船舶电气与通讯-第四章 船舶配电装置
船舶配电装置和配电系统综述47页PPT
45、自己的饭量自己知道。——苏联
—英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
船舶电气设备及系统
船舶电气设备及系统简介船舶是一种特殊的运输工具，其电气设备及系统的设计和运行要求相对于其他领域有一定的特殊性。
船舶电气设备及系统包括船舶的发电机、配电系统、电动机、电路保护装置以及相关的控制系统等。
本文将对船舶电气设备及系统的基本原理、常见故障及维护进行介绍。
船舶电气设备发电机船舶发电机是船舶电气系统的重要组成部分，其主要任务是为船舶提供电力供应。
船舶发电机通常采用柴油机或涡轮增压器作为动力源，通过旋转磁场与定子绕组之间的相互作用产生电能。
发电机常见的类型包括交流发电机和直流发电机，其中交流发电机更为常见。
配电系统船舶配电系统用于将发电机产生的电力分配到各个电气设备上。
船舶配电系统通常包括主配电室、辅助配电室和船舶各个区域的配电盘。
主配电室负责将发电机产生的电力通过主电缆输送到辅助配电室，再经辅助配电室分配到各个区域的配电盘。
配电盘则用于将电力分配到具体的设备上。
电动机船舶电动机广泛应用于推进装置、泵类设备以及各种船用机械设备中。
根据船舶的不同需求，电动机的类型也有所不同，包括直流电动机和交流电动机。
电动机在船舶运行过程中起到了至关重要的作用。
船舶电气系统电路保护装置船舶电气系统中的电路保护装置用于保护电气设备免受过流、过载和短路等故障的影响。
常见的电路保护装置包括熔断器、断路器和隔离开关等。
这些装置可以在电路发生故障时自动切断电流，防止设备的损坏或引发火灾等安全事故。
控制系统船舶电气系统的控制系统用于对各种设备进行监控和控制。
控制系统可采用自动控制或手动控制方式。
自动控制系统通常基于船舶的工作条件和设备状态，通过传感器和执行器进行控制，以实现船舶的安全运行。
手动控制系统则需要操作人员根据船舶运行条件进行相应的操作。
常见故障及维护船舶电气设备故障船舶电气设备故障可能包括电气接触不良、电气设备过热、电气设备损坏等。
在航行中，船舶电气设备故障可能对船舶的安全性和船员的生命财产安全造成严重影响。
因此，定期的维护和检修非常重要。
1船舶电力系统及配电装置
船舶电力系统及配电装置船舶电力系统基本知识。
船舶电力系统主要由电源，配电装置，电网与负载四部分组成。
船舶电力系统的特点及对其基本要求：单机容量为400~800kW，应能承受较大的过载能力。
船舶电网输电线路短。
发电机端电压，电网电压，负荷电压大多在同一个电压等级，输配电装置系统比较简单。
一般设内部过载及外部短路保护。
船舶电气设备工作环境恶虐。
受潮引起绝缘下降，机械冲击导致部件松动。
船舶电力系统的基本参数：电流种类，额定电压，额定频率等级。
1）电制的选择。
现代绝大多数采用交流电制，船舶造价和维修费用明显降低。
2）额定电压的选择。
目前主电站动力电网额定电压不是采用380V就是采用440V的标准，照明电网额定电压不是采用220V 就是采用110V的标准，临时应急照明电网与弱电电网一般采用24V的标准。
3）额定频率的选择。
50Hz 和60Hz两种标准。
频率提高可提高自动化系统动作的快速性，但导致交流阻抗增大，损耗增大，机械噪声也较大。
船舶电网。
1）船舶电网的电制。
三相三线绝缘系统应用最为普遍，安全可靠。
三相四线，因为不是绝缘系统，碰到一根电网线就会触电，单相接地故障即会短路，船舶较少使用。
利用船体作中性线回路的三相三线系统，应船体流过较大电流，易发生触电事故。
2）船舶电网的供电网络。
指发电机与配电板之间的电气连接网络。
3）船舶电网的配电网络。
船舶配电网络可分为：动力电网（600W）以上，这些设备由主配电板直接供电，也可由分配电板供电。
照明电网，经照明变压器降压后配电。
应急电网，特别重要设施，如舵机，消防泵，重要区域照明。
临时应急照明电网，蓄电池供电的网络。
