船舶低压岸电系统等电位保护技术技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶低压岸电系统等电位保护技术，使用齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V、交流中间继电器1KA、直流中间继电器2KA、保险丝接线端子X1、自锁型按钮S、LED指示灯H，齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V的稳定电压≤24V，齐纳二极管检测船地E和岸基中线N之间的电位差，确保船壳与岸基之间的跨步电压不超过30V。本发明专利技术在三相交流或单相交流系统中通用，齐纳管反向串联检测岸基与船地之间的电位差，齐纳管检测回路只短暂接通，可避免当电位差过高时损坏器件；船岸电位差≥24V时，自动切断岸电断路器，且岸电断路器无法自动合闸，岸电断路器因电位不等自动分闸后必须经人工复位才能再次合闸。

Equipotential Protection Technology for Low Voltage Ship Shore Power System

The invention discloses an equipotential protection technology for low-voltage shore power system of ships, which uses Zener diode 1V, Zener diode 2V, Zener diode 3V, Zener diode 4V, AC intermediate relay 1KA, DC intermediate relay 2KA, fuse terminal X1, self-locking button S, LED indicator H, Zener diode 1V, Zener diode 2V, Zener diode 3V and Zener diode 4. The steady voltage of V is less than 24V. Zener diode detects the potential difference between the ship's ground E and the shore-based midline N to ensure that the step voltage between the ship's hull and the shore-based does not exceed 30V. The invention is commonly used in three-phase AC or single-phase AC systems. Zener transistors are connected in reverse series to detect the potential difference between shore base and ship ground, and the detection circuit of Zener transistor is only switched on for a short time, which can avoid damaging devices when the potential difference is too high; when the shore potential difference is greater than 24V, the shore circuit breaker is automatically cut off, and the shore circuit breaker can not automatically close, and the shore circuit breaker will automatically open after the shore circuit breaker because of unequal potential. It must be reset manually before closing again.

