船舶在进出港口时，发生全船失电，是非常危险的情况。船舶失电后，短时间内船舶主机和舵机都处于停止状态，完全无动力进行转向、加减速等避让操纵。在风和流以及水动压力共同作用下，船舶会偏离原轨迹，使船舶进入危险状态。而在上海港的引航路径中，绝大部分航段，要么是船舶密集，要么是可航水域狭窄，所以，发生船舶失电将会非常危险，引航员非常有必要简要了解船舶失电的原理和应对措施，以保障引航安全。
1 事故案例
1.1 事故经过
2024年3月26日，马士基租用的新加坡籍“DALI”轮，船长300 m，船宽48 m。在美国巴尔的摩港当地时间1:00离开码头，2艘拖船协助，两名美国引航员在船，“DAL”轮掉头完成后拖船离开。1:23，在主航道航速达到8.5 kn;1:24，“DAL”轮发生失电故障，主机及舵机停止运行，引航员向大桥管理方发出警告信息。1:25，甲板照明恢复，引航员随后抛下左锚。1:26，再次失电，40 s后，甲板照明恢复，“DALI”轮于1:29以6.5 kn速度碰撞巴尔的摩港大桥桥墩，并造成大桥垮塌。
1.2 事故调查
2024年5月15日，美国国家运输安全委员会发布了一份有关“DAL”轮撞塌巴尔的摩港大桥事件的初步调查报告。报告显示"DAL!”轮在碰撞前共经历了4次失电。事故发生前约10 h，船员在维护该轮柴油发电机排气系统时，错误地关闭了一个排气挡板导致一台柴油发电机熄火，引起全船断电。船员恢复电力后，由于燃油压力过低，导致再次断电。随后船员切换另一组断路器，恢复电力后得以离港。当“DALI”轮距离大桥0.6 mile时，船上电气断路器跳闸，导致船舶失电，距离大桥0.2 mile时再次失电，最后以65 kn的速度撞上大桥桥墩，导致大桥垮塌。
1.3 事故原因分析
“DAL”轮在事故前和事故发生过程中，多次发生电力系统故障。而且事故前两次失电并未引起船员重视，轻率离港后，断路器再次跳闸，导致船舶失电，主机及舵机停止运行，这是导致碰撞的直接原因。船员应急响应不力，尽管多次努力恢复电力，但是并没有解决问题，未能在关键时刻恢复船舶动力，暴露出船舶电力系统脆弱和应急能力不足。调查报告并没有给出事故详细过程，在第次失电以后，甲板照明失效，甲板照明恢复后，不确定是主发电系统恢复还是应急发电机启动，此时烟肉冒出黑烟，笔者分析应该是主发电机或者应急发电机排出的黑烟，不是主机倒车，一方面是船舶的降速太少，从失控到撞桥，0.6 mile距离只降低了2 kn，不符合倒车的特征。另一方面应急发电机由于功率限制，只供应应急设备电力，不能带动主机启动并且运行，相当于整个过程船舶处于失控状态。引航员在船舶掉头完成后就让拖船离开，并未要求拖船跟随过大桥，忽视了可能存在的风险。假如有拖船跟随，也许还能避免撞桥，这也是撞桥一大原因。
2 常规货轮的电力系统布置
常规货轮的电力系统布置通常包括以下几个主要部分:
1)主发电机
主发电机是船舶的主要电力来源，现代货轮一般配备多台柴油发电机组，以确保在一个发电机出现故障时，其他发电机可以继续供电，保证系统的可靠性。
2)应急发电机
为应对主发电机失效或主电力系统故障，货轮上配有应急发电机，通常安装在船舶的高处和安全区域。应急发电机能够在主电力系统断电后45 s内自动启动，并提供足够的电力来维持船舶的基本导航、通信、照明及其他应急设备的运行[]
3)主配电板(主开关板)
主配电板是电力分配的核心，连接所有发电机和主要用电设备。它负责将发电机产生的电力分配到各个系统，如推进系统、照明、空调、导航设备、货物装卸设备等。
4)分配电板
分配电板从主配电板接收电力，并进一步分配到各个特定区域或设备。分配电板的设计可以分区控制，不同区域的电力系统可以独立操作，提高了电力系统的可靠性和灵活性。
5)变压器和整流器
变压器用于将发电机产生的电压转换为适合不同设备使用的电压等级。整流器则将交流电(AC)转换为直流电(DC)，以满足特定设备的电力需求。