应急照明，主机操纵台，主配电板前后，锅炉仪表，应急出口，艇甲板等处的最低照明。
弱电船舶电网一次配电网络结线方式。
馈线式结线：每一根电缆都是由主配电板直接引出，各自独立且只向一个用电设备或一个分配电板供电。
便于集中控制。
干线式：主配电板引出几根干线电缆，所有用电设备是由串接在干线上的分线盒供电。
船舶电气与通讯-第四章 船舶配电装置
二、 分配电板 分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设 备的组合装置。对额定电流不超过16A的电气设备进 行供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电 板和照明分配电板两种。
区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗 电大于16A的电器设备进行供电的开关板。
4.5 岸电箱及其它配电设备
一、岸电箱 岸电箱与主配电板之间，应设有足够容量的固定电缆。 在主配电板上的岸电接线，应装有指示灯，以指示外来 电源的电缆是否已经带电。
交流船舶接岸电时，还应注意如下各项：
(1)检查岸电电力系统参数（电制、电压和频率）是否与本船电网参数一 致。若电制、频率相同，仅电压不同，可通过调压器将岸电电压变换成 与本船电压相等后，再接至船上电网。 (2)检查岸电相序与船上电网相序是否一致，如果相序不一致将会使船上 电机反转。一般船上的岸电箱内均有相序指示灯或逆序继电器，当显示 相序正确时才能接岸电。 (3)接通岸电后，不允许再起动船上主发电机或使应急发电机合闸向电网 供电，因此主配电板均设有与岸电的互锁保护，使两者不可能同时合闸。 (4)若岸电为三相四线制时，应将船体与岸上接地装置相连，然后接岸电。
1.充电部分
目前交流船舶大都采用可控硅整流装置把交流电变为 直流电。图4-4中电路中设有交流电源开关和向蓄电池 充电的总开关，以及监视充放电的直流电压表和电流 表和熔断器。
2.放电部分 用于由蓄电池供电所形成的用电回路，由图4-4可见， 当主应急电网都失电时，接触器KM得电，常开触头 闭合，直接向小应急用电设备供电，其余用电设备分 别利用开关送电。
交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前 到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U 相、V相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄 色、褐色或紫色，中线为浅蓝色 (若有接地线则接地 线为黄绿相间颜色)。
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第一章船舶常用电器第二章船舶电力拖动基本控制第三章船舶重要辅机的自动控制第四章甲板机械的电力拖动及自动控制第五章船舶舵机的电力拖动及自动控制第六章船舶电力系统第七章船舶同步发电机参数调节及运行控制第八章船舶电站自动化第九章船舶照明与通讯第十章机舱集中监视与报警系统第十一章船舶安全用电和安全管理第十二章船舶电气管理职责第一章船舶常用电器§1-1 电器基本知识现代商船大多采用内燃机作为主推进动力装置,所配备的绝大多数机械都采用电力拖动方式进行工作。
其电能供给由独立的船舶电力系统予以实现。
为了满足船舶正常运营的需要,该系统必须具备供电、配电、控制与保护等功能。
因此,船舶电力系统是一个电气线路十分复杂的系统。
任何复杂的电气线路都是由一些基本的单元电路组合而成,而基本单元电路又均为若干功能不同的电器元件的组合。
所以,了解各类电器元件的结构、功能及工作原理,是掌握一个控制线路乃至一个系统工作原理的必然要求。
所谓电器,即是根据外界的电信号或非电信号自动或手动地实现电路的接通、断开、控制、保护与调节的电路元件。
简言之,电器就是电的控制元件。
