国内航行海船无线电设备供电配备要求分析
2014-09-21纪涛
纪 涛
(中国船级社大连分社,辽宁大连116000)
0 引言
无线电通信作为船舶安全通信的重要手段,其供电配备一直受到海事主管部门以及船级社的重点关注,我国海事法规对此也有明确要求。中华人民共和国海事局《国内航行海船法定检验技术规则》(以下简称“法规”)(2011)于 2011年09月 01日生效实施,该“法规”对无线电设备供电配备与“法规”(2004)及其修改通报有较大修订,主要是应急电源、备用电源的配备及供电时间要求与以往有很大区别。此次修订要求船舶设计人员理解“法规”条款的含义,并在满足要求的前提下使设计尽量更具实际操作性。
1 “法规”条款解析
1.1“法规”(2004)及其修改通报对无线电设备供电配备要求条款如下[1]:
1)对于主电源的要求:第4篇第2-1章第3节3.1.4(1):“确保为保持船舶处于正常操作状态和满足正常生活条件所必需的所有电力辅助设备供电,而不需求助于应急电源;”
2)对于应急电源的要求:第4篇第2-1章第3节 3.5.1:(3)“对下列设备供电,近海航行船舶的供电时间为6 h,沿海航行船舶的供电时间为3 h:本篇第4章所要求的无线电通信设备;”
3)对于备用电源的要求:第4篇第4章第4节4.2.2:“每艘船舶应配备1个或多个备用电源,当船舶主电源和应急电源发生故障时,用以向无线电通信设备供电,以便进行遇险和安全通信”;4.2.3“备用电源的供电时间至少为:a) 如船舶应急电源能向无线电通信设备供电:l h;b) 如应急电源不向无线电通信设备供电或供电不满足本条(1)的要求:4 h。”
分析以上条款,无线电设备首先必须由主电源供电,这是毫无疑问的。对于应急电源的配备要求是比较灵活的,按照第4篇第2-1章第3节3.5.1的要求,无线电设备必须配备应急电源;但是按照第4篇第4章第4节 4.2.3的要求,如果无线电设备配备4 h的备用电源则可不必配备应急电源。在船舶设计过程中,就有两种满足要求的无线电供电电源配备方案:主电源+应急电源+备用电源(1 h)或主电源+备用电源(4 h)。为减少电缆的敷设以及供电系统的简洁,多数船舶采用第二种配备方案,即主电源+备用电源(4 h)。
1.2“法规”(2011)对无线电设备供电配备要求条款如下[2]:
“法规”(2011)对无线电设备供电配备要求的修订主要是应急电源、备用电源的配备与供电时间要求的不同,条款如下:
1)对于应急电源的要求:第4篇第2-1章第3节 3.5.1:(3)“对下列设备供电,近海航行船舶的供电时间为6h,沿海航行船舶的供电时间为3h:② 本篇第4章所要求的无线电通信设备;”
2)对于备用电源的要求:第4篇第4章第4节4.2.2:“每艘船舶应配备1个或多个备用电源,当船舶主电源和应急电源发生故障时,用以向无线电通信设备供电,以便进行遇险和安全通信”;4.2.3“备用电源应至少向无线电通信设备供电l h。”
分析以上条款可知,满足“法规”(2004)无线电设备供电两种配备仅有一种能够满足“法规”(2011)的要求:主电源+应急电源+备用电源(1 h)。
2 设计方案
本文以某拖轮无线电设备供电配备为例,分析其配备方案是否满足“法规”的要求,并优化此方案以形成一种设计简洁、更具实际操作性的设计方案。
2.1 船舶情况
船舶类型:全回转拖船
总吨位:494.00
航区:国内沿海航区
主电源:2×120 kW发电机组
应急电源:800 Ah蓄电池组
无线电备用电源:200 Ah蓄电池组
2.2 本船设计
本船无线电设备应急电源与备用电源设计如图1所示:当船舶应急电源(来自应急充放电板)供电,直流接触器 KM1线圈有电,常闭触点断开,常开触点闭合,此时无线电设备由应急充放电板供电,满足“法规”3.5.1(3)的要求;当船舶应急电源失电,直流接触器 KM1线圈失电,常闭触点闭合,常开触点断开,此时无线电设备由无线电备用蓄电池组供电,满足“法规”4.2.2的要求。
上述设计中,无线电设备应急电源与备用电源的切换完全由直流接触器的动作决定,直流接触器的动作取决于线圈的供电电压,也就是船舶应急蓄电池的电压。按照船级社规范要求,当应急蓄电池电压在其要求的放电时间之内应保持在额定电压的±12%之内[3],此时直流接触器线圈供电电压正常,得电动作,无线电设备由船舶应急蓄电池供电;随着放电时间增大至大于要求的应急电源供电时间,应急蓄电池电压持续下降,现在的问题是,直流接触器是否能在应急电源电压低至无线电设备无法正常工作之前失电动作,从而将无线电设备的供电由船舶应急电源转向无线电备用电源。
经试验获得本船使用的某品牌100 A直流接触器数据如下:
吸合电压:14 V;释放电压:4 V;线圈额定电流:0.6 A。本船应急电源为800 Ah DC 24V蓄电池组。
2.3 优化设计
优化设计增加了检测船舶应急蓄电池组电压模块,当电压低于设定值(本船设定值为21V)时,检测模块控制直流接触器线圈得电动作,无线电供电电源切换至无线电备用蓄电池;另外,增加手动释放功能,当自动切换出现故障或者根据实际情况,可由船员手动切换至无线电备用蓄电池供电。
3 结语
设计人员没有注意到应急电源为发电机组与蓄电池组的区别:应急电源为发电机组时,电压只有两种状态,零或额定电压,转换用的交流接触器线圈要么得电要么失电,不存在中间状态;应急电源为蓄电池组时,电压是一个缓慢降低的过程,切换用的直流接触器线圈的电压也是持续下降的,切换取决于直流接触器的释放电压。据了解,目前很多国内小于500总吨(应急电源多为蓄电池)的船舶采用本船优化前的设计,首先不满足我国法规的要求,同时存在很多的安全隐患,希望本文能够提醒相关方注意,保证船舶无线电设备的供电安全。
[1]中华人民共和国海事. 国内航行海船法定检验技术规则[S]. 2004.
[2]中华人民共和国海事. 国内航行海船法定检验技术规则[S]. 2011.
[3]中国船级社. 钢质海船入级规范[S]. 2012.