【技术实现步骤摘要】
船舶低压岸电系统等电位保护技术
本专利技术涉及一种船舶低压岸电系统等电位保护技术，属于船舶安全

技术介绍
我国交通运输部于2018年12月10日公布了《船舶大气污染物排放控制区实施方案》(交海发〔2018〕168号)，要求船舶靠港应使用岸电。当前，船舶电力系统的电压等级多为低压，在船舶靠港所需要接用的岸电一般也为低压，尤其中小型船舶和内河船舶，基本上都是需要接用交流低压岸电。我国国家电网公司发布的《港口岸电设备技术规范》(Q/GDW11468—2016)，要求“接地故障不应在岸侧到船侧的任何位置产生超过0.03kV的跨步电压或接触电压”。中华人民共和国海事局2018年发布的《船舶与海上设施法定检验规则内河船舶法定检验技术规则2018年修改通报》，要求“船舶应设有将船体与岸地(或趸船上接地装置)进行等电位连接的设施”。针对上述要求，研究船舶低压岸电系统等电位保护技术以及研制船舶低压岸电系统等电位保护装置，解决现有船舶无低压岸电系统等电位保护的问题，以保护船舶及人员安全具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种船舶低压岸电系统等电位保护技术，解决现有技术无低压岸电系统等电位保护装置，造成船舶使用低压岸电系统供电时，因接地故障在岸侧到船侧产生跨步电压或接触电压，危及船舶及人员安全的问题。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种船舶低压岸电系统等电位保护装置，包括齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V、交流中间继电器1KA、直流中间继电器2KA、保险丝接线端子X1、自锁型按钮S、LED指示灯H，所述齐纳二极管1V、齐纳二极管2V反向串联成第一电路1，齐纳二极管3V、齐纳二极管4V反向串联成第二电路2，第一电路1与第二电路2并联，并联电路的一端与岸电箱的E端相连，并联电路的另一端串联交流中间继电器1KA线圈、交流中间继电器1KA的一对常开触点后接岸电箱的N端，直流中间继电器2KA的一对常开触点与所述交流中间继电器1KA的一对常开触点并联，所述直流中间继电器2KA的线圈的一端经保险丝接线端子X1接船电DC24V的一端，直流中间继电器2KA的线圈另一端经自锁型按钮S的常闭触点后接交流中间继电器1KA的常闭触点的一端，交流中间继电器1KA常闭触点的另一端接船电DC24V的另一端，所述LED指示灯H的两端接于直流中间继电器2KA线圈两端，直流中间继电器2KA的一对常闭触点两端接等电位报警回路，驱动等电位报警回路工作；交流中间继电器1KA的一对常闭触点和直流中间继电器2KA的一对常开触点串联后接入岸电主开关电动合闸回路，交流中间继电器1KA的另一对常闭触点和直流中间继电器2KA的另一对常开触点串联后接入岸电主开关欠压脱扣回路。本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：前述船舶低压岸电系统等电位保护装置，其中齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V的稳定电压≤24V，稳定电流≥1A，动态电阻≤5Ω。前述船舶低压岸电系统等电位保护装置，其中交流中间继电器1KA的线圈额定电压≤24V，额定工作电流为5A。前述船舶低压岸电系统等电位保护装置，其中直流中间继电器2KA的线圈额定电压为DC24V，额定工作电流为5A。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在三相交流或单相交流系统中通用，在不同低压交流岸电电压等级(220V-1000V)和不同频率(50Hz或60Hz)中通用，齐纳管反向串联检测岸基与船地之间的电位差(跨步电压或接触电压)，齐纳管检测回路只短暂接通，可避免当电位差过高时损坏器件；船岸电位差≥24V时，自动切断岸电断路器，且岸电断路器无法自动合闸，岸电断路器因电位不等自动分闸后，必须经人工复位，断路器才能再次合闸；本专利技术保护灵敏性、可靠性高，适用于单相直接接地或非直接接地故障；本专利技术所采用的电气电子元器件均为国际、国内标准的通用件，易于选用，维护量少，备件统一，成本低廉；本专利技术用途广泛，可用于不同类型船舶的低压岸电系统。附图说明图1是有等电位连接时发生单相接地故障示意图；图2是无等电位连接时发生单相直接接地故障示意图；图3是无等电位连接时发生单相通过阻抗Z接地故障示意图；图4是等电位保护技术原理说明图；图5是本专利技术实施例电路原理图。具体实施方式本专利技术的设计依据与原理如下：1.新标准要求岸电电源需具有N线和E线IEC60309—2012《工业用插头、插座和耦合器》、IEC/PAS80005-3-2014《实用的连接端口-第3部分：低电压岸接头(LVSC)系统一般要求》等国际标准及我国GB/T11918《工业用插头、插座和耦合器》等标准，规定船舶接用岸电时，单相岸电为相线L，中线N，地线E；三相岸电为相线L1、L2、L3，中线N，地线E。