电力系统中所使用的电器,种类、数目非常之多,下面就扼要介绍一下它们的分类方法及相应类型。
1.按工作电压分类1)高压电器交流大于1200V,直流大于1500V的电器。
2)低压电器交流小于1200V,直流小于1500V的电器。
船舶电力系统中常用电器均为低压电器。
2.按用途分类1)控制电器用于各种电气传动系统中,对电路及系统进行控制的电器。
如接触器,各种控制继电器等。
2)保护电器用于电力系统中,对发电机电网与用电设备进行保护的电器。
如:熔断器、热继电器等。
3)主令电器在电器控制系统中,发出指令,改变系统工作状态的电器。
如:按钮、主令控制器等。
4)执行电器接受电信号以实现某种功能或完成某种动作的电器。
如:电磁铁、制动器等。
3.按动作方式分类1)手动控制电器依靠人工操作进行动作而执行指令的电器。
船舶电气设备与系统
3 照明系统
3.2 照明灯具：
由于船上的环境条件比陆地上苛刻,因而对船舶灯具的结构 和型式有着更高的要求,设计中选用船舶灯具时,除了遵照规范及 有关标准的要求外,还应注意下列问题：
船用灯具的材料应该是坚固、轻巧、美观,并能满足使用环境的要求。
结构要牢固、零部件不易落下、防震性好； 防潮、防水性好,尤其是露
备,必须由有关主管机关专门认可。在每一船员处所的走廊等公
共扬所和通常有人在的工作处所,若无此附加照明则必须配备可
携式充电电池灯。规范还规定应急照明不可兼作正常照明,并规
定除驾驶室及救生艇、筏存放处的舷外照明外,应急照明电路中
不得设就地开关。应急照明灯具上应有明显的标志,或在结构造
型上与一般照明灯不同。但在具体的照明设计中,有的船东根据
消防员装备储放处所。
3 照明系统
3.1.2.2 应急照明系统
为增强旅客在应急状态下对脱险通道的识别,国
际海事组织IMO A.752 18 决议规定,对客船的梯道和
出口在内的脱险通道全线 包括转弯和叉路口处 ,距
甲板高度不超过0.3m 处要设置低处照明 简称为LLL
系统 ,该系统可以用供电照明 白炽灯、发光二极管
重要工作舱室,如驾驶室 包括海图和无线电作业区域 、消防站、各种控制室等。
各种机器处所,如机舱、舵机舱、应急发电机室等。
通道、逃口、梯道及乘人电梯内。
放艇、筏处及舷外空间,以及通往艇、筏处的灯光指路标。
众多船员、旅客可能聚集处所和超过16人的居住舱室。尤其是出口。
主配电板、应急配电板前后。
锅炉水位指示灯。
临时应急照明的设置地点与应急照明基本相同,但临时应 急照明只有在主照明和应急照明都失电时才会照亮。
船舶电气设备与系统课件
船舶导航与通信系统的应用与维护
应用
船舶导航与通信系统的应用广泛，包括 海上运输、渔业、海洋科学考察等领域 。在航行过程中，船员需要熟练掌握各 种设备的操作和维护方法，确保系统的 正常运行。
VS
维护
为了确保船舶导航与通信系统的长期稳定 运行，需要定期进行维护和保养。这包括 对设备的清洁、检查、更换磨损部件等措 施，以及定期进行软件更新和升级。同时 ，船员也需要接受相关培训，提高其维护 和管理能力。
船舶通信系统
船舶通信系统概述
船舶通信系统是确保船舶与外界有效沟 通的重要设备，包括无线电通信、卫星
通信等子系统。
卫星通信
卫星通信利用地球同步卫星作为中继 站，实现全球范围内的通信，包括电
话、传真、数据传输等。
无线电通信
无线电通信是船舶最基本的通信方式， 通过无线电波传输语音、数据和图像 信息。
船舶内部通信
船舶照明系统的设计与安装
船舶照明系统的设计
在船舶照明系统的设计中，需要考虑照明需求、照明效果、 节能环保等方面的因素。同时，还需要根据船只的结构、空 间布局等因素，进行合理的设计，确保照明系统能够满足实 际需求。
船舶照明系统的安装
在安装船舶照明系统时，需要考虑安全、稳定、可靠等方面 的因素。同时，还需要根据设计的方案，进行准确的安装， 确保照明系统能够正常运行，并达到预期的照明效果。
05 船舶自动化系统
船舶自动化系统的组成与功能
总结词：船舶自动化系统的组成与功能
