论文部分内容阅读
[摘 要]电气接地故障是船舶中较为常见的问题之一，其不但会对船舶上电气设备的正常运行造成影响，而且还容易引发各种安全事故。因此，关于船舶电气接地故障的安全性分析具有重要的意义。本文首先对船舶电气接地故障的特点以及船舶电气接地故障发生原因进行了概述，详细探讨了船舶电气接地故障的查找方法以及船舶电气接地故障安全预防措施，旨在避免船舶电气接地故障的发生。
[关键词]船舶电气；接地故障；原因；措施
中图分类号：U672 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0306-01
1 船舶电气接地故障的特点
电气设备是船舶中非常重要的组成部分之一，而船舶的电气接地则是指将电气设备的金属外壳、线缆护套以及支架等进行可靠接地，其主要目的是为了确保电力系统与电气设备能够安全、稳定、可靠运行，常用电气接地方式有中性点电源接地、三相四线系统等等。若是发生电气接地故障时，会对人员安全构成一定的威胁，通常情况下，当船舶电气设备的线路金属导电未能正常可靠接地或是绝缘老化、损坏时，都容易引起电气接地故障。船舶电气接地故障的特点具体体现在以下几个方面上：其一，当船舶发生电气接地故障时，一般接地电容都非常大，并且在工况发生变化的同时，电容也会随之发生变化，从而会导致不同的支路产生接地故障电流，这些电流的大小也均不相同。此外，当电气接地故障发生时，它的零序电流整定值基本无法确定；其二，电气接地故障发生后，它的供电支路电容非常不均匀，这样一来便会导致其它正常支路中也可能出现相对较大的漏电流；其三，在同一条支路当中所产生的接地故障电流大小均不相同，这是因为接地电阻既有可能是金属，也有可能是电弧，若是电弧接地，由于它的电容较大，故此相对零序电压会很小。
2 船舶电气接地故障发生原因
2.1 船舶的安全运行，主要靠的就是船舶的电气设备，但是电气设备如果长时间处于运行状态，就会对船舶接地电容产生影响，严重时会造成电容出现波动现象，而电容的这种波动，又会对船舶电力系统中运行的电流产生影响，使得实际的电流与预设的电流出现很大偏差，极易导致船舶出现接地故障
2.2 船舶的电气设备结构比较复杂，其电力系统中存在很多不同的支路，在船舶正常运行时，支路电流都比较平稳，如果支路电容发生变化，同样会造成支路电流发生相应的变化，这种情况也是引发船舶电气接地故障的一个原因。
2.3 在一个电路里，除了电容的变化会引起电流的变化之外，电路中电阻的变化同样会引起电流发生变化，进而导致船舶电气接地故障；第四，船舶电气设备的电容都比普通的电容大很多，降低了电气设备的零序电压，也是引发船舶电气接地故障的另外一个原因。
3 船舶电气接地故障的查找方法
就船舶的电气接地故障而言，从本质的角度上讲，就是电路的对地绝缘损坏，从而造成了电路对地的绝缘电阻降低，严重时电阻值为零。鉴于此，对船舶电气接地故障的查找，只需要对电路对地绝缘的电阻值进行测量即可。通常可以采取以下方法进行故障查找：
3.1 分段排查法。当船舶发生电气接地故障时，应当认真分析并判断故障点可能出现的位置。首先，要考虑故障报警时，哪些设备仍处于正常工作状态，并将这些设备排除在外，然后考虑近期是否安装了新的电气设备，這些设备的工作情况是否正常，同时考虑船舶中有哪些设备始终处于恶劣的工作条件下，并对其进行重点排查，这些设备很可能就是故障的根源。在具体查找时，可以将某些设备切除，若是切除后报警消除，则说明电气故障就存在于这些设备当中，如果报警并未消除，那么应当进一步扩大查找的范围，可在配电板上对负载开关进行逐个断开，观察报警是否消除，当某个开关关闭后，报警消除则表明故障点就存在于该区域。
3.2 故障点查找
