CN110707659A - 一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，包括一断路器，一电源主线，与断路器的输入端连接；一用于控制断路器通断的分励脱扣器；若干岸电电缆，通过接线端子排与电源主线连接；一用于控制岸电电缆接入数量的多档位选择开关；若干电流互感器和若干继电器，每个继电器与一个电流互感器串联组成控制回路；一电流变送器，与其中一个电流互感器连接，船舶长时间对岸电需求量减较少时，实际连接岸电电缆的数量可以少于满负荷时的电缆数量，不需更换原电路所设断路器，减少了船舶接电缆人员的工作量，能够对所接岸电电缆提供过载保护，防止电缆过载、发热或火灾事故的发生，确保岸电向船舶供电的安全性。

Description

一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统
技术领域
本发明涉及船舶的供电系统领域，尤其涉及一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统。
背景技术
当各类船舶停靠港口时，为了满足对发电机检修、维护和绿色环保的要求，一般都会接用岸电电源为船舶的生活和工作提供配电，因此每个船舶必须安装一套船用岸电箱。
船用岸电箱适用于工作频率为50Hz或60Hz，额定工作电压为中压或低压的三相交流配电系统，为靠港船舶提供快速、安全的标准岸电接口。船舶岸电箱与码头供电设施之间由岸电电缆连接，具体为一组或多组单芯或三芯软电缆。
随着海洋科考、远洋运输、豪华旅游等事业的不断发展，各类船舶对港口供电的需求越来越高，船用岸电箱的供电容量也有所突破，岸电电缆的根数、长度和重量都有所增加，导致船员连接岸电电缆的工作量也不断上升。但是有时船舶在码头或港口没有大容量设备运行或服务时，船舶的用电需求量却又会大幅降低。如长时间对岸电需求量持续保持较低水平时，为了减少船员的工作量，一般会根据需求只接入少量的岸电电缆，但是存在已经装船的、容量较大的岸电箱断路器不能对实际接入数量较少的岸电电缆起到过载保护的问题，极易造成岸电电缆过载、发热或火灾等事故。基于这一现状，研发一种成本低、操作简单、性能可靠、能够对实际接入岸电电缆的提供过载保护的岸电箱，意义深远。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，以解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，包括设在船用岸电箱内的一断路器，所述断路器与岸电箱电源连接；
一电源主线，与所述断路器的输入端连接；
一用于控制所述断路器通断的分励脱扣器；
若干岸电电缆，通过接线端子排与所述电源主线连接；
一安装在岸电箱操作面板上用于控制所述岸电电缆接入数量的多档位选择开关；
一与所述电源主线连接的控制变压器；
若干电流互感器和若干继电器，每个所述继电器与一个所述电流互感器串联组成控制回路，所述控制回路的输入端通过所述控制变压器与所述电源主线连接；
一电流变送器，与其中一个所述电流互感器连接。
进一步地，在所述电流互感器测量到的电流值超过所述岸电电缆的允许载流量时，该所述控制回路的所述继电器的常开触点闭合，所述分励脱扣器开始通电动作并控制所述断路器分闸。
进一步地，所述断路器分闸时还通过辅助触头将脱扣信号传输至船舶监测和报警系统。
进一步地，所述多档位选择开关的公共端通过控制变压器与所述电源主线连接，所述控制变压器的输出端还与所述分励脱扣器连接。
进一步地，所述多档位选择开关上设有若干用于记录接入所述岸电电缆总数量的位置记录开关，所述位置记录开关通过辅助触头将实际接入所述岸电电缆的数量信息传输至船舶监测和报警系统。
进一步地，所述继电器具有一副常开触点，所述常开触点与所述多档位选择开关的位置信号连锁并与所述分励脱扣器连接。
进一步地，所述电流互感器的电流额定值与多根所述岸电电缆允许的总载流量一致，所述继电器的动作阈值与其同组所述电流互感器的电流额定值一致。
进一步地，所述电流变送器实时监测所述岸电缆上的电流信号并将监测信号传输至船舶监测和报警系统。
进一步地，对所述多档位选择开关上的若干开关分别标号为1、2……n，对若干所述电流互感器分别标号为CT、CT1、CT2……CTn，对若干所述继电器标号为K1、K2……Kn，n标号的开关与标号为CTn的所述电流互感器、标号为Kn的所述继电器连接，n为正整数。
进一步地，所述多档位选择开关的开关触头与标号为n的开关接触时船舶接入n根所述岸电电缆，n根所述岸电电缆过载时标号为Kn的所述继电器触点闭合且使所述分励脱扣器通电动作。
有益效果：