船舶自动化系统主要由船舶自动控制系统、船舶自动监测系统、船舶自动导航系统 等组成，实现对船舶航行、推进、辅助机械等的自动化控制和监测。
船舶配电装置
一、主（总）配电板：控制屏、并车屏、负载屏
船舶机控室
船舶电站
1．发电机控制屏 作用：控制、调节、监视和 保护发电机组。 组成：上部为测量仪表[电流 表（测线电流）、电压 表 （测线电压）、频率表 、 功率表、功率因数表和 仪 用互感器]、转换开关和指 示灯等，不装逆序继电器； 中部为主开关、调速开关、 充磁开关、指示灯等； 下 部为自励恒压装置 ，移 相 电抗器变压器等。
四、充、放电板：是对蓄电池充、放电及控 制、监视、保护的装置，并对小应急负载 进行配电。 设有电源开关、保护熔断器、指示灯、电压 表、电流表、及充放电转换开关。
[第二节要点]：配电板的种类、作用、组成与特点 。
• 作业： • 阅读：P147～P149 • 习题：1320～1384
2．并车屏
作用：发电机进 行整步、并车、 解列操作用。 可以操纵任一 台发电机的调速、 投入与切除、自 动或半自动并车。
组成： 同步表（整步表）：指 示任一台发电机与电 网之间的频率差及相 位差。 同步指示灯。 两个频率表：用于指示 电网及待并发电机的 频率。 两个电压表：用于指示 电网及待并发电机电 压。
§7.2
船舶配电装置
• 教学要求： • 熟悉主配电板的组成，主配电板上各种 指示仪表，开关电器的职能与功用。
船舶电力系统:电源、配电装置、电力网和负载
船舶配电板是对电源发出的电能进行集 中控制并分配给各用电设备的一种装 置。—— 按用途分为：主配电板、 分配电 板、应急配电板、充放电板和岸电箱。— — 5种。 主配电板功能： 1.接收和分配电能。 2.测量和显示各种参数。 3.控制和调节。 4.报警和保护。
同步灯、转换开关、 操纵按钮、开关、自 动并车装置。
3.负载屏：
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2. 主要器件 (1)电流表(A)及转换开关 (2)电压表(V)及转换开关 (3)频率表(Hz) (4)功率表(kW) (5)功率因数表(cosφ) (6)励磁电流表 (7) 原动机调速开关 (8) 框架式自动空气开关 (9) 发电机主开关的合闸按钮、分闸按钮、充磁按钮和 调速开关(按钮) (10) 信号指示灯 (11) 逆功率保护及继电保护装置
4.2 主配电板
一、概述 主配电板是船舶电力系统的中枢，对全船电力系统的 发电和配电的操作、控制、保护、测量及监视等功能 都集中在主配电板上，主配电板通常由发电机控制屏、 并车屏、负载屏及连接汇流排(母线)四部分构成。
主配电板是船舶电能的控制装置，是根据船舶电力系统图 设计制造的。
负载屏
并车屏
发电机控制屏
应急发电机控制屏包含有发电机组的启动控制部分、励 磁控制部分、发电机主开关及其指示操纵部分、发电机 保护部分、与主配电板间的连锁部分、互感器及测量仪 表等。应急负载屏主要用于对380V和220V各类应急负 载的馈电，并对其回路进行控制、监视和保护，通过装 在负载线路上的馈电开关将电能供给船上各应急用电设 备或分电箱。
（4）测量和显示运行中的各种电气参数，如电压、电流、功 率、频率、功率因数、绝缘等; （5）进行某些电气参数的调整(如电压、频率及转速的调整) （6）监视电路状态、开关状态以及对偏离正常工作状态进 行信号指示等
二、船舶配电装置的类型 船舶配电装置按其用途的不同可分为下列类型： （1）主配电板MSB： 又称为总配电盘，是用于控制和监视主电站所产生的电能， 并对全船正常使用的电能分配的开关设备和控制设备的组合 装置。 （2）应急配电板ESB 应急配电板是用于控制和监视由应急电源产生的电力，并在船 舶应急状况下，对船舶安全所必需的电力负载进行配电的开关 设备和控制设备的组合装置。
