CN213460683U - 一种小容量低压岸电箱电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小容量低压岸电箱电路，船用联锁开关插座的开关XK的进线端接来自港口的岸电电源线，船用联锁开关插座的连接器XP引出相线、N线、PE线并与主断路器Q的进线端相连，连接器XP引出的PE线还与船舶地PE相连，主断路器Q的出线端接船舶主配电板岸电开关，主断路器Q的欠压脱扣器线圈YU、紧急切断按钮SJ、本地停止按钮S、等电位监测装置VO动断触点串联连接并且串联电路两端接DC24V控制电源，继电器KA的线圈与主断路器Q的动合辅助触头Q1‑2串联并且串联电路与主断路器Q欠压脱扣器线圈YU并联。本实用新型可用于小容量低压岸电箱的新造或进行改装，成本低廉，使用方便，安全可靠。

Description

一种小容量低压岸电箱电路

技术领域

本实用新型涉及一种小容量低压岸电箱电路，属于船舶电气设备技术领域。

背景技术

世界各国有关船舶在靠港期间限制废气排放的法规日趋严格，国内外都相继发布文件规定船舶靠港期间需停止船上发电机运行，应使用岸电作为船舶电源。靠港船舶使用岸电，已成为航运业的一大发展趋势。

近年来，我国各有关部门为推进船舶靠港期间使用岸电，发布了一系列港口码头岸电供电设施建设的规范与标准。

我国海事局发布的《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》与CCS《钢质内河船舶建造规范修改通报2019第3篇电气设备》规定：“船电和岸电之间应通过插头和插座连接。插头和插座的设计应确保不会出现不正确连接，并且确保不能带电插拔，插头和插座应符合公认的标准(应符合的公认标准是IEC 60309-5：2017《工业用插头、插座和耦合器第5部分：低压岸电连接系统(LVSC)插头、插座、船用连接器和船舶接入的尺寸兼容性和互换性要求》或其他等效的标准)。船舶所配的插头应根据船舶靠港期间由岸电供电的负载大小选用下列规格之一：(1)400V、63A；(2)400V、125A；(3)400V、250A”。

国家电网公司发布的Q/GDW 11468.4-2016《港口岸电设备技术规范第4部分：船岸连接和接口设备》A中要求：“港口岸电船岸连接应采用整根软电缆连接，且岸侧和船侧两端的连接装置都应采用符合规定的连接装置(通称为配件accessories)，连接方式参见图A.1。”所述图A.1请见说明书附图图1。Q/GDW 11468.4-2016规范的图A.1和IEC标准给出的电缆在岸侧和船侧两端的连接方式相一致，请见说明书附图2、3。

在图1、2、3中均显示，电缆在岸侧供电点连接岸电是采用“插头插座plug andsocket-outlet”，在船侧受电点连接岸电是采用“船用耦合器ship coupler”，船用耦合器由“船用连接器ship connector”和岸电“船舶入口ship inlet”(船用输入插座)所组成。

IEC 60309-5:2017《PLUGS,SOCKET-OUTLETS AND COUPLERS FOR INDUSTRIALPURPOSES Part5:Dimensional compatibility and interchangeability requirementsfor plugs,socket-outlets ship connectors and ship inlets for low-voltageshore connection systems(LVSC)》(工业用途的插头、插座和耦合器第5部分：船舶低压岸电连接系统用插座、插头、船用连接器的尺寸兼容性和互换性要求)与IEC/IEEE 80005-3：2016《Utility connections in port–Part 3:Low Voltage Shore Connection(LVSC)Systems–General requirements》(港口公用连接设施-第3部分：低压岸电连接系统-通用要求)都规定插头插座和船用耦合器的主电极应具备3个相电极L1、L2、L3加1个地电极E，同时辅助电极应具备4个控制电极P1、P2、P3、P4，即3P+E+P1、P2、P3、P4，触头布置方式请见说明书附图4、5。

