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1、电气系统设计中常见问题剖析贾立玫(上海船舶研究设计院)摘要：针对船舶电气系统设计中常见的焦点问题及新规范应用进行分析。关键词：要点剖析新规范应用。刖言随着船舶大型化、自动化、节能化的发展，电气系统设计作为船舶设计的一部分， 承担的设计任务越来越重。而随着世界科技的高速发展，对海上航行及人员安全的要求 越来越高，船舶电气系统设计包含的内容不断增加，系统越来越庞大，本文仅就设计中 常见的以及船级社较为关注的几个系统进行探讨。1. 机舱水雾喷淋系统机舱水雾喷淋系统，因涉及到船舶安全，是船级社较为关注的一个系统。设计中常 常遇到的问题主要集中在：1. 1报警板及释放控制板的安装位置及功能在此系统中，我
2、们常规配置两块控制板，一块为主控板，既有报警功能，又具备水 雾释放功能，我们常规将其放置在机舱的集中控制站 集控室。另一块复视板，仅具备 报警功能，不具备释放功能，我们将其放置在全船的集中控制站一驾驶室。但ABS根 据IMOMSC/circ. 913，提出机枪水雾释放应能在机舱外进行释放，根据该意见，我们 提供了两种解决方案：(1) 因机舱水雾泵单元及阀箱安装在舵机舱，可在舵机舱通过手操电磁阀的方式实 现释放水雾，因舵机舱不属于机舱区域，故满足要求，如能在舵机舱加装一块火灾报警 板，可实时查看发生火灾的具体区域，则更能锦上添花。(2) 将主控板从机舱集控室移至消防控制站，满足在机舱外进行水雾释
3、放的要求， 缺憾是作为机舱区域的集中控制站集控室，无法进行该区域内的局部火灾的灭火控 制。当然，如能在集控室再增加一块主控板，则另当别论。1. 2系统报警装量的设置在该系统的常规配置中，共包括七个火灾高发区域，在每个区域分别配置了一个报 警装置，当火灾发生时，火灾所属区域的报警装置被触发，发出声光报警，ABS对该系 统设计提出异议，意见原文如下：“Activation of any fixed local application fire-fighting system shall give a visual and distinct audible alarm in the protecte
4、d space and at continuously manned stations. ”根据字面理解，该系统的设计是满足要 求的，但ABS在此处提出了一个概念，即“Space”和“Area”的概念。ABS认为我们的系统设 计中满足的是一个“Area”的概念，而此处要求的是“Space”。ABS认为整个机舱属于一个 “Space”，因为该系统中的七个区域均属于机舱区，因此，该系统需满足，任意区域发生 火灾时，整个机舱区应看到和听到声光报警装置发出的报警，并且该报警需要区别于全船火 灾报警。根据此要求，我们提供的方案有以下两种：(1) 利用机舱原有报警装置，将该报警接到机舱报警灯板，光报警利用
5、全船火灾灯板， 声音报警要区别于全船火灾报警。(2) 在整个机舱区布置该系统独立报警装置。1. 3电源在早期设计中，因参照全船火灾探测报警系统的设计，将该工况作为一种应急工况来理 解，因此电源为应急电源。但在MSC/Circ. 913附件l第3. 2条要求：局部灭火系统的起动 不应导致失电或使船舶机动性降低。这就表明SOLAS理解该工况为船舶正常航行时有可能发 生的局部性火灾，当该系统启动后，不要求采取关停发电机，撤离人员等应急措施。因此， 该系统的供电应来自主电源。1. 4系统的分区设计和发电机通风口的保护在保护处所内，系统按照不同的保护区域进行分区。发电机区域，当被保护处所同时布 置两台及
