船舶电气设备操作标准“IEC 60092-509:2011”综述
2017-08-07于浩洋徐义亨
于浩洋,许 嘉,徐义亨,叶 莹,俞 翔
(1.浙江中控研究院有限公司,浙江杭州 310053;2.中国舰船研究设计中心,湖北武汉 430064)
船舶电气设备操作标准“IEC 60092-509:2011”综述
于浩洋1,许 嘉2,徐义亨1,叶 莹1,俞 翔1
(1.浙江中控研究院有限公司,浙江杭州 310053;2.中国舰船研究设计中心,湖北武汉 430064)
国际电工学会于2011年5月批准颁布了“IEC 60092:2011 Electrical Installations in Ships-Part 509: Operation of Electrical Installations”。该标准涉及船舶电气设备操作的责任人制度、接地与短接、带电作业区和邻近区的划分、环境条件与露天甲板上的电气设备操作以及维修等内容。该标准为首次发布,适用于诸如发电、转换、配电以及船舶中其他交、直流电气设备的操作维修与运行。
船舶;电气设备;操作
0 引言
相对于陆上工业电气设备,船舶电气设备维修操作的特点是:1)作业的空间十分狭小;2)船舶作为一个孤立的运动系统,一旦发生异常情况,难以得到外界在人员、技术、物质以及能源上的援助;3)考虑到断电有时会给船舶带来意外的威胁,受设备设计与操作的限制,有时无法断开电源,故必须考虑带电作业。
为提高维修操作的可靠性,国际电工委员会(IEC)于2011年5月首次批准颁布了船舶电气设备有关操作、维修的标准《IEC 60092-509:2011船舶电气设备的操作》。对于船舶电气设备的设计者,只有在了解了电气设备的操作和维修后,方能设计出先进、合理的系统。该标准适用于诸如发电、转换、配电以及船舶中其他交、直流电气设备的操作维修与运行。本文就该标准的主要内容做了简述。
1 设备责任人与操作责任人
该标准对船舶电气设备的操作,规定了责任人制度,特别是设备责任人和操作责任人的权限规定。在权限上,设备责任人高于操作责任人,此外,还有电气指导者、熟练电工与普通人员之分。
标准规定(第4.3.1条),每台电气设备应任命一位设备责任人。两台或两台以上的设备在同一处的话,各设备责任人之间应有合理的分工与配合。
标准还规定(第4.3.2条),设备责任人和操作责任人可以是同一人,但不包括直流电压高于1 500 V、交流电压高于1 000 V的高压电气设备。为安全起见,执行指令与操作人员在发现问题时应立即向设备责任人报告,设备责任人应对此进行调查,必要时应请示上级主管部门(第4.3.4条)。任何操作前或操作期间,操作责任人应遵守所有的相关要求、规则和指令,并以适当的方式通知驾驶室与机舱的值班人员(第4.2.2条)。
下达电气设备操作的任务或指令时,设备责任人与操作责任人务必要在操作许可证上签字认可。该标准对不同电压等级的电气设备,统一规定了其操作许可证的格式和内容。
2 接地与短接
电气设备的接地是保证人身与设备安全的一项重要措施。该标准所谓的“操作接地”相当于习惯所称的“保护接地”。该标准的所谓“接地”指的是与金属船体的“搭接”。而标准中的所谓“短接”指的是用导体将电气设备的接地端子与搭接处之间的“电气连接”。
该标准规定,只要可能,设备的接地与短接在工作岗位上必须是看得见的。
至于什么情况下应设置保护地(即本标准的“操作接地”),各标准历来是众说纷纭[2-3]。该标准认为(第6.2.5.2.1条),对超低压和低压设备未必一定需要接地,除非有带电的风险。这里所谓的“超低压设备”,指的是交流电压不超过50 V或无纹波的直流电压不超过120 V的设备;而所谓的“低压设备”,指的是交流电压不超过1 000 V或直流电压不超过1 500 V的电气设备。
3 带电作业区与邻近区
所谓带电作业区(live working zone)系指带电部件的周边空间。在该空间里,因无防护措施,故在遭受电击时,其绝缘水平无法防止危险的发生(第3.3.3条)。而邻近区(vicinity zone)系指围绕着带电作业区邻近的有限空间(第3.3.2条)。
在带电作业时,人员会和赤裸的带电部件直接接触,或者他们身体的一部分或手持的工具、设备会进入带电作业区。带电作业区的外围界限可用距离DL界定(见图1和图2)。
标准对带电作业区与邻近区的空间划分按电压的高低作了规定。图1与图2中的带电作业区的外缘距离DL和邻近区的外缘距离DV见表1。
凡操作人员与带电部件直接接触的操作,包括通过操作人员的人体、工具或操作设备延伸到带电作业区的所有操作,统称为“带电作业”(第3.4.4条)。凡操作人员的人体、工具或其他物件进入邻近区但不进入带电作业区的所有操作统称为带电体邻近的作业(第3.4.5条)。
表1DL与DV的指导值
标准的第6.3.1.1条规定:除非设备责任人和技术熟练者指明断电会带来意外的危险或受设备设计与操作限制而又无法断电时,否则,未经许可不得擅自进行带电作业。并严禁在电压等于或高于为1 000 V(AC)和1 500 V(DC)的情况下进行带电作业。
如有与带电部件直接接触的风险时,应使用个人防护设备以防电击、短路和电弧造成的伤害。人员在进行带电作业时,应有受过训练的人员陪伴,以识别危险,切断电源,必要时给予紧急援助(第5.3.1.3条)。
