船员眼中万无一失的系统，为什么造成了全船失电事故？

近期，美国事故调查和伤亡分析办公室(CG-INV)发布了一份有关船舶全船失电事故的安全提示，USCG针对事故中暴露出的问题提出了一些安全建议。

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事故详情

在这起事故中，一艘安装了DP3(动力定位系统)的钻井船在开展关键的外大陆架(OCS)活动时遭遇全船失电，随即发生移位。

该船配备了非常复杂的电源管理、发电机监测、控制和安全系统，旨在提供断电保护和快速电力恢复。其设备布置超过了DP设备3级的最低要求，并采用“闭环总线”配置连接11kV电力系统运行。

事故发生时，该船正在进行关键油井活动，一旦移位，可能会导致人员受伤、环境污染或灾难性的破坏。幸运的是，由于船员们成功地采取了失电响应措施，包括利用既定程序进行油井紧急断开等，避免了这些严重后果。

可能成因

事后调查确定，该船动力定位系统6号主柴油发电机(MDG)出现了中性点过电压警报，表明发电机与总线断开后出现了接地故障。然而，当6号主柴油发电机与总线连接时，所有的电气参数都显示正常。

这种情况在事故发生前的三个不同场合都出现过，但该船仍然继续按照“闭环总线”配置运行，间歇性地出现原因不明的接地故障。

于是，受影响的发电机并没有被禁止连接到总线。此外，在多次断开和重新连接受影响的发电机以便问题重现进行故障排除之前，船上的船员并没有确定中性点过电压警报的原因。

随后，6号主柴油发电机间歇性故障发展成了高等级接地故障，在11kV配电系统中传播，并损坏了敏感的自动化电力管理系统部件。结果，提供配电盘欠电压保护的潜在变压器断路器因此而跳闸，导致船舶完全失电，发生移位，并使电源管理系统无法执行电力恢复。

由于自动电源管理系统的关键部件被损坏，船员不得不手动恢复11kV配电盘的电力。

调查确定，是一个有缺陷的真空断路器(VI)引发了级联电气故障，最终导致了全船失电。

真空断路器是一种可靠性极高的密封部件，出现这种特殊故障的可能性是以前没有想到的。在对真空断路器进行分析时，在一个焊缝中发现了一个微小的针孔。这使得真空断路器逐渐丧失真空条件，并阻止了内部灭火剂在断路器打开后淹没电弧，从而损坏了真空断路器。

这种破坏引起了电压尖峰，导致6号主柴油发电机两个潜在变压器故障和相关的高等级故障。有缺陷的真空断路器没有被发现，并以很慢的速度退化，因此未能触发可以显示真空断路器问题的警报。

真空断路器的退化状况引发了渐进式故障，导致这艘钻井船完全失电。

经验教训

符合设备等级2(DP2)和设备等级3(DP3)的动力定位系统具有控制功能和冗余功能，船员通常认为这些系统是万无一失的。而这起事故则表明，即便系统设计和测试力求通过工程控制来消除或减轻弱点，动力定位系统仍然可能存在缺陷。

USCG强烈建议移动式海上钻井装置(MODU)和其他配备DP2和DP3系统的船舶采取以下安全措施：

● 开展关键活动时，使用开放总线配置作为动力定位系统操作的首选模式。这样可以消除不可预见的故障通过闭环总线传播的可能性，并将失电限制在受影响的总线上，未受影响的总线可以保留一部分位置保持能力(尽管有所减弱)。

● 避免在移动式海上钻井装置或船舶与油井连接(即“锁住”状态下)或开展其他关键活动期间进行可能产生未知影响并导致失电或移位的故障排除。如果电力系统组件显示出故障或间歇性故障的迹象，应采用开放总线配置，以便减少失电的风险。在关键的发电机警报或自动保护功能被触发的情况下，应将受影响的发电机隔离开，直到通过适当的故障排除方法确定了问题。故障排除方法包括检查与警报或安全功能相关的原因和影响，检查可用的数据记录，并向受影响组件的制造商咨询。

● 遵循船舶技术协会(MTS)动力定位委员会编写的 《动力定位系统操作指南》中提供的适用于具体船型的相关指南。

● 确保熟练应对需要动力定位操作人员或船舶轮机员干预的动力定位系统故障，防止故障影响升级、船舶移位，或可能绕过动力管理系统自动保护的行动。