通常情况下，我们将船舶电气接地故障分为两种类型，即船舶电气设备接地故障和船舶电气线路接地故障。第一，线路接地故障。这种故障需要将故障点进行细化，精确到线芯，通常的确定方法是对线路中的每个开关进行分段排查。第二，电气设备接地故障。这种类型的接地故障，就需要对船舶的电动机系统、通讯系统以及照明系统逐次进行专业化检查。根据经验和实践，将船舶电气设备接地故障出现的原因进行了总结：首先，船舶长时间运行在水中，电气设备在运行的过程中不断放热，使得电气设备在高温环境下运行；其次，船舶备用电动机设备使用频率不高，在船舶运行的过程中很容易受潮，导致绝缘电阻降低，加上环境潮湿的影响，绝缘体很容易发生开裂或者漏电等老化现象；最后，电机设备各个进线孔密封性较差，出现进水现象。根据船舶电气设备接地故障发生的原因，相关工作人员可以断开电气设备的电源，将设备的连接线拔出后拆开，利用兆欧表对其进行测量，如果发现绝缘电阻为零，就可以将其认定为故障点。
3.3 利用兆欧表进行排查。当电气接地的故障区域确定后，应当查明是线路接地还是设备接地，可先将主配电板上的负载开关和设备电源开关断开，然后用兆欧表对供电线路、设备绝缘电阻进行测量，若是哪个电阻值为零或是较低，则表明该位置为故障点。若是供电电缆破损接地故障，则应当准确查明是哪一段的电缆以及哪根芯线接地，针对这种情况可以以线路中的开关作为节点进行查找。
4 船舶电气接地故障安全预防措施
4.1 设计安装方面接地故障处理
按照国家相关标准和规定，设备接地方式可以有三种，包括设备接地、电缆接地以及特殊接地，在这三种接地方式当中，都需要确保接地电阻符合要求。对于一些设备，如果其工作电压超过24V，就应当进行接地处理。对于船舶设备而言，需要将这些设备直接与船体固定结构相连接。此外，船舶上存在很多与船体相焊接的基座和支架，船舶设备接地也可以与这些基座或者支架相连接；如果一些电缆工作电压超过24V，也需要对其进行接地处理。电缆的金属外套、铠装层一般应在电缆两端头进行接地。传输交流单相电源的单芯电缆、最后分支电路的电缆等可以在一端接地。对于特种接地：与电缆过渡箱连接的甲板电缆管或分支电缆均需接地，相邻两根电缆管在法兰连接处用铜皮或电缆连接，其接地截面积不小于16mm2。
4.2 对于设备运转中接地故障处理
为了确保船舶电气设备的安全运行，需要时常对这些设备进行保养与维护，并做好相关维护维修记录，方便工作人员对船舶设备安全状态进行分析，及时发现其中存在的安全隐患。电气设备中导线或者元件的绝缘不好或者元件放置不当而引起接地故障障时，会导致电路中电流、电压、电阻出现异常，发生电击现象，触发接地故障熔断器、熔丝或断路器周期性断路。这就需要在日常工作中，时常观察电气设备导线绝缘情况，发现绝缘损伤应及时修复；并注意元器件放置位置是否正确，不正确时，应及时调整。对于备用发电机、照明设备及通讯设备，要定期做好维护保养，经常性地对其接地情况进行检测，发现不合格，立即予以处理。要做好二次隔离；由于船舶电气设备常年处于潮湿的环境中，所有电气设备都要进行二次隔离，以此提高电气设备的绝缘性能。
5 结束语
综上所述，关于船舶电气接地故障的安全性分析对船舶正常运行具有重要的作用。因此，必须进一步提高和完善船舶电气接地故障安全预防措施，只有这样才能提高船舶运行的安全性。
参考文献
[1] 黄乔铃.船舶电气的接地故障及其对应处理探究[J].建材与装饰，2017，（30）：229-230.
[2] 张茜铭.船舶电气接地故障的相关问题分析[J].科技展望，2017，27（20）：118.
[3] 赵楠.浅谈船舶电气接地故障的查找与防治[J].科技创新与应用，2017，（18）：139.
[4] 姜应战，姜海龙，刘金辉，张海鹏.船舶电气接地故障的安全性分析[J].电子测试，2017，（08）：96+95.
[5] 张波.船舶电气接地故障排除及预防研究[J].中国水运（下半月），2017，17（04）：77-78.
[6] 温立达.引起船舶电气设备常见故障的因素[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2016，（06）：172-173.