交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前 到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U 相、V相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、 褐色或紫色，中线为浅蓝色 (若有接地线则接地线为 黄绿相间颜色)。
六. 主配电板布置的基本原则
主配电板的前后应留有足够宽的通道。其前面通道的 宽度应为0.8m，后面通道的宽度应至少为0.6m。 主配电板的后面和上方不应设有水、油及蒸汽管，油柜 以及其他液体容器。若不能避免时，则应有可靠的防护 措施 主配电板及发电机组的布置应尽可能靠近电力负荷 较集中的区域，以节约电缆
普通负载屏主要由配电开关、熔断器，部分负载屏还有 电流表、电压表、绝缘监视表（兆欧表）及其转换开关 组成；在照明负载屏上还装设有变压器开关及电流表， 电压表及转换开关等设备 负载屏上的配电开关大多采用塑壳式自动空气断路器， 某些船舶对一些大负载或重要负荷也有采用框架式自动 空气断路器的。
五. 汇流排
应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机 和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几 个电源之间）。
图 4-3船舶主电网与应急电网间单 线原理简图
4.4 充放电板及蓄电池
船舶小应急照明，操纵仪器和无线电设备的电源均采用 蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进行充电、放电， 实现向用电设备正常供电。常用充放电板的原理接线如 图4-4 ，主要有以下两部分组成： 1.充电部分 目前交流船舶大都采用可控硅整流装置把交流电变为 直流电。图4-4中电路中设有交流电源开关和向蓄电池 充电的总开关，以及监视充放电的直流电压表和电流 表和熔断器。
4.3 应急配电板
应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的工作状 况，并向应急用电设备供电。 通常由应急发电机控制屏和应急负载屏组成。一般安装在船 甲板上与应急发电机在同一舱室中，屏上所安装的仪表和电 器与主配电板基本相同，只是应急发电机不需要并联运行而 无需逆功率继电器和同步表。 负载屏仅向全船应急负载供电，负载屏可以是动力莉照明合为 一屏、也可分成动力屏和照明屏，应急照明负载通过照明变压 器供电。
2.放电部分 用于由蓄电池供电所形成的用电回路，由图4-4可见， 当主应急电网都失电时，接触器KM得电，常开触头 闭合，直接向小应急用电设备供电，其余用电设备分 别利用开关送电。
图4-4
充放电板原理图
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3、蓄电池 船上使用的应急蓄电池有酸性（铅）蓄电池和碱性 （铁镍、铬镍）蓄电池两种。船上一般采用酸性蓄 电池为多，主要是因为其具有体积小，价格便宜， 维护方便等优点。 蓄电池主要有如下用途： ⑴ 作为小应急电源（应急照明、航行灯）及内部通讯电源； ⑵ 作为机舱巡回监视系统的备用控制电源； ⑶ 作为应急柴油发电机的起动电源； ⑷ 作为救生艇柴油机的起动电源； ⑸ 作为无线电收发报机的电源。
第四章 船舶配电装置
4.1 船舶配电装置的功能和类型 4.2 主配电板 4.3 应急配电板 4.4 充放电板及蓄电池 4.5 岸电箱及其它配电装置
4.1 船舶配电装置的功能和类型
一、船舶配电装置的功能 船舶配电装置是按船舶电力系统主接线的要求，把开关设 备、保护测量电器、母线和必要的辅助设备组合在一起， 构成的用来接受、分配和控制电能的一体化装置。 （1）接收船舶发电机输出的电能并对负载分配电能 （2）正常运行时接通和断开电路 （3）电力系统发生故障或处于不正常运行状态时，保护装置 动作，切断故障电路或报警信号