4 环境条件与露天甲板上的电气设备操作
标准规定(第6.3.3.1条):露天甲板上的维修操作应考虑诸如降雨、大雾、雷雨、大风、暴雨和盐雾以及低温等气候条件。当大雨、海水淹没甲板,能见度不高或当操作人员无法方便地挪动他们的工具时,应禁止或暂停带电作业。在发生雷暴时,停止或暂停带电作业。
标准还规定(第6.3.3.2条):当环境条件需要中断工作时,人员应离开设备并隔离,并将电气设备设置在安全状态。在重新启动已被中断工作的设备操作前,应当验证绝缘部件是否需要清洗。如需要清洗绝缘部件,应按规定的程序进行。
5 维修
维修包括“预防性维护”和“故障性检修”两大部分,前者系进行有意向的常规维护,将设备始终保持在良好状态,而“检修”是修复或更换损坏的部件。
该标准规定了维修工作的两种形式:
1)在有电击、短路或电弧危险下的维修,必须遵循一定的作业程序(标准第6章);
2)对某些维护(如更换熔断器或灯泡等),如没有完整地规定其作业程序时,可按标准第7.4条所述的规定进行。
标准还规定(第7.5条):维修工作结束后,维修责任人应将设备移交给设备责任人,并将电气设备的维修状况通知该设备的操作责任人。
6 结论
本规程发布于2011年,为国际电工学会(IEC)首次发布的、涉及船舶电气设备操作的责任人制度、接地与短接、带电作业区和邻近区的划分等内容的国际标准,适用于诸如发电、转换、配电以及船舶中其他交、直流的电气设备的操作维修与运行。
作者查阅国内有关船舶电气专业的标准,尚无此方面内容的规定,故建议将本规程等同采用或等效采用转化为我国家标准。
附上与《IEC 60092-509:2011 船舶电气设备的操作》相关的国际标准,也是该标准编制的参考文献,以供参考:
1) IEC 60050 (All parts), International Electrotechnical Vocabulary(国际电工词汇);
2 ) IEC 60050-151:2001, International Electrotechnical Vocabulary-Part 151: Electrical and Magnetic Devices(国际电工词汇 第151部分:电磁设备);
3 ) IEC 60050-195:1998, InternationalElectrotechnical Vocabulary-Part 195: Earthing and Protection against Electric Shock(国际电工词汇 第195部分:防止电击的接地保护);
4 ) IEC 60050-651:1999, International Electrotechnical Vocabulary-Part 651: Live Working(国际电工词汇 第651部分:带电作业);
5 ) IEC 60050-826:2004, International Electrotechnical Vocabulary-Part 826: Electrical Installations(国际电工词 第826部分:电气设备);
6)IEC 60071-1, Insulation Co-ordination-Part 1: Definitions, Principles and Rules(绝缘配合,第1部分:定义、原则和规则);
7)IEC 60071-2 Insulation Co-ordination-Part 2: Application Guide(绝缘配合,第2部分:应用指南);
8)IEC 60743, Live Working-Terminology For tools, Equipment and Devices(带电作业 术语:工具、设备和装置);
9)IEC 60832-1, Live Working-Insulating Sticks and Attachable Devices-Part 1: Insulating Sticks(带电作业绝缘棒和附件 第1部分:绝缘棒);
10)IEC 60895, Live Working-Conductive Clothing for Use at Nominal Voltage up to 800 kV a.c.and +/-600 kV d.c.(带电作业 标称交流电压800 kV及以下和直流电压±600 kV的带电作业用导电服);
11)IEC 60900, Live Working-Hand Tools for Live Working up to 1 000 V a.c.and 1 500 V d.c.(带电作业 在交流电1 000 V和直流电1 500 V的情况下带电作业用的手动工具);
12)IEC 60903, Live Working-Gloves of Insulating Material(带电作业-绝缘手套);
13)IEC 60984, Sleeves of Insulating Material for Live Working(带电作业用绝缘材料套);
14)IEC 61111, Live Working-Electrical Insulating Matting(带电作业-电气绝缘垫);
