一、港口的系统结构

港口，是指具有船舶进出、停泊、靠泊，旅客上下，货物装卸、驳运、储存等功能，具有相应的码头设施，由一定范围的水域和陆域组成的区域。

二、雷击对港口的影响分析

2.1雷电的产生机理

雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象。

电位差可达数兆伏甚至数十兆伏，放电电流几十千安甚至几百千安。经验表明，对地放电的雷云绝大部分带负电荷，所以雷电流的极性也为负的。

2.2雷电的主要类型

直击雷：雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电。

感应雷：包括静电感应雷和电磁感应雷。

2.3雷电的危害

直击雷：雷云放电时，雷电流可达几百千安。通过被雷击物体时，产生大量的热量，使物体燃烧。

感应雷：雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的电磁效应和静电效应作用。

2.4雷击对港口的影响

港口相对来说地域广阔、较高的建筑物或设备设施比较多；特别是位于仓储区域、货场的部分建筑设施，虽然并不高大，但是比较孤立、突出等等，往往容易受到雷电的“光顾”。

2.5港口典型防雷措施

港口室外流动装卸设备的防雷

港口照明灯杆的防雷

港口变配电所、站、箱的防雷

港口油品储运设施的防雷

2.6港口雷击事故案例

2011年11月22日，位于大连市金州新区的某码头海滨北罐区31、32号原油罐因雷击密封圈着火。

三、故障电弧对港口的影响分析

3.1故障电弧对于港口的影响

港口装卸、运输作业主要是靠起重机、装卸机及皮带输送机等各类装卸运输机械，这些机械设备基本都装有大功率的电动机。由于港口的生产环境相对来说是比较潮湿的，粉尘也比较多，电动机不断启动，非常容易造成电气设备以及电气线路故障产生电弧、电火花和短路现象从而引发火灾。

电气设备产生的故障电弧容易引发易燃易爆气体、粉尘的燃烧甚至爆炸。

港口作为一个生产的主要集聚地，同时也是衔接各种交通方式的重要枢纽，再加上港航建筑规模迅速增大，用电设备设施大幅度增加，在生产工作中，电气安全问题，尤其是电气火灾预防问题是特别需要引起人们重视的，如果出现火灾，那么必然导致港口出现不可弥补的重大损失。

3.2港口故障电弧事故案例

2015年3月4日，加拿大某最大港口发生火灾，现场浓烟滚滚。据官方发言人说，火灾的事发地点是温哥华港一个集装箱码头，造成火灾的主要原因为电气设备故障产生高温电弧引燃可燃物。

四、谐波和不平衡对港口的影响分析

随着港口建设的迅速发展，港口规模不断扩大，港口用电设备大量采用硅整流设备和可控硅变流设备， 以及在堆场照明中普遍采用的放电类电光源设备。这些非线性负载产生的各次的高次谐波，能使变压器、电动机等发热，也能使回路过载发热，造成断路器频繁跳闸，甚至引起火灾。

4.1港口中谐波和不平衡的产生原因

变压器

由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性， 其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。

采用电力电子变流装置的电气设备

港口中存在较多门机、集装箱岸桥等机电设备，这些设备大量采用整流、逆变和变频等电力电子变流技术，非线性程度较高，易产生高次谐波。

气体放电类电光源

我国港口企业照明基本采用气体放电类电光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等。测量及分析气体放电类光源的全伏安特性可知，此类光源的非线性非常严重，有负的伏安特性。

计算机及其他办公设备

由于计算机及其他办公设备的电源基本上都是开关电源， 因此都会产生谐波。

4.2谐波和不平衡对港口的影响

影响港口输电线路

谐波电流和不平衡电流均会导致输电线路的损耗增加。当注入系统的谐波频率位于网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路会造成绝缘击穿，尤其是电缆线路。如今港口供电系统中，几乎都采用电缆供电，电缆线路对地电容比较大，而感抗较小，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。

影响港口变压器

谐波和不平衡电流都会造成不同程度的变压器损耗，导致变压器发热，甚至产生火灾。

影响港口电力系统可靠性

谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁港口供电系统的安全、可靠运行。

影响电动机

增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。

干扰测量控制仪器、通讯系统工作

对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备，供电系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中，会对其产生干扰。