0 引　言

舰船电力系统生命力（供电生命力），即舰船在战斗损伤及事故损伤条件下能否继续生存，为舰船重要设备（操舵系统、推进系统、反应堆及一回路系统、武器系统和消防系统等）供电的能力^[1]，是整个舰船生命力的命脉。

目前对舰船电力系统供电生命力的研究主要集中在以下3个方面：

1）从生命力的设计角度进行研究，为后续生命力评估研究做基础。如进行“自顶向下”的树状生命力分解定义结构，生命力评估的指标体系，对指标设计定量要求与概率要求^[2]。分别使用图模型和宽度优先搜索算法、功能树模型、组合合成原则描述，对设计阶段生命力模型分类^[3]。

2）结合舰船电力网络组成特点，进行电力系统生命力性能优化算法研究。如基于模糊综合评判理论，采用蒙特卡罗算法计算电网的损坏程度，建立电力系统的数学评判模型，采用遗传算法建立优化方案^{[4 – 5]}。

3）从生命力评估软件的算法角度进行研究，如概率分析法、贝叶斯网络法^[6]、神经网络和贝叶斯网络结合算法^[7]、损伤树分析方法^[8]、模糊数学理论进行模糊综合评判^{[9 – 10]}。

上述主要是从供电生命力设计角度或评估方法方面进行研究。然而，新型舰船在建造完成交付用户使用前，需由军方对电力系统进行性能鉴定。用户更关心的是电力系统供电生命力测试方法和结果，这就急需设计1套系统的新型舰船供电生命力测试方案。因此本文在实船供电生命力测试列项、测试指标及测试方法等方面开展研究，形成一整套实船测试方案并应用于某型舰船性能鉴定试验。

1 舰船供电生命力实船测试列项

电力系统生命力概念比较模糊，实船测试的项目指标又要求具体。本文从舰船设计时对供电生命力的要求，即“设计原则”和“舰船电力系统的组成”2个方面，对实船测试进行列项分析。

1.1 由设计原则对供电生命力测试列项

逐项对照国军标中水面舰艇供电生命力设计原则，提炼实船上测试项目及指标（见表1~表8）。

1）舰船供电系统的生命力必须和舰船总体的抗沉性相适应。当舰船遭受战斗损害而保持不沉时，电站和配电系统的剩余供电能力必须保证维持舰船机动性、必要的舰船生命力和最低限度的自卫能力所必需的重要负载的供电^[11]。

2）电力系统的功能设计应保证在功能工况下能可靠地检测、切除和隔离受损部位；并根据负载功能的重要程度对负载分类区别安排，优先保证重要负载的供电^[11]。

3）电气设备应作抗损设计，装舰电气设备均应满足抗冲击、抗电磁脉冲的要求。露天甲板以上的电气设备、应急发电机组和电缆应尽可能设置金属护罩防护或由周围钢结构提供的屏障^[11]。

4）电力系统应采用冗余设计和合理布置，其应满足：

①系统功能冗余设计时，采用对重要负载设置正常和备用等多路电源供电的方式；电站，汇流排、主干电缆等的容量、载流量等应有冗余^[11]；

②系统战斗冗余（隔离）设计时，应通过发电机组、配电板和其他电气设备的数量、尺寸和布置的正确合理的选择和设计，来保证功能工况下供电的连续性。大中型水面战斗舰艇应设置事故配电系统，临时拉敷软电缆替代受损电缆，实施事故供电^[11]；