[7] 张君.船舶电气接地故障的查找及防治[J].建材与装饰，2016，（19）：145-146.
[8] 陈凯.船舶电气的接地故障及其对应处理分析[J].机电技术，2015，（06）：135-137.
[关键词]船舶电气；接地故障；原因；措施
中图分类号：U672 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0306-01
1 船舶电气接地故障的特点
电气设备是船舶中非常重要的组成部分之一，而船舶的电气接地则是指将电气设备的金属外壳、线缆护套以及支架等进行可靠接地，其主要目的是为了确保电力系统与电气设备能够安全、稳定、可靠运行，常用电气接地方式有中性点电源接地、三相四线系统等等。若是发生电气接地故障时，会对人员安全构成一定的威胁，通常情况下，当船舶电气设备的线路金属导电未能正常可靠接地或是绝缘老化、损坏时，都容易引起电气接地故障。船舶电气接地故障的特点具体体现在以下几个方面上：其一，当船舶发生电气接地故障时，一般接地电容都非常大，并且在工况发生变化的同时，电容也会随之发生变化，从而会导致不同的支路产生接地故障电流，这些电流的大小也均不相同。此外，当电气接地故障发生时，它的零序电流整定值基本无法确定；其二，电气接地故障发生后，它的供电支路电容非常不均匀，这样一来便会导致其它正常支路中也可能出现相对较大的漏电流；其三，在同一条支路当中所产生的接地故障电流大小均不相同，这是因为接地电阻既有可能是金属，也有可能是电弧，若是电弧接地，由于它的电容较大，故此相对零序电压会很小。
2 船舶电气接地故障发生原因
2.1 船舶的安全运行，主要靠的就是船舶的电气设备，但是电气设备如果长时间处于运行状态，就会对船舶接地电容产生影响，严重时会造成电容出现波动现象，而电容的这种波动，又会对船舶电力系统中运行的电流产生影响，使得实际的电流与预设的电流出现很大偏差，极易导致船舶出现接地故障
2.2 船舶的电气设备结构比较复杂，其电力系统中存在很多不同的支路，在船舶正常运行时，支路电流都比较平稳，如果支路电容发生变化，同样会造成支路电流发生相应的变化，这种情况也是引发船舶电气接地故障的一个原因。
2.3 在一个电路里，除了电容的变化会引起电流的变化之外，电路中电阻的变化同样会引起电流发生变化，进而导致船舶电气接地故障；第四，船舶电气设备的电容都比普通的电容大很多，降低了电气设备的零序电压，也是引发船舶电气接地故障的另外一个原因。
3 船舶电气接地故障的查找方法
就船舶的电气接地故障而言，从本质的角度上讲，就是电路的对地绝缘损坏，从而造成了电路对地的绝缘电阻降低，严重时电阻值为零。鉴于此，对船舶电气接地故障的查找，只需要对电路对地绝缘的电阻值进行测量即可。通常可以采取以下方法进行故障查找：
3.1 分段排查法。当船舶发生电气接地故障时，应当认真分析并判断故障点可能出现的位置。首先，要考虑故障报警时，哪些设备仍处于正常工作状态，并将这些设备排除在外，然后考虑近期是否安装了新的电气设备，這些设备的工作情况是否正常，同时考虑船舶中有哪些设备始终处于恶劣的工作条件下，并对其进行重点排查，这些设备很可能就是故障的根源。在具体查找时，可以将某些设备切除，若是切除后报警消除，则说明电气故障就存在于这些设备当中，如果报警并未消除，那么应当进一步扩大查找的范围，可在配电板上对负载开关进行逐个断开，观察报警是否消除，当某个开关关闭后，报警消除则表明故障点就存在于该区域。
3.2 故障点查找