IEC标准对岸电系统中插头插座和船用耦合器触点的要求，对国际港口或国际航行船舶所配备的与Q/GDW 11468.2-2016在《港口岸电设备技术规范第2部分：低压大容量电源》兼容的大容量船载岸电箱，完全有必要。否则，正如IEC/ISO/IEEE 80005标准所说：“Ships that do not apply this standard may find it impossible to connect tocompliant shore supplies不采用本标准的船舶可能会发现无法连接到符合要求的岸电供应设施。”

按IEC 80005-3：2016标准要求，岸电附件应防止带电插拔，应采用插头插座和船电耦合器中的控制触头以及带4根控制线的专用电缆来满足要求。由于一套符合IEC60309-5:2017标准的船用耦合器加上专用连接电缆(同样需具备3P+E+P1、P2、P3、P4)的费用，远超过一台小容量的低压岸电箱价格；这种国际标准的岸电安全控制回路技术较复杂，对在内河中小型船舶中推广有难度。

面广量大、仅在国内航行的内河中小型船舶，只在内河港口码头停靠，对岸电容量要求较小(在125A及以下)，迫切需要有一种具有兼容性，能方便使用，投入费用较少的岸电供电方法，且能满足规范标准提出的“船电和岸电之间应通过插头和插座连接。插头和插座的设计应确保不会出现不正确连接，并且确保不能带电插拔”的要求，使当前岸电系统存在的接口标准不一、安全性差等问题能得到有效解决。

本实用新型以先进性与实用性相结合、统一性与灵活性相结合、可靠性与经济性相结合的原则，设计了一种小容量低压岸电箱的电路，可用于船载小容量低压岸电箱的新造或进行改装，成本低廉，使用方便，安全可靠，便于实现标准化，是推动内河中小型船舶靠港期间使用岸电的一项有效措施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小容量低压岸电箱电路，适用于额定电压值为400V及以下，额定电流值为16A、32A、63A、125A的港口码头小容量低压岸电箱。安装于船侧，接受岸上电网供电给船舶。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种小容量低压岸电箱电路，包括主断路器Q、继电器KA、本地停止按钮S、紧急切断按钮SJ、船用联锁开关插座、等电位监测装置VO，船用联锁开关插座包括开关XK、插座XS、连接器XP，所述船用联锁开关插座的开关XK的进线端接来自港口的岸电电源线，岸电电源线包括相线、N线、PE线，所述船用联锁开关插座的连接器XP引出相线、N线、PE线并与主断路器Q的进线端相连，连接器XP引出的PE线还与船舶地PE相连，主断路器Q的出线端接船舶主配电板岸电开关，主断路器Q的欠压脱扣器线圈YU、紧急切断按钮SJ、本地停止按钮S、等电位监测装置VO动断触点串联连接并且串联电路两端接DC24V控制电源，继电器KA的线圈与主断路器Q的动合辅助触头Q1-2串联并且串联电路与主断路器Q欠压脱扣器线圈YU并联，继电器KA的常开触头KA1-2串联接入上一级断路器的脱扣分闸回路，继电器KA的常闭触头KA3-4串联接入报警回路，所述船用联锁开关插座的连接器XP引出的N线、PE线分别接入等电位监测装置VO，作为等电位监测信号。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述一种小容量低压岸电箱电路，船用联锁开关插座的型号为CLK型。

前述一种小容量低压岸电箱电路，单相的岸电箱选用2相加地的形式的3触头船用联锁开关插座，三相的岸电箱选用3相加中性线加地的形式的5触头船用联锁开关插座。

前述一种小容量低压岸电箱电路，所述主断路器Q的脱扣信号触点Q7-8提供信号给相关断路器进行联动跳闸；断路器Q的辅助触头Q3-4、辅助触头Q5-6用于和船电联锁或提供主断路器Q的分/合闸位置信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的小容量低压岸电箱电路，可用于小容量低压岸电箱的新造或进行改装，成本低廉，使用方便，安全可靠，便于实现标准化，是推动内河中小型船舶靠港期间使用岸电的设备保障。本实用新型具备插座与连接器插头的联锁装置及插座和连接器插头的保持装置，能防止带电插拔，保证使用岸电的安全。安全继电器的线圈与主断路器的欠压脱扣器线圈并联或串联，当发生主断路器保护拒动时，安全继电器提供后备保护。