③对非冗余的功能上相互依赖的重要组成部分（设备）应靠近合并安置，尽可能缩小目标体积^[11]。

5）电力系统设计应考虑损害管制。应采用有效手段和方法及时评估供电系统的战斗损害情况，以便及时实施损害管制^[11]。

6）电力系统应严格控制舰船应急工况下的负载投入，保证应急配电系统的负载容量与应急电站的容量相适应^[11]。

1.2 由系统组成对供电生命力测试补充列项

舰船电力系统包括一次二次系统。主要由电源设备、配电系统和负载组成。新型大型舰船电力系统组成从功能方面分类，如图1所示。

1）发电功能系统方面

除从设计角度对发电机组和主配电板所列项进行细化外，考核机组自身性能（见表9）。

2）配电功能系统方面

对设计角度列项中分区配电、两舷供电及事故电网列项进行细化。对配电设备自身功能列项，试验时结合前面列项完成。列6项，对应图2中设备。

3）消磁功能系统方面

结合图1中消磁功能系统4类设备，列4项。主要考核设备监控显示报警功能。

4）电力监控功能系统方面

结合图1中4类设备组成，列4项。考核各级控制、报警、显示、监测功能。各级控制之间的通信功能，配电区域控制器的询问卸载重载功能。

5）电力辅助功能系统方面

结合图1该系统组成，列2项。在战斗工况时，考核主照明和应急照明稳定性，考核应急电力设备组网运行及主备电源转换功能。

2 舰船供电生命力实船测试方法分析

根据试验相关工作设计鉴定试验流程，如图3所示。

2.1 方案设计

本文结合某型舰性能鉴定试验设计1套完整的供电生命力测试方案。对测试指标进行梳理，通过选定实验环境及方法，使指标测试尽可能接近实战环境。

以表1中第1个指标为例进行设计。

1）试验目的

考核有舱室破损，一个或多个电站失去供电能力时全舰供电能力。

2）试验环境和条件

①环境要求：试验舰为战斗工况；

②被试品工作状态：电力系统正常工作，配属的仪器仪表经过校准；

③配试装设备：电能品质测量设备、电压表、电流表、频率表等。

3）试验方法

根据舰总体不沉性设计，模拟船舱进水，分别关闭1个（XX号）和2个（XX号和XX号）电站，利用剩余电站向全舰用电负荷供电。在电力集控台记录电力系统工作情况（记录各电气参数），统计各用电系统/设备的工作情况（记录故障情况）。在雷达加高压时，在供电输入端测试电能品质。在多次记录（读取数字和波形图）相关数据。

4）数据处理

按照具体参数要求（军标相关规程）进行处理。

5）评定准则

各测试参数指标满足相关要求（军用标准、研制要求或规格书等）为合格。

2.2 具体实施过程

试验实施过程由指标性质本身来定，现将测试指标分为勘验型、功能型和测值型3类。

1）勘验型

设计安装类指标。如表5中第142页、表6第162页，只需按图纸在实船勘验即可。

2）功能型

具备功能类指标。如表5第152页。事故电网接入某负载（舵机），记录整个过程2 h供电的完成情况。无故障发生为合格。

3）测值型

具体参考数值类指标。如表1中第22页。需要一个“选点、仪表选择、测试记录、数据处理、结果评估”的流程。实施过程如下：

①在战斗工况开始前，将大功率雷达供电开关分闸，在大功率雷达电源输入端（起动箱）连接测试线路；

②大功率雷达供电开关合闸恢复供电；

③使用电能质量分析仪记录三相电压波形，读取起动前稳态电压及频率，启动至稳态后读取稳态电压、稳态电流及频率。根据波形计算电压跌落、电压恢复时间、频率跌落及频率恢复时间；同时记录雷达工作的稳定性（记录故障发生情况）。

2.3 测试结果处理

勘验型和功能类指标记录结果即为结论。测值型指标，采用从波形图中读取数值和直接从仪表中记录数值，并进行计算处理。

以“在战斗工况时某大功率雷达输入端交流电源品质测量”中部分指标为例，记录数据及处理过程如图4、图5和表10所示。

3 结　语

本文从供电生命力设计要求和电力系统组成角度，对实船供电生命力进行测试列项、指标分析及测试方法方面开展研究，并进行实船测试，得出如下结论：

1）通过把供电生命力抽象概念具体化，对实船供电生命力测试进行列项分析，明确指标，把供电生命力分析单纯依靠评估方法转变为与实船测试结合的方式，有助于用户对舰船性能直观了解。

2）模拟舰船战斗工况和战损状态比较困难，试验测试与实战状况还有相当差距。列项指标、测试环境和测试方法还要进一步完善。

3）建议舰船交付部队使用后，战斗演练演习过程中，有针对性的对部分关键指标进一步次考核。为后续舰船提供依据。