通常情况下，我们将船舶电气接地故障分为两种类型，即船舶电气设备接地故障和船舶电气线路接地故障。第一，线路接地故障。这种故障需要将故障点进行细化，精确到线芯，通常的确定方法是对线路中的每个开关进行分段排查。第二，电气设备接地故障。这种类型的接地故障，就需要对船舶的电动机系统、通讯系统以及照明系统逐次进行专业化检查。根据经验和实践，将船舶电气设备接地故障出现的原因进行了总结：首先，船舶长时间运行在水中，电气设备在运行的过程中不断放热，使得电气设备在高温环境下运行；其次，船舶备用电动机设备使用频率不高，在船舶运行的过程中很容易受潮，导致绝缘电阻降低，加上环境潮湿的影响，绝缘体很容易发生开裂或者漏电等老化现象；最后，电机设备各个进线孔密封性较差，出现进水现象。根据船舶电气设备接地故障发生的原因，相关工作人员可以断开电气设备的电源，将设备的连接线拔出后拆开，利用兆欧表对其进行测量，如果发现绝缘电阻为零，就可以将其认定为故障点。
3.3 利用兆欧表进行排查。当电气接地的故障区域确定后，应当查明是线路接地还是设备接地，可先将主配电板上的负载开关和设备电源开关断开，然后用兆欧表对供电线路、设备绝缘电阻进行测量，若是哪个电阻值为零或是较低，则表明该位置为故障点。若是供电电缆破损接地故障，则应当准确查明是哪一段的电缆以及哪根芯线接地，针对这种情况可以以线路中的开关作为节点进行查找。
4 船舶电气接地故障安全预防措施
4.1 设计安装方面接地故障处理
按照国家相关标准和规定，设备接地方式可以有三种，包括设备接地、电缆接地以及特殊接地，在这三种接地方式当中，都需要确保接地电阻符合要求。对于一些设备，如果其工作电压超过24V，就应当进行接地处理。对于船舶设备而言，需要将这些设备直接与船体固定结构相连接。此外，船舶上存在很多与船体相焊接的基座和支架，船舶设备接地也可以与这些基座或者支架相连接；如果一些电缆工作电压超过24V，也需要对其进行接地处理。电缆的金属外套、铠装层一般应在电缆两端头进行接地。传输交流单相电源的单芯电缆、最后分支电路的电缆等可以在一端接地。对于特种接地：与电缆过渡箱连接的甲板电缆管或分支电缆均需接地，相邻两根电缆管在法兰连接处用铜皮或电缆连接，其接地截面积不小于16mm2。
4.2 对于设备运转中接地故障处理
为了确保船舶电气设备的安全运行，需要时常对这些设备进行保养与维护，并做好相关维护维修记录，方便工作人员对船舶设备安全状态进行分析，及时发现其中存在的安全隐患。电气设备中导线或者元件的绝缘不好或者元件放置不当而引起接地故障障时，会导致电路中电流、电压、电阻出现异常，发生电击现象，触发接地故障熔断器、熔丝或断路器周期性断路。这就需要在日常工作中，时常观察电气设备导线绝缘情况，发现绝缘损伤应及时修复；并注意元器件放置位置是否正确，不正确时，应及时调整。对于备用发电机、照明设备及通讯设备，要定期做好维护保养，经常性地对其接地情况进行检测，发现不合格，立即予以处理。要做好二次隔离；由于船舶电气设备常年处于潮湿的环境中，所有电气设备都要进行二次隔离，以此提高电气设备的绝缘性能。
5 结束语
综上所述，关于船舶电气接地故障的安全性分析对船舶正常运行具有重要的作用。因此，必须进一步提高和完善船舶电气接地故障安全预防措施，只有这样才能提高船舶运行的安全性。
参考文献
[1] 黄乔铃.船舶电气的接地故障及其对应处理探究[J].建材与装饰，2017，（30）：229-230.
[2] 张茜铭.船舶电气接地故障的相关问题分析[J].科技展望，2017，27（20）：118.
[3] 赵楠.浅谈船舶电气接地故障的查找与防治[J].科技创新与应用，2017，（18）：139.
[4] 姜应战，姜海龙，刘金辉，张海鹏.船舶电气接地故障的安全性分析[J].电子测试，2017，（08）：96+95.
[5] 张波.船舶电气接地故障排除及预防研究[J].中国水运（下半月），2017，17（04）：77-78.
[6] 温立达.引起船舶电气设备常见故障的因素[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2016，（06）：172-173.
[7] 张君.船舶电气接地故障的查找及防治[J].建材与装饰，2016，（19）：145-146.
[8] 陈凯.船舶电气的接地故障及其对应处理分析[J].机电技术，2015，（06）：135-137.