上述要求与我国交流低压三相配系统的型式相符合，相线与中线属于岸电电源的工作回路，E是从岸上的接地系统引出的地线(即GB50065中的PE)，属于岸电电源的安全保护回路。2.岸电系统的PE导体与N导体有接地联结GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》中规定“低压系统接地的型式可分为TN、TT、IT等3种”，“单电源系统，TN电源系统在电源处应有一点直接接地，装置的外露可导电部分应经PE接到接地点”，由此表明，无论电源(变压器或发电机)的绕组是星形还是三角形接法，也无论是三相还是单相配电系统，都具有保护导体protectiveconductor(PE)输出，向用电装置提供接地保护。所以，船舶的钢质或其它金属船壳应经PE接到接地点。3.低压岸电电源是三相四线制系统GB50065-2011规范提出的三相四线制系统中，“全系统将N与PE分开的TN-S系统”、“在装置非受电点的某处将PEN分离成PE和N的3相4线制的TN-C-S系统”、“在装置的受电点将PEN分离成PE和N的3相4线制的TN-C-S系统”、“在装置的受电点将PEN分离成PE和N的单相2线制的TN-C-S系统”，“对用电设备采用单独的PE和N的多电源TN-C-S系统”、“全部装置都采用分开的中性导体和保护导体的TT系统”，都配出了船舶接取低压岸电电源所需要的N导体和PE导体；GB50065-2011规范提出N导体和PE导体“在电源处的接地与在配电系统中的接地，可通过一个或多个接地极来实现”，即N导体和PE导体在电源处和在配电系统中已进行系统接地联结。4.中华人民共和国海事局2018年发布的《船舶与海上设施法定检验规则内河船舶法定检验技术规则2018年修改通报》中的“等电位连接是使船载装置和岸基装置导电部件之间电位基本相等的电气连接”，要求岸电箱应具有“用于连接柔性电缆的合适的插座(旅游船)或接线柱(除旅游船以外的其他船舶)和将船体与地(岸地或零线)相连的接地接线柱”，要求“船舶应设有将船体与岸地(或趸船上接地装置)进行等电位连接的设施”。所以，船舶靠港接用岸电时，必须将船地与岸地相连接实现等电位，即必须将金属船壳(船地E)和岸上的保护导体(岸地PE)相连接。5.单相接地状况分析：当船舶靠港接用岸电时，船舶电力系统中发生单相接地是造成船地与岸地电位不等的原因。(1)有等电位连接时发生单相接地：当发生单相直接接地时，若船壳(船地E)已和岸上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶低压岸电系统等电位保护装置，其特征在于，包括齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V、交流中间继电器1KA、直流中间继电器2KA、保险丝接线端子X1、自锁型按钮S、LED指示灯H，所述齐纳二极管1V、齐纳二极管2V反向串联成第一电路，齐纳二极管3V、齐纳二极管4V反向串联成第二电路，第一电路与第二电路并联，并联电路的一端与岸电箱的E端相连，并联电路的另一端串联交流中间继电器1KA线圈、交流中间继电器1KA的一对常开触点后接岸电箱的N端，直流中间继电器2KA的一对常开触点与所述交流中间继电器1KA的一对常开触点并联，所述直流中间继电器2KA的线圈的一端经保险丝接线端子X1接船电DC24V的一端，直流中间继电器2KA的线圈另一端经自锁型按钮S的常闭触点后接交流中间继电器1KA的常闭触点的一端，交流中间继电器1KA常闭触点的另一端接船电DC24V的另一端，所述LED指示灯H的两端接于直流中间继电器2KA线圈两端，直流中间继电器2KA的一对常闭触点两端接等电位报警回路，驱动等电位报警回路工作；交流中间继电器1KA的一对常闭触点和直流中间继电器2KA的一对常开触点串联后接入岸电主开关电动合闸回路，交流中间继电器1KA的另一对常闭触点和直流中间继电器2KA的另一对常开触点串联后接入岸电主开关欠压脱扣回路。...

【技术特征摘要】
1.一种船舶低压岸电系统等电位保护装置，其特征在于，包括齐纳二极管1V、齐纳二极管2V、齐纳二极管3V、齐纳二极管4V、交流中间继电器1KA、直流中间继电器2KA、保险丝接线端子X1、自锁型按钮S、LED指示灯H，所述齐纳二极管1V、齐纳二极管2V反向串联成第一电路，齐纳二极管3V、齐纳二极管4V反向串联成第二电路，第一电路与第二电路并联，并联电路的一端与岸电箱的E端相连，并联电路的另一端串联交流中间继电器1KA线圈、交流中间继电器1KA的一对常开触点后接岸电箱的N端，直流中间继电器2KA的一对常开触点与所述交流中间继电器1KA的一对常开触点并联，所述直流中间继电器2KA的线圈的一端经保险丝接线端子X1接船电DC24V的一端，直流中间继电器2KA的线圈另一端经自锁型按钮S的常闭触点后接交流中间继电器1KA的常闭触点的一端，交流中间继电器1KA常闭触点的另一端接船电DC24V的另一端，所述L...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洋，李继耀，
申请(专利权)人：镇江达舟船舶制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32