6、以上驱动发电机的柴油机时，系统对柴油机的保护，应至少分成两个单独保护区 (IACS UISCl98).在实际审图过程中，船级社会要求每台发电机用的柴油机由各自独立的灭火系统保护， 这样一旦某一台柴油机失火，在对其进行灭火保护时，可切断其燃油供给使其停机，同时起 动备用发电机，从而保持发电机组正常供电。部分机舱水雾系统厂商根据SOLAS的规定，将3 台柴油发电机分成2个保护区域。这满足SOLAS对系统设计的最低要求，但在ABS船级社审图 时无法通过，仍要求对单台发电机进行独立保护。在这里提醒大家，在设备技术谈判时注意 该问题并按照相应入级船级社规范规定要求设备厂商。同样需要提醒大家在技术谈判时注
7、意的问题，还有发电机通风口的保护。在技术谈判时， 需提醒设备厂商注意，嘴位置的布置应避免将水雾直接喷射到发电机不宣迸水部位。并应在 实船测试时满足船检的要求。2. 广播兼通用报警系统广播系统及通用报警系统在我们的常规设计中为两个完全独立的系统。船用广播系统通 常用于指挥、通信、对外喊话和娱乐活动。通用报警系统是在紧急情况下，向全体船员发出 的、号召旅客及船员至集合部位的紧急报警。在常规设计中，广播仅作为通用报警的一种补 充，即通过广播来发布通用报警的消息等。在近期的设计中，基于系统简化的初衷，我们将 这两个系统合并为一个系统即广播兼通用报警系统，各船级社对该系统也都出台了相应规 定，基本要求配
8、置双功放。这是一个部分冗余的概念。即要求在同一区域内穿插布置不同功 放的喇叭，以便在发布通用报警时，如果其中一个功放发生故障，仍能保证该区域另一功放 的喇叭正常工作，发布报警。而ABS对该系统的配置提出了更高的要求一一系统冗余的概念。 不只是功放及喇叭冗余，该系统中的其他重要元器件：电源单元，声音发生器等均需要冗余。其原文如下：“Where a single system services for both public address and general emergency alarm functions， the system is to be arranged SO that a s
9、ingle failure is not to cause the loss of both systems and is to minimize the effect of a single failure The major system components, such as power supply unit,amplifier,alarm tone generator,etc.， are to be duplicated.(see 4. 8. 2/11. 5. 4 v of2007 SVR)”即，电源单元、功率放大器、声音发生器等主要 元器件均需要双套配置。基于船级社对广播兼通用报警
10、系统配置的要求，该系统反而庞大复杂，因此在今后的设 计中，仍可以采用广播和通用报警两个独立的系统。3. 磁罗经布置及防磁区的划分有关磁罗经的定位，IM0及IS0均有明确的规定，在防磁区的划分上，各船级社要求 不尽相同。根据IS0 694，标准磁罗经的罗盆到其安装甲板的最小安全距离可减少到lm， 而且在其磁性材料类型列表中，连续的固定性材料不包括水平甲板，因此，我们通常的 做法是在磁罗经设备谈判时：要求设备制造商将磁罗经的内部底座提高到lm以上，来规 避甲板防磁对结构上的要求。也就是说，根据IS0694,磁罗经内部底座在1m以上，罗经 甲板可以不做防磁处理。对于以上做法，各船级社基本认可，OAB
11、S在这个问题上坚持 遵照IM0的规定，水平甲板防磁区域范围划分必须按相应规定中的曲线进行。另外，随着SOLAS新规定的相继推出，各船级社也将焦点转移至各系统中涉及的新 规定上来。由于系列船的整体建造周期长，新规范的推出及应用也同样受到船东，船厂， 设计院及设备厂商等的一致关注。下面是我对部分电气新规范的理解，希望和大家共同 探讨。4. SOLAS对航行灯控制板的要求IMO MSC. 253(83)决议中制订了有关航行灯，航行灯控制板及附属设备的执行标准。4. 1航行灯的定义我们常规将号灯分为航行灯和信号灯两大类，首先，需明确该决议中的航行灯的定义。在该协议3. 5项明确指出，航行灯包括：(1)