6)电池组和UPS(不间断电源)
电池组和UPS系统用于在短时间内提供电力，通常用于驾驶台关键设备和系统，比如导航设备、通信设备和计算机系统，以确保在电力中断时这些设备仍能正常运行。
7)配电网络
配电网络由电缆和开关组成，连接各个电力设备和系统，确保电力可以可靠、安全地传输到需要的地方。8)电力系统的冗余设计
常规货轮的电力系统设计强调冗余和可靠性，以确保在任何情况下都能维持船舶的基本功能。典型的冗余设计包括:多台发电机并联运行，确保一台发电机故障不会影响整体供电;
独立的应急发电机系统，确保在主电力系统完全失效时仍能提供基本电力;多个分配电板和独立电力回路，避免单点故障造成全船断电。
3 船舶失电原因
船舶失电的原因可能多种多样，通常涉及电力系统的设计、操作和维护等方面。以下是一些常见的原因。
1)发电设备故障
发电机故障:主发电机和备用发电机的机械或电气故障，如发电机过热、短路或轴承损坏等，都会导致电力供应中断柴油机故障:驱动发电机的柴油机如果出现故障，如燃油系统问题、润滑油系统故障等，会直接导致发电机停止运行
2)配电系统问题
配电板故障:配电板是电力分配的核心设备，故障可能包括过载、短路、绝缘破损等。这些问题会导致整个电力系统瘫痪。
开关设备故障:断路器、接触器等开关设备如果出现故障，可能会导致电力无法正常分配和切换。
3)电气系统设计和维护问题
设计缺陷:电力系统设计不合理，如冗余设计不足、负荷分配不均等，可能导致电力系统在某些情况下无法正常运行。维护不当:电力系统的定期维护和检査不到位，如电缆老化、接线松动、设备积尘等，都会增加失电风险
4)操作失误
操作人员失误:操作人员在切换电源、维护设备或管理负荷时的错误操作，可能直接导致电力中断
5)外部因素
极端天气:雷电、暴风雨、冰雪等极端天气可能会直接影响电力设备，导致失电,
海水侵入:在恶劣海况或船体损坏的情况下，海水进入机舱可能导致电气设备短路和失效。
6)燃料和润滑油问题
燃料质量问题:使用劣质或污染的燃料会导致柴油机无法正常运行，进而影响发电润滑油系统故障:润滑油供应不足或品质不佳，会导致发电机组的机械故障。
7)电气设备老化
电气设备老化:随着时间推移，电力系统中的设备和元件会逐渐老化，性能下降，故障概率增加。
4 船舶失电后果
1)船舶失电后，应急发电机启动前
(1)推进系统失效:主机和其辅助机械停止运行，船舶失去推进力，无法进车或倒车。
(2)操舵系统失效:舵机及控制系统失去电力，停止运行，船舶将无法控制航向。
(3)锚机失去动力，无法运行，除非提前备好锚，否则无法抛锚。
(4)失去照明，船员如果没有其他照明设备，将会行动困难且危险。航行灯和信号灯无法显示。
(5)电池组和UPS系统用于在短时间内提供电力，通常用于驾驶台关键设备和系统，比如导航与通信设备。
2)应急发电机启动后
(1)推进系统:由于主机启动运行需要很多辅助设备同时运行，比如空气启动系统、燃油系统、润滑油系统、冷却系统等。应急发电机由于功率限制，无法提供向这些辅助设备供电，因此，推进系统仍然无法运行。
(2)操舵系统:根据《国际海上人命安全公约》(SOLAS)的规定，船舶的应急发电机在启动时必须能够向至少1台舵机供电。因此应急发电机启动后船舶获得一定转向能力。但是由于没有螺旋桨排出流，舵效会大大降低，甚至在船速降低到极限时完全失去舵效。而且由于不是全部舵机都在运行，功率受影响，转舵速度会严重降低。
(3)应急发电机由于功率限制，通常不供应锚机电力。
(4)应急照明启动，船员行动更方便安全，也为航行及信号灯提供电源。
在船舶失电发生后，船舶失去操纵能力，即使应急发电机启动，也只是增加一些转向能力，仍然可视为失控状态。
5 引航作业中对船舶失电的预防
5.1 引航员上船前
