地线并与岸电零线接通，保护装置虽能迅速跳闸以保障人身安全，但无法确保供电连续性，可能影响重要作业并造成经济损失。

采用IT系统时，单相接地故障引发的短路电流通常较小，触电风险较低。然而，若另一相再发生对地短路故障，则可能导致严重危害。因此，无论选择哪种系统，进行绝缘监测以及时发现故障都至关重要。

2.绝缘问题对供电可靠性的影响

绝缘故障堪称岸电系统中的“定时炸弹”，潜藏着漏电、短路等重大隐患。这些故障不仅干扰供电和船舶的正常运营，还可能对设备造成损坏，进而增加维修成本和停机时长。

在极端情况下，绝缘故障甚至可能危及人员安全，引发触电和火灾，给港口设施和船舶带来惨重损失。据统计，绝缘故障是引发电气事故的主要诱因之一，占比高达30%-40%。

三、绝缘监测及故障定位：岸电系统的 “守护神”

1.工作原理大揭秘

岸电绝缘监测基本原理如图所示：

在岸电系统中，绝缘监测及故障定位产品时刻扮演着“卫士”的角色，确保系统的安全与稳定。以AIM-T500L绝缘监测仪为例，其采用微控制器技术，能够实时、精确监测对地绝缘电阻。一旦电阻出现异常，便会立即发出预警。当故障发生时，测试信号发生器、绝缘故障定位仪和电流互感器协同运作，进行高效的故障追踪。例如，ASG200测试信号发生器生成特定信号并注入不接地系统，AIL200-12绝缘故障定位仪配合AKH-0.66L电流互感器捕捉这些信号，从而精准定位故障回路，助力快速解决相关问题。

2.功能全面解析

绝缘监测及故障定位产品集多种功能于一身，是保障岸电系统安全运行的关键所在。

其中，绝缘电阻监测作为核心功能，能够实时提供系统绝缘状态的精准数据。这一功能有效协助工作人员及时发现并预防绝缘隐患，从而避免故障的发生。

故障预警和报警功能构成了系统安全的重要防线。预警信号及时提示工作人员对系统进行检查，而报警信号则确保故障信息迅速传达，最大程度减少系统运行的影响。

事件记录功能详细记录故障信息，便于工作人员深入分析故障趋势，优化维护管理策略，提升故障处理效率，并为系统的持续改进提供坚实的数据支撑。

3.产品家族介绍

绝缘监测及故障定位产品在岸电系统安全中扮演着至关重要的角色。

AIM-T500L 绝缘监测仪，采用先进的微控制器技术，体积小巧，安装便捷，具备智能化、数字化、网络化等多重特点，能够精确监测系统绝缘状态的变化，确保系统的安全稳定运行。

ASG200 测试信号发生器作为故障定位的“信号源”，在绝缘故障发生时产生测试信号，与绝缘故障定位仪协同工作，迅速锁定故障范围。

AIL200-12 绝缘故障定位仪，配备高精度信号检测电路，能够精准定位绝缘故障回路。单个定位仪可覆盖12个回路，最多可连接90台，总计定位1080个回路，快速高效地找到故障点。

AKH-0.66L 系列电流互感器与 AIL200-12 绝缘故障定位仪相配合，负责捕捉信号并提供准确的数据支持，确保故障定位的精确性和可靠性。

四、面临的挑战与应对策略

1.技术难题

码头环境错综复杂，电气设备数量繁多，电磁干扰现象尤为严重。例如，起重机操作过程中产生的电磁脉冲会干扰监测设备，进而导致信号失真。设备兼容性问题同样不容忽视，不同厂家生产的设备在参数和接口标准上存在显著差异，直接影响系统的顺畅运行。此外，通信协议的不统一也会阻碍数据的有效交互，从而影响全面的监测与管理。

码头的恶劣环境对设备的稳定性和可靠性提出了极高要求。高温环境会削弱电子元件的性能，加速其老化进程；高湿条件则容易导致设备受潮，进而引发各类故障；盐雾的侵蚀作用会损害金属部件，降低机械和电气性能。在这些因素的共同作用下，监测设备的稳定性和可靠性可能受到严重影响，导致频繁出现故障。

2.应对方法

为应对挑战，我们可采取多种增强设备抗干扰的策略，例如使用金属屏蔽外壳以有效阻挡电磁干扰，以及安装滤波器来确保信号的纯净与稳定。此外，数字信号处理技术的应用也能显著提升信号的准确性和可靠性。

在设备选型和系统设计过程中，必须充分考虑兼容性和稳定性。优先选用兼容性良好的绝缘监测及故障定位设备，同时优化布局和连接方式，以减少干扰。采用冗余设计则是确保系统连续运行的重要措施。

为确保设备在恶劣环境下的稳定运行，还需采取一系列防护措施，包括防水、防潮、防腐处理，并加强散热。此外，定期进行维护保养也是延长设备使用寿命的关键环节。

五、未来展望：持续升级，守护岸电

1.技术发展趋势

科技进步有力推动了绝缘监测与故障定位技术向智能化、网络化、集成化的方向发展。

智能化方面，融合人工智能与机器学习技术，系统能够自动识别故障类型，并精准预测其发展趋势，从而提前发出预警，助力运维人员迅速应对和处理问题。

网络化方面，借助物联网技术，实现设备与互联网的无缝连接，支持远程监控与管理，显著提升运维效率，大幅缩短现场故障处理时间。

集成化方面，将监测与定位功能与其他电力系统设备有机整合，便于进行综合分析与决策，同时与消防、安防系统实现联动，全面增强码头的安全保障。

2.对绿色港口建设的深远意义

绝缘监测与故障定位技术在绿色港口建设及可持续发展中扮演着至关重要的角色。

该技术保障岸电系统的稳定运行，有效减少船舶对柴油发电机的依赖，进而降低燃油消耗和污染物排放。以大型集装箱船为例，使用岸电每天可减少约100千克二氧化硫和300千克氮氧化物的排放。随着技术的不断进步，更多船舶将稳定采用岸电，有力推动港口的节能减排工作。

此外，该技术在提升港口运营效率方面同样不可或缺。快速而准确的故障定位及及时处理，显著缩短了岸电系统的停电时间，减轻了对船舶作业的影响，从而提高了港口的周转效率。高效的岸电系统吸引了更多船舶停靠，促进了业务发展，显著提升了经济效益。

绝缘监测与故障定位技术的广泛应用，不仅彰显了绿色港口建设的理念，还展示了港口在科技创新和可持续发展方面的不懈努力，进一步提升了港口的形象和竞争力。在全球绿色发展的大趋势下，采用先进技术确保岸电系统的安全稳定运行，已成为港口可持续发展的必然选择。

参考文献

[1] 刘纯, 唐苇苇, 姚建新. 国内外码头岸电系统技术应用及发展综述[J]. 水运工程, 2020(5):5.
[2] 鲁晓革, 郑林, 张薇. 舰船接岸电时的安全性及绝缘监测问题[J]. 船电技术, 2001, 21(006):25-28.
[3] GB/T 51305-2018 码头船舶岸电设施工程技术标准
[4] JTS 155-2019 码头岸电设施建设技术规范
[5] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.02版