15)IEC 61112, Live Working-Electrical Insulating Blankets(带电作业-电绝缘毯);
16)IEC 61219, Live Working-Earthing or Earthing and Short-circuiting Equipment Using Lances as a Short-circuiting Device-Lance Earthing(带电作业 用于接地或接地短接设备的短路杆);
17)IEC 61229, Rigid Protective Covers for Live Working on a.c.Installations(交流设备上带电作业用的刚性保护罩);
18)IEC 61230, Live Working-Portable Equipment for Earthing or Earthing and Short-circuiting(带电作业 接地或接地短接用的可携带设备);
19)IEC 61235, Live Working-Insulating Hollow Tubes for Electrical Purposes(带电作业-电工用绝缘空心管);
20)IEC 61236, Live Working-Saddles, Stick Clamps and Accessories(带电作业—马鞍,棒夹具及附件);
21)IEC 61243-1, Live Working-Voltage Detectors-Part 1: Capacitive Type to Be Used for Voltages Exceeding 1 kV a.c.(带电作业 电压检测器第1部分:超过1 kV的交流电压用的电容类型);
22)ENV 50196:19951, Live Working-Required Insulation Level and Related Air Distances-Calculation Method(带电作业 所要求的绝缘水平和相关的空气距离 计算方法)。
[1]IEC.Electrical Installations in Ships-Part 509: Operation of Electrical Installations: IEC 60092:2011[S].2011.
[2]IEEE.Recommended Practice for Electrical Installations on Shipboard: IEEE 45TM-2002[S].2002.
[3]TP.Transport Canada-Ships Electrical: TP 127E:2008[S].2008.
Overview of Standard “IEC 60092-509:2011” of Ship Electrical Installation Operation
YU Haoyang1, XU Jia2, XUYiheng1, YE Ying1, YU Xiang1
(1.Zhejiang Supcon Research Co., Ltd., Hangzhou 310053; 2.China Ship Developmentand Design Center, Hubei Wuhan430064)
The “IEC 60092:2011 Electrical Installations in Ships-Part 509: Operation of Electrical Installations” is approved by IEC in May 2011.The standard covers the system of nominated person for operation of electrical equipment on ships, including grounding and short circuit, division of live working zone and vicinity zone, and environmental conditions, operation and maintenance of electrical equipment on open deck.The standard is first-time released, which applies to power generation, power conversion, power distribution, as well as operation and maintenance of other AC and DC electrical equipment on ships.
ship; electrical installation; operation
U664.152
A
10.14141/j.31-1981.2017.04.001
于浩洋(1979—),男,硕士,工程师,研究方向:自动控制技术,实时控制系统,可靠性工程和船用设备的EMC、环境适应性技术研究。