附图说明

图1是软电缆在岸侧与船侧的连接示意图；

图2是电缆配件使用示意图；

图3是电缆附件使用示意图；

图4是船舶入口触头布置图；

图5是IEC标准的电源插头和插座触点分配图；

图6是小容量岸电接插件触头布置图；

图7是CB/T3897-2011标准电器附件触点排列示意图；

图8是本实用新型小容量单相低压岸电箱电路图；

图9是本实用新型小容量三相低压岸电箱电路图；

图10是本实用新型小容量低压岸电箱外部线路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

国家电网公司发布的Q/GDW 11468.3-2016《港口岸电设备技术规范第3部分：低压小容量电源》第5.2.1.2条规定：“小容量岸电电源的供电模式为交流单相或交流三相，额定电压单相为220V、三相为380V”；Q/GDW 11468.4-2016第6.4.2条规定：小容量岸电接插件最大电流值为125A；第6.4.3条把小容量岸电接插件的电气参数及功能定义为：“L1——交流电力芯，L2——交流电力芯，L3——交流电力芯，E——接地(E)，N——中性线”；第6.4.4条给出了“小容量岸电接插件触头布置方式”，并明确三相“小容量岸电接插件应包含5对触头。触头布置方式见图1”(注：图1即说明书附图6)；Q/GDW 11468.4-2016规范附录A的“岸电供电模式”中规定：“低压小容量岸电系统供电模式指港口岸基供电系统输出电压为220V或380V，供接电船舶使用”。

本实用新型是与Q/GDW 11468.3-2016规范及JTS155-2019《码头岸电设施建设技术规范》的配套技术，既能与Q/GDW.3-2016、Q/GDW.4-2016小容量岸电电源的供电模式兼容，又符合JTS155-2019的第4.2.7.2条规定的“预留电缆进线接线端子，以供在不具备使用接插件时，可采用M10接线柱连接。”

本实用新型把船舶受电装置小容量低压岸电箱分为交流单相额定电压为220V，额定电流值为63A及以下；交流三相额定电压为380V，额定电流值为125A及以下，和国家电网公司规定在港口设置岸电供电设施接口的电气参数相一致。

本实用新型的具体技术方案是采用GB-12321《船用16A～125A插头插座和连接器》或其它等效标准中适当的插座和连接器替代IEC80005-3：2016以及IEC60309-5：2017标准中的船电耦合器；这种替代件是我国自主开发的船用插接件产品，其触头定义与额定电压值、额定电流值均与Q/GDW 11468标准的小容量岸电电源相一致。

GB-12321标准的船用16A～125A插头插座和连接器均具备插头插座的防护等级为IP56，其联锁装置及插座和连接器插头的保持装置，能防止插头的插销与插座或连接器在正常插合之前带电，和防止插头在其插销带电时被拔出，以及能在插头或连接器正常插合时，具有插头或连接器保持正常位置并防止其被意外拔出的功能。

本实用新型的小容量低压岸电箱的电路，采用的插座与连接器，性能优良，安全可靠，且价格低廉，使用方便，有利于内河中小型船舶靠港使用岸电的推广，有利于小容量低压岸电箱实现标准化，具体如下：

本实用新型小容量单相低压岸电箱，选用GB-12321或其它等效标准中带3个触头(2P+地)的插座和连接器(额定电压220V，频率50或60Hz，额定电流63A及以下，IP56)，请见说明书附图7触点排列示意图中的2P+地。本实用新型小容量单相低压岸电箱基本电路图如图8所示。

本实用新型小容量三相低压岸电箱，采用GB-12321或其它等效标准中带5个触头(3P+N+地)的插座和连接器(额定电压380V，频率50或60Hz，额定电流125A及以下，IP56)，请见说明书附图7触点排列示意图中的3P+N+地。本实用新型小容量三相低压岸电箱基本电路图如图9所示。