并车屏主要器件 (1)隔离开关 (2)整(同)步表及转换开关 (3)两个频率表 (4)两个电压表 (5)整步指示灯 (6) 准同步并车装置
四.负载屏
负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保 护，通过装在负载屏上的馈电开关将电能供给船上各用 电设备或分配电板。 供电给动力负载各分路的屏称为动力负载屏，一般船舶 按动力负载的多少可设二至四屏；供电给照明负载的负 载屏称为照明负载屏，一般只需一至二屏。 负载屏上装有装置式空气开关、电压表、电流表、转换 开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开 关等。
（3）充放电板CHP 充放电板是用来控制和监视充电电源的工作状态和蓄电池 组的充电与放电情况，并将蓄电池组的电能分配给船上的 低压用电设备的装置 （4）分配电板DB： 分配电板和区域配电板都是开关设备和控制设备的组合装置， 属于次级配电板。 对于分配电板，按供电负载的性质又可分成： 动力分配电板、照明分配电板、应急照明分配电板、低压照明 分配电板、低压分配电板、无线分配电板、助航分配电板
图4-1 某轮主配电板的板面布置图
二. 发电机控制屏 1.功能和构成 用来控制、调节、监视和保护发电机组。每台发电机组 均配有单独的控制屏。 发电机控制屏一般包含有励磁控制部分、发电机主开关 及其指示操纵部分、发电机保护部分、互感器及测量仪 表等。
发电机控制屏结构上常设计成上、中、下三部分 上部的面板装有测量仪表、转换开关及指示灯，一般做 成门式结构。 中间装有主电源开关，面板上装有主电源开关的操作部 件、指示灯、充磁按钮等。 发电机的自励恒压装置用的相复励变压器、并车用的移 相电抗器和励磁变阻器等较沉重的设备安装在下部
（5）电工试验板TP 装于电工间，设有全船各种用电器所需的电源，供电工 检修试验电气设备用。 （6）驾驶室集控板WHC 用来在驾驶室集中控制某些电气设备，例如探照灯、 雾笛、航行灯、信号灯、闪光灯、电铃、广播、声力电 话、自动电话、甚高频电话、火灾报警、风油切断按钮、 遇难报警、总动员按钮、遥控按钮等
二、 分配电板 分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设 备的组合装置。对额定电流不超过16A的电气设备进 行供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电 板和照明分配电板两种。 区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗 电大于16A的电器设备进行供电的开关板。
三. 并车屏 在有多台发动机向电网同时供电的船舶电站中，为了便 于控制发电机的并车，主配电板大多设置有并车屏。在 并车屏中安装有同步指示仪表及相关器件，在并车时可 以操纵任一台发电机的调速、投人与切除，实现各发电 机的手动、自动或半自动并车。 主要由频率表、同步表与同步指示灯及其转换开关、 调速开关、合（分）闸按钮、投切顺序选择和转换开 关等组成。
• • • • •
4.5 岸电箱及其它配电设备
一、岸电箱 岸电箱与主配电板之间，应设有足够容量的固定电缆。 在主配电板上的岸电接线，应装有指示灯，以指示外来 电源的电缆是否已经带电。
交流船舶接岸电时，还应注意如下各项：
(1)检查岸电电力系统参数（电制、电压和频率）是否与本船电网参数一 致。若电制、频率相同，仅电压不同，可通过调压器将岸电电压变换成与 本船电压相等后，再接至船上电网。 (2)检查岸电相序与船上电网相序是否一致，如果相序不一致将会使船上 电机反转。一般船上的岸电箱内均有相序指示灯或逆序继电器，当显示相 序正确时才能接岸电。 (3)接通岸电后，不允许再起动船上主发电机或使应急发电机合闸向电网 供电，因此主配电板均设有与岸电的互锁保护，使两者不可能同时合闸。 (4)若岸电为三相四线制时，应将船体与岸上接地装置相连，然后接岸电。