摘要：中压配电板是中压配电系统的重要组成结构，在船舶配电系统中有着至关重要的作用，显著提高了配电系统的安全性和可靠性，系统因而得以稳定、高效的运行。本文将论述船舶中压配电板的特点，并对其未来发展前景加以展望，以期促进中压配电板在各个领域配电系统中的推广应用。
关键词：船舶；中压配电板；特点；发展趋势
随着我国船舶制造行业的大力发展，对其配电系统也提出了更高的要求，如果配电系统的容量不能符合船舶运行的标准，那么船舶的很多功能将会无法实现，甚至会给工作人员带来巨大的安全风险。鉴于配电板在配电系统中的重要作用，在进行船舶配电系统设计时必须根据配电系统的实际需求选择合适的配电板。当前很多大型船舶都采用了中压配电系统，中压配电板也得到了十分广泛的应用，而了解中压配电板的特点，有助于对其进行优化设计，全面提高配电板的性能，在此情况下配电系统的安全性和稳定性也会得到可靠的保证。
一、船舶中压配电板的特点
1、电气设计
船舶中压配电板由若干断路器柜、接触器柜按实际使用要求组成，通常包括若干发电机屏、母联屏、预励磁屏和负载屏。电气设计的任务是确定一次方案并使之满足发电机屏、母联屏、预励磁屏或负载屏的要求。
（1）一次方案
船舶中压配电板一次方案为：发电机屏在电缆侧设置有电压互感器，母联屏在母线侧设置了电压互感器，负载屏在母线侧设置了接地开关，发电机屏还专门配置了差动保护用电流互感器。负载屏给大负载（如推进变压器、日用变压器）供电时常采用断路器柜，给小负载（如艏侧推）供电时可采用接触器柜。
（2）发电机屏功能
发电机屏具有控制、保护、测量和显示等若干功能，在自动和手动环境下都可以有效运行，实现调速、调压、充磁、分配负荷的控制，并通过测量获取发电机的实时信息，将信息显示到屏幕上，以便为工作人员的决策提供依据；当系统出现短路和接地故障时还能自动启动保护装置，防止过电流造成设备的损坏。
（3）预励磁屏功能
预励磁屏与相应的负载屏之间具有联锁功能。例如，当接通日用变压器断路器前，先自动接通预励磁屏接触器，预励磁结束后自动接通日用变压器断路器并自动断开预励磁屏接触器。预励磁屏通常不设保护功能，也无电参数显示功能。
母联屏和负载屏功能与发电机屏类似，能够测量和显示母排及负载信息，并对其加以控制和保护。
2.机械设计
（1）总体结构
用于组成船舶中压配电板的断路器柜、接触器柜在结构上通常分为断路器室、电缆室、母线室和仪表室，各室独立封闭。仪表室为低压室，另外三室为高压室。高压室有各自的泻压通道，上部有可在燃弧故障时打开的封板，其上一般还设置有排气通道。作为船舶中压配电板，还须进行抗冲击、振动设计，主要考虑柜架减振、柜体联拼减振、手车接地连续性减振、手车定位减振等措施。
（2）安全联锁
1）“五防”联锁：防止带负荷推拉断路器或接触器手车、防止误分误合断路器或接触器、防止接地开关接通时合断路器或接触器、防止断路器或接触器接通时合接地开关、防止操作人员误入带电间隔。“五防”联锁是中压断路器柜、接触器柜的基本联锁，由机械装置实现。
2）主母线接地开关联锁：当主母线接地开关接通前，需将所有与主母线相连的电源进线断路器移出工作位置。主母线接地开关联锁可采用机械程序锁来实现。
3）屏与系统的电气联锁：当发电机屏接地开关接通时，向发电机控制电路提供无源触点信号，禁止发电机起动。
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3、环境试验
（1）冲击、振动试验
船舶中压配电板经过冲击、振动试验，符合如下要求才能被认为合格：
1）机械结构无松动、破坏或损伤，手车摇进摇出正确无误；
2）断路器分合闸正确无误；
3）断路器或接触器在断开位置触点无瞬间闭合、在接通位置触点弹跳时间不大于20ms；
4）温升符合要求（断路器一次插头的配合程度在试验前后无明显变化）。