交通运输部海事局于2024年4月7日至10月31日，在全国范围内开展预防船舶机,电设备专项行动，并于4月16日正式启动专项检查。引航工作进行前，引航机构可通过船舶代理，要求船方人员依照《预防船舶机电故障专项检査指南》，对船舶机电设备进行检查和维护，确保船舶不带病进港。还可指导性要求船舶进港时要2台以上发电机同时并联运行，保证备用发电机随时可用，应急发电机和蓄电池随时可用。引航站遇到老船要格外关注。船龄越大，发生机电故障的几率越大，15年以上的船舶占比高达40.9%;10~15年的船舶为33.3%;10年以下的船舶占比较小
5.2 引航员上船后的准备工作
引航员上船后，和船长及时沟通，并让船长告知轮机长航行环境和条件，船长保持在驾驶台值守，轮机长保持在机舱值守。让船方备好双锚，船头留人并开启对讲机值守。有护航拖船的可以根据需要带在后方或者伴航，伴航的话可以将拖船伴航一侧，船头和船尾缆绳各松1根至水面以上2 m处，以便于紧急情况下带上拖船，协助操纵船舶。
5.3 引航操纵
(1)在船舶靠离码头等关键操作时，大功率设备，比如侧推器、空压机和锚机等设备，也许会同时使用，导致电站负荷大幅上升配电板超负荷导致跳闸。因此，引航员在进行这些操作时尽可能错开使用时间。频繁启停大功率设备对电网冲击很大，有可能引起设备故障而跳电。因此使用侧推器时，应避免频繁启动到高档位。长时间满负荷使用侧推器也可能导致发电机过热故障,
(2)尽可能减少配电板操作，以免发生误动作。无法避免的情况下，应选择相对安全的水域进行。比如让机舱人员备侧推器，可能会启动额外发电机进行并电或者换电操作。不排除发生故障或者人为失误的可能。上海港曾经发生过船舶备侧推导致失电的险情。因此，应选择相对安全水域让机舱人员备侧推器,
(3)尽可能避免航行中换油操作，由于长江内环保要求，不同航段对燃油含硫量要求不同，因此部分船舶可能在航行中需要换油,假如新换的燃油有质量问题或者船员误操作，有可能引起船胎失电。对进口船，引航站可要求船方讲港前完成换油:对出口船，引航员可以拒绝船方驶出港区前换油。
6 船舶失电后的应对
6.1 船舶失电后，应急发电机启动前
此时船上的电力来源只剩下驾驶台层蓄电池，蓄电池只供应VHF电话、雷达、电子海图等通讯和助航仪器。此时引航员可以让船头人员做好抛锚准备，按要求显示船舶失控时的号灯(开关开启等待供电)、号型，主张失控船权利，联系近距离有危险的他船或者向VTS报告，引航员根据危险高低，先解决最危险的问题，
6.2 应急发电机启动后
失电到应急发电机启动是一个很短的过程，船舶失电45 s内，应急发电机启动，向应急设备供电!。假如在航行中，船舶还不会出现严重的偏航。可以利用余速和一台舵机操舵控制航向。但是由于没有螺旋桨排出流，舵效会大大降低，甚至在船速降低到极限时完全失去舵效。而且由于不是全部舵机都在运行，功率受影响，转舵速度会严重降低。因此控制航向不一定能成功。在水深受限的航道中失电，船舶极有可能搁浅，如“长赐”轮的航行记录仪显示有主电源丢失报警的记录。此时可以利用抛锚，来控制航向和航速抛锚先抛2倍水深长度，然后根据需要来决定是否增加。积极协调周围船舶避让，VTS的介入协调和相关船舶的沟通配合也很重要。引航员应熟练掌握船舶受风和流影响下的漂移和偏转趋势，预估后续的船舶姿态和漂移位置，以利于作出后续决策。有护航拖船或者在靠离泊时有拖船协助的，可以利用拖船控制船舶。当碰撞无法避免时，争取最大程度减小损失,
7 结束语
作为一名引航员，应当对船舶机电设备有所了解，才能在日常工作中更好应对紧急情况发生。船舶失电原因多种多样，根据当时的环境，应对方法也不尽相同，提前的预防和准备工作非常重要。船舶失电的应对经验很难得，可以通过航海模拟器来模拟船舶失电，在模拟器实操培训中学习规范和科学的应急操纵流程，提高引航员的判断和应变能力，保障引航安全。
参考文献：
[1]余麟.船舶引航过程中对船舶失电的防范及应对[J].航海,2024,(05):33-36.
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