本发明的过载保护系统可对非满负荷供电的岸电箱的电缆进线保护，即在不更换原电路所设断路器、并减少船员工作量的前提下，能够对所接岸电电缆提供过载保护，并设置了多组可向船舶监测和报警系统发送监控和报警信号的辅助触头，保证监控的全面性，预防电缆过载、发热或火灾事故的发生，并提醒工作人员及时维修损坏的岸电设备或电缆，确保岸电向船舶供电的安全性。
附图说明
图1为本发明的岸电电缆过载保护系统的设备连接图；
图2为本发明的岸电电缆过载保护系统的电路连接图。
图中：1-断路器；2-分励脱扣器；3-多档位选择开关；4-控制变压器；5-电流互感器；6-继电器；7-电流变送器；8-接线端子排；9-电源主线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的目的在于提供一种船用岸电箱与实际连接岸电电缆的过载保护系统。将实际接入岸电箱的岸电电缆的总根数用多档位选择开关设定后，一个与实际接入岸电电缆允许总载流量相匹配的电流互感器即投入工作。当该电流互感器的电流测量值超过电缆允许总载流量时，其所在回路的继电器的常开触点闭合，断路器分励脱扣器的控制回路中得到电源，分励脱扣器动作，岸电箱断路器分闸，过载电缆得到保护。岸电箱的实际接入岸电电缆的数量信息、流经岸电电缆的电流信号、断路器过载保护时的脱扣信号会实时地传输到船舶监测和报警系统进行实时监控和报警。为方便介绍，本发明的岸电箱配电系统以低压AC380V/AC440为例，岸电电缆以多组三芯软电缆为例。
如图1和图2所示，包括设在船用岸电箱内的一断路器1，断路器1与岸电箱电源连接；
一电源主线9，与断路器1的输入端连接；
一用于控制断路器1通断的分励脱扣器2；
一与所述电源主线9连接的控制变压器4；
若干岸电电缆，通过接线端子排8与电源主线9连接；
一安装在岸电箱操作面板上用于控制岸电电缆接入数量的多档位选择开关3，多档位选择开关3的公共端通过控制变压器4与电源主线9连接，控制变压器4的输出端还与分励脱扣器2连接。控制变压器4向多档位选择开关3、继电器6的常开触点、分励脱扣器2组成的控制回路提供电源电压，从而使各器件在适当的电压下工作和传递控制信号。
多档位选择开关3上设有若干用于记录接入岸电电缆总数量的位置记录开关，位置记录开关通过辅助触头将实际接入岸电电缆的数量信息传输至船舶监测和报警系统，以进行远程实时监控。
位置记录开关上分别设置位置标号(1、2、……n)，岸电电缆的标号(C1、C2……Cn)、电流互感器的标号(CT、CT1、CT2……CTn)、继电器标号(K1、K2……Kn)。如多档位选择开关3上位置记录开关停留在5位置时，表示船舶与岸电箱之间连接了5根三芯电缆，且船舶监测和报警系统监控可监测到接入电缆数量为5，且由电流互感器CT5和继电器K5组成的控制回路控制，保证电缆不会过载。
若干电流互感器5的电流额定值与多根所述岸电电缆允许的总载流量一致，所述继电器6的动作阈值与其同组所述电流互感器5的电流额定值一致，动作阈值是指使继电器6开始发生触点闭合或断开动作的电流值。
需补充说明的是，每个电流互感器5的额定值都不相同，且分别与实际接入岸电电缆允许总载流量相匹配。每个电流互感器5分别与一个继电器6串联形成控制回路，使每个继电器6的动作阈值和所串联的电流互感器5的额定值、即实际接入的岸电电缆的允许载流量成正比例。如每根岸电电缆的允许载流量为I(A)，则标号为继电器6(K1、K2……Kn)的动作阈值分别和1*I(A)、2*I(A)……n*I(A)成正比例，如第1个继电器动作阈值和共接入1根岸电电缆的总载流量相对应，第2个继电器6动作阈值和共接入2根岸电电缆的总载流量相对应，以此类推，第n个继电器6动作阈值和共接入n根岸电电缆的总载流量相对应。
若干电流互感器5和若干继电器6，每个继电器6与一个电流互感器5串联组成控制回路，控制回路的输入端通过所述控制变压器4与电源主线9连接；继电器6具有一副常开触点，常开触点与多档位选择开关3的位置信号连锁并与分励脱扣器2连接。即电流互感器5、继电器6、多档位控制开关3、分励脱扣器2和断路器1等组成一个检测并在电缆载流量超过额定值时断开接入电缆电路的控制电路，其脱扣过程如下：
在电流互感器5测量到的电流值超过岸电电缆的允许载流量时，该控制回路的继电器6的常开触点闭合，使分励脱扣器2通电动作并控制断路器1分闸。断路器1分闸时还通过辅助触头将脱扣信号传输至船舶监测和报警系统，并使报警系统发出警报，从而使工作人员直接锁定因电流量过大而断电的电缆，并及时对岸电箱的电力设备和电缆进行检修和维护。
优选的是，采用不同组的继电器6和电流互感器5组成的控制回路来控制接入不同数量的电缆电路的通断，增大了适用性，在岸电箱的电缆未全部与船舶连接即岸电箱的电力系统非满负载运行时，也可选择合适的继电器5和电流互感器5对岸电电缆进行载流量的控制，从而避免电缆过载或发热，从而提高了电缆使用寿命和岸电供电系统的安全性。