（2）温湿污秽循环试验
在低压电器中，通常不考虑盐雾对绝缘的影响，中压电器则要考虑。温湿污秽循环试验实际上是湿热与盐雾的综合试验，试验方法和要求都要参照相关技术指标，试验程序如下：
1）对试品施加额定电压，断路器或接触器在工作位置并合闸；
2）按约lO℃／h的温度变化率将温度从25℃升至65℃，湿度升至大于95％并维持9h；
3）按约-10℃／h的温度变化率降低温度至35℃，湿度降低至不低于80％并维持3h～6h；
4）采用喷盐雾的方法将湿度升至大于95％（盐溶液的质量百分比浓度为5%），温度保持在25～35℃，维持在6h；
5）以上过程循环2次（每周期24h）。
试验完成后每相应能承受1.732倍额定电压无击穿或闪络现象，且金属零部件的外观变化符合要求，则可以为合格。
二、船舶中压配电板的发展趋势
1.小型化
船舶中压配电板的小型化是基于断路器小型化理念而提出的，通过对灭弧室绝缘系统进行改进，可以实现断路器的小型化，那么中压配电板的小型化也将成为可能。固封极柱式断路器采用了真空灭弧原理，用环氧树脂将灭弧室和导电端子完全包裹，此时环氧树脂将作为绝缘介质，极大的缩短了相与相间的距离，断路器和中压配电板的体积也将大幅度的减小。除此之外，运用SF6气体也可以达到这一效果，但是对断路器的密闭性有着较高的要求，一旦断路器中气体泄漏，会造成船舶内部空气的污染，显著增加了配电系统的安全风险，所以此类方法至今仍未投入使用。
2、智能化
（1）综合保护装置
如果以“四遥”（遥控、遥测、遥调、遥讯）作为智能化的基本条件，目前广泛使用的综合保护装置已具备智能化的功能。若能给船舶中压配电系统中的所有综合保护装置配一个统一的协调单元，综合保护装置的功能可得到进一步发挥，船舶中压配电板的控制、保护功能会更加协调、完善。
（2）在线监测装置
在线监测装置能够对船舶配电系统进行实时监控，了解系统各个构件的运行状态，以便当其出现故障时及时采取应对措施，将事故损失降到最低。目前，开关设备的在线监测装置通常包括以下内容：温度的在线监测，可预防中压开关柜导电连接处接触电阻增加而造成的设备损坏；机械特性在线监测，如断路器触头行程-时间特性、分合闸脱扣线圈回路电流、断路器各相振动信号断路器等监测，可预防拒动和误动的机械故障：绝缘特性在线监测，可预防母线室环氧套管的泄漏电流过大和局部放电的故障。
3、高可靠性
综合保护装置虽然功能很全，但由于集控制、保护和显示于一身，影响了装置和配电系统的可靠性。按目前船舶中压配电板的设计，综合保护装置有故障或不工作时，断路器或接触器不能合闸，此时发电机将停止运转。若能给船舶中压配电板的每一个断路器柜和接触器柜配一个专用保护单元，与综合保护装置的保护功能互为冗余（或后备），则船舶中压配电板可设计成综合保护装置有故障或不工作时断路器或接触器仍能合闸，配电系统可继续工作，系统的稳定性也将得到大幅提升。
结语：船舶中压配电板在配电系统中发挥着不容忽视的作用，对于系统的安全性和稳定性也有着重要的影响，为了进一步提高船舶配电系统的安全性，应加大对中压配电板的研究，缩小配电板体积，提高其智能化水平，并配备协调保护单元，使之与综合保护装置协同作业，使配电板的保护功能最大化的发挥出来，从而为配电系统的运行提供良好的条件。
参考文献：
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[3]周特威，庄伟，段征.船用低压配电板弧闪伤害分析[J].船电技术.2016（12）
论文作者:喻晓军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：断路器论文; 接触器论文; 船舶论文; 中压论文; 系统论文; 发电机论文; 联锁论文; 《电力设备》2017年第2期论文;