XS、XP为GB-12321标准的船用16A～125A插座和连接器，具备防止带电插拔的功能，其它电气性能均符合相关规范标准的要求。船用联锁开关插座1可以选用型号为CLK型的船用联锁开关插座，船用联锁开关插座包括开关XK、插座XS、连接器XP，开关XK各相与插座XS的各相分别连通。本实用新型将其用以替代国际标准的船电耦合器，小容量单相低压岸电箱选用3个触头(2P+地)的插座和连接器，小容量三相低压岸电箱选用5个触头(3P+N+地)的插座和连接器，额定电压与电流按照岸电箱规格选配；插座XS装在连接港口码头岸电的软电缆船侧一端，连接器XP装在小容量低压岸电箱进线软电缆一端，进线软电缆另一端与小容量低压岸电箱内电源进线侧端子连接，(进线软电缆长度一般为2米长左右或按实际需要配置)，小容量低压岸电箱的外部接线请见说明书附图10。

岸电箱内进线侧设置进线端子，小容量单相低压岸电箱进线端子配置接线螺柱L、N、PE，小容量三相低压岸电箱进线端子配置铜质接线螺柱L1、L2、L3、N、PE，螺柱直径为16A≥M6、32A、63A≥M8，125A≥M10；如果箱内空间方便进线软电缆连接，可以利用岸电箱内主断路器进线侧的接线端子。

Q为主断路器，小容量单相低压岸电箱选用2极断路器，小容量三相低压岸电箱选用4极断路器，电流按岸电箱规格选配，均具备短路与过流脱扣器与欠压脱扣器(YU)，带脱扣信号触头和辅助触头，也可选用电动操作和具备更多功能的断路器。

1F、2F、3F、4F、5F为熔断器，用于保护与测量电压回路的短路保护，额定电流10A，熔芯电流6A。

按IEC80005-3：2016标准规定的电压等级小于直流60V或交流25V。本实用新型安全控制回路选用DC24V电源，可由船舶充放电板供电，也可用其它方式提供。

三相岸电箱的AC220V工作电源，由变压器TC提供，电压比为380/220V，向仪表、继电保护装置提供工作电源。

1TA、2TA、3TA为电流互感器，需要装设计量表、继电保护装置时配置，一次侧电流按岸电箱额定电流选配，二次侧电流按计量表电流选配。

VO为等电位监测装置(使用中国专利产品“船舶低压岸电系统等电位保护装置”，专利号：201920182300.4)；VO工作的取样点为岸电箱的PE与岸电的N，当船壳与岸地之间的电位差超过阈值时动作于主断路器Q跳闸。

1X为保护与测量信号回路接口。计量仪表与继电保护装置(例如：正相序保护、缺相保护、过电压/欠电压保护、浪涌保护、接地故障保护等可按需选配)，其电压信号可从1X的保护与测量电压回路接取，其电流信号可从1X的保护与测量电流回路接取；如果没有，保护与测量电压回路应开路，保护与测量电流回路应短接。

2X为紧急切断与保护跳闸安全回路接口。等电位监测装置保护动断触头VO和紧急切断按钮SJ已串联在2X的端子1与2之间，电缆管理系统异常状况保护以及其他继电保护装置的动断触头，可串接在2X的端子1与2之间，任一保护动作，主断路器Q跳闸。

不用岸电时，将带自锁功能的按钮S按下，切断DC24V控制电源；准备接用岸电时，将带自锁功能的按钮S复位，接通控制电源DC24V，主断路器Q的欠压脱扣线圈得电。

当连接岸电的软电缆岸侧一端已经和岸侧接电箱连接完成后，岸电软电缆船侧一端的插座XS上开关XK如果在接通位置，岸电箱进线软电缆的连接器XP被联锁无法插入，只有将插座上开关XK断开，连接器XP才能插入，连接器插入后将插座上开关XK接通，岸电指示灯H亮(H为白色或绿色，小容量单相低压岸电箱选220V，小容量三相低压岸电箱选380V)；此时岸电箱进线软电缆上的连接器XP被保持无法拔出，只有将插座上开关XK断开后，连接器XP才能被拔出。