12、 桅灯，舷灯，尾灯，锚灯以及在避碰规则第21项里规定的环照灯和闪光灯。(2) 避碰规则第23项里规定的环照闪光灯。(3) 避碰规则第23项里规定的操纵灯。因此，该协议中规定的航行灯是广义的，基本涵盖了常规意义的航行灯和信号灯。4. 2对航行灯控制板的要求(1)航行灯控制板应便于对各盏航行灯的开关实现控制。(2) 航行灯控制板应提供各盏航行灯开关状态的视觉指示。(3) 航行灯控制板应能够送出灯板电源故障报警，并且在驾控台设有声光报警器及消声 按钮。(4) 航行灯控制板应支持使用海上通信导航系统的标准串行接口。(5) 航行灯控制板应配置双向接口以使报警发送至外部设备并能从外部设备接收报警应 答。5
13、. SOLAS对安装桥楼航行值班报警系统(BNWAS)的要求SOLAS公约第V章“航行安全”第19条，MSC. 128(75)中，明确写明了该要求强制执行 的时间，适用的船舶类型。桥楼航行值班报警系统(Bridge Navigational Alarm System), 一直是一人桥楼设计中 的配置要求。随着计算机技术和网络技术的发展，各种通导无线电设备的功能和可操作性越来越强，桥 楼的综合控制成为趋势，一人桥楼的设计方案也被越来越多的船东所接受。为了保证船舶航 行的安全性，驾驶员的安全操作至关重要。桥楼航行值班报警系统即是为满足这样的要求产 生，配置要求如下：(1) 在驾驶室配置值班报警主板
14、，预报警仅在桥楼报警。(2) 一级延伸：如值班人员未在规定时间内复位，则报警延伸至船长及指定备用值班人 员房间内。(3) 二级延伸：如规定时间内仍无人应答，则报警延伸至餐厅和其他公共处所；或者触 发全船通用报警。随着新技术的发展，现在一些重要的通导无线电设备与桥楼航行值班报警系统可实现对 接，当值班人员在操作雷达、罗经等设备时，桥楼航行值班报警系统不会启动。始指但助龈譬奉画：6. SOLAS对强制安装电子海图(EODIS)要求SOLAS公约第V章“航行安全”第l9条新增了对强制安装电子海图系统的要求。长期以来， 考虑到很多船东对纸海图的依赖，SOLAS一直未对普通船舶强制要求安装电子海图。相
15、比传统的纸质海图，电子海图具有无法比拟的优点。电子海图系统可以进行自动航线设计、 航向航迹监测、自动存储本船航迹、历史航程重新演示、航行自动警报（如偏航、误入危险 区等）、快速查询各种信息（如水文、港口、潮汐、海流等、船舶动态实时显示（如每秒刷新 船位、航速、航向等），将雷达/ARPA的回波图像叠显在海图上，数千幅海图的自动更正只需 几分钟。目前，SOLAS还未出台对强制安装电子海图的具体规定。对于该规定适用的船舶类型及 执行时间详见规范细则。7. 船舶远程识别与跟踪系统SOLAS公约第v章“航行安全”第19. 1条新增条款一一船舶远程识别与跟踪，简称LRIT （Long Range Iden
16、tification and Tracking of Ships），作为符合以下条件的从事国 际航行船舶的强制性要求：300总吨及以上的客船（包括高速船）、货船（包括高速船）和移动 式海上钻井平台，于2008年l2月31日全面实施。船舶应自动发送以下远程识别与跟踪信息：船舶识别码船位（经纬度）提供船位时的日期和时间目前，IM0还没有对船舶使用何种终端设备做具体规定，现有船上终端设备中能自 动发送船位报告的有INMARSAT-C、Mini-C、INMARSAT-D+船站以及船舶保安报警系统 （SSAS）等。虽然船舶自动识别系统（AIS）也能自动发送船位报告，但它是通过VHF频道发 送信息，不满足远程覆盖要求；而且AIS是以广播方式发送，不满足信息保密要求，显 然不适合于LRIT系统。目前在船舶设计中采用的方案均为通