一电流变送器7，与其中一个电流互感器5连接。电流变送器7实时监测岸电缆上的电流信号并将监测信号传输至船舶监测和报警系统。电流变送器7可直接将被测的岸电电缆上的交流电流转换成按线型比例输出的DC 4～20mA的恒流环标准信号，并连续输送到船舶检测和报警系统，从而可时刻观察和计算出岸电电缆上的实时电流量，增大监测安全性。
需补充的是，由于标准配置的岸电箱断路器一般均配有一个具有过载、短路保护功能的电子脱扣器或热磁脱扣器，该电子脱扣器或热磁脱扣器的过载保护设定值是按照岸电箱满负荷运行时的电流值设定的，因此，在岸电箱满负荷运行时电缆的载流量相对应的电流互感器及其控制线路可关闭。而在岸电箱非满负载运行即非所有的岸电电缆均接入船舶的情况下，再将电流互感器和继电器的控制回路接入断路器和分励脱扣器的控制电路中，以保证在少数电缆接入船舶时也可保证电缆的安全性。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，
包括设在船用岸电箱内的一断路器(1)，所述断路器(1)与岸电箱电源连接；
一电源主线(9)，与所述断路器(1)的输入端连接；
一用于控制所述断路器(1)通断的分励脱扣器(2)；
若干岸电电缆，通过接线端子排(8)与所述电源主线(9)连接；
一安装在岸电箱操作面板上用于控制所述岸电电缆接入数量的多档位选择开关(3)；
若干电流互感器(5)和若干继电器(6)，每个所述继电器(6)与一个所述电流互感器(5)串联组成控制回路，所述控制回路的输入端与所述电源主线(9)连接；
一与所述电源主线(9)连接的控制变压器(4)；
一电流变送器(7)，与其中一个所述电流互感器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述继电器(6)具有一副常开触点，所述常开触点与所述多档位选择开关(3)的位置信号连锁并与所述分励脱扣器(2)连接。
3.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，在所述电流互感器(5)测量到的电流值超过所述岸电电缆的允许载流量时，该所述控制回路的所述继电器(6)的常开触点闭合，所述分励脱扣器(2)开始通电动作并控制所述断路器(1)分闸。
4.根据权利要求3所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述断路器(1)分闸时还通过辅助触头将脱扣信号传输至船舶监测和报警系统。
5.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述多档位选择开关(3)的输入端通过控制变压器(4)与所述电源主线(9)连接，所述控制变压器(4)的输出端还与所述分励脱扣器(2)连接。
6.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述多档位选择开关(3)上设有若干用于记录接入所述岸电电缆总数量的位置记录开关，所述位置记录开关通过辅助触头将实际接入所述岸电电缆的数量信息传输至船舶监测和报警系统。
7.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，若干所述电流互感器(5)的电流额定值与多根所述岸电电缆允许的总载流量一致，所述继电器(6)的动作阈值与其同组所述电流互感器(5)的电流额定值一致。
8.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述电流变送器(7)实时监测所述岸电电缆上的电流信号并将监测信号传输至船舶监测和报警系统。
9.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，对所述多档位选择开关(3)上的若干开关分别标号为1、2……n，对若干所述电流互感器(5)分别标号为CT、CT1、CT2……CTn，对若干所述继电器(6)标号为K1、K2……Kn，n标号的开关与标号为CTn的所述电流互感器(5)、标号为Kn的所述继电器(6)连接，n为正整数。
10.根据权利要求1所述的一种船用岸电箱的岸电电缆过载保护系统，其特征在于，所述多档位选择开关(3)的开关触头与标号为n的开关接触时船舶接入n根所述岸电电缆，n根所述岸电电缆过载时标号为Kn的所述继电器(6)触点闭合且使所述分励脱扣器(2)通电动作。
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