主断路器Q合闸后，接通岸电向船舶主配电板的岸电开关供电；按下本地停止按钮S或按下位于其它处所的紧急停止自锁按钮SJ，或2X保护跳闸安全回路接口中任一保护动作，主断路器Q欠压脱扣；主断路器Q的辅助触头Q3-4、Q5-6可用于和船电联锁或提供岸电箱主断路器Q的分/合闸位置信号，用于有关控制、保护或信号回路；主断路器Q的脱扣信号触头Q7-8可用于和相关的断路器联跳。

继电器KA为安全继电器(电压型中间继电器)，继电器KA的线圈通过主断路器Q的动合辅助触头Q1-2与欠压脱扣器线圈YU并联，其电压等级与欠压脱扣器线圈YU相同，继电器KA的触头不少于1常开、1常闭；当紧急切断或故障保护动作时，若发生主断路器Q保护拒动，由继电器KA提供后备保护，其常开触头KA1-2、常闭触头KA3-4用于跳上一级或下一级断路器并接通报警回路。安全继电器也可采用电流型中间继电器的线圈与主断路器的欠压脱扣器线圈YU串联，当发生主断路器Q保护拒动时，KA提供后备保护。

小容量单相低压岸电箱与三相低压岸电箱的插座和连接器中均具备地触头PE，并已直接与箱体的接地螺柱PE联接，无需船舶靠港时再安装船壳与岸地的连接线。

小容量单相低压岸电箱与小容量三相低压岸电箱的基本电路图中，设有保护与测量的电压与电流回路接口1X，设有紧急切断与保护跳闸回路接口2X，为对原岸电箱改造创造了可选条件，而且便于增加保护装置和调试维修，有利于产品电路标准化。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种小容量低压岸电箱电路，其特征在于，包括主断路器Q、继电器KA、本地停止按钮S、紧急切断按钮SJ、船用联锁开关插座、等电位监测装置VO，船用联锁开关插座包括开关XK、插座XS、连接器XP，所述船用联锁开关插座的开关XK的进线端接来自港口的岸电电源线，岸电电源线包括相线、N线、PE线，所述船用联锁开关插座的连接器XP引出相线、N线、PE线并与主断路器Q的进线端相连，连接器XP引出的PE线还与船舶地PE相连，主断路器Q的出线端接船舶主配电板岸电开关，主断路器Q的欠压脱扣器线圈YU、紧急切断按钮SJ、本地停止按钮S、等电位监测装置VO动断触点串联连接并且串联电路两端接DC24V控制电源，继电器KA的线圈与主断路器Q的动合辅助触头Q1-2串联并且串联电路与主断路器Q欠压脱扣器线圈YU并联，继电器KA的常开触头KA1-2串联接入上一级断路器的脱扣分闸回路，继电器KA的常闭触头KA3-4串联接入报警回路，所述船用联锁开关插座的连接器XP引出的N线、PE线分别接入等电位监测装置VO，作为等电位监测信号。

2.如权利要求1所述的一种小容量低压岸电箱电路，其特征在于，所述船用联锁开关插座的型号为CLK型。

3.如权利要求1所述的一种小容量低压岸电箱电路，其特征在于，所述单相的岸电箱选用2相加地的形式的3触头船用联锁开关插座，三相的岸电箱选用3相加中性线加地的形式的5触头船用联锁开关插座。

4.如权利要求1所述的一种小容量低压岸电箱电路，其特征在于，所述主断路器Q的脱扣信号触点Q7-8提供信号给相关断路器进行联动跳闸；断路器Q的辅助触头Q3-4、辅助触头Q5-6用于和船电联锁或提供主断路器Q的分/合闸位置信号。

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