船舶電氣的接地故障分析及處理方法

袁建飛

摘要：船舶電氣在正常運行過程中接地故障極為常見，這給船舶電氣的設備可靠性能造成嚴重的影響，甚至還可能產生船舶停止航行的現象。為了更好地處理接地問題，首先就要找到出現問題的關鍵點，對船舶自身條件采取系統(tǒng)和整體的方式考查核實出現問題的節(jié)點，然后查看因接地失誤而造成的不良后果，最后找到解決接地和由船舶自身問題造成的接觸不良，進一步探索接地的最佳方法，結合最佳接地路線進行調整。

關鍵詞：船舶；電氣；接地故障；措施

1 導言

船舶電氣設備作為船舶正常航行的重要保障，是一個相對獨立的部分，因此對電氣設備進行自動故障檢測極其重要。保護接地是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架等帶電可能危及人身和設備安全而進行的接地，通常是將系統(tǒng)、設備、電纜的一點或多點接地。其保護接地方式主要包括設備外殼接地、防雷接地、防靜電接地、電纜金屬護套接地等。電磁兼容性接地是為保護系統(tǒng)或設備自身不受電磁環(huán)境影響，同時也不會對在該環(huán)境中的其他事物造成電磁危害的一種接地方式。

2 接地的類型和作用

與地面相連接的線是給傳電路徑以及整體功能的運行做參照等量電氣均衡點以及完整的面；“與地面相連接”通常由傳電路徑以及整體運行和大地創(chuàng)建保護路徑，而大部分情況下是整體運行各功能的一種系統(tǒng)零部件，其他部分就是“地”。每一種傳電路徑都有對應與大地相連接的最優(yōu)形式，本文主要介紹兩個傳電形式。

2.1標準接地

標準接地，將健康標準納入接地所能接受的范圍內，將電壓轉移至地下從而減少發(fā)生超壓電擊船上人員的風險，配置高效能的防護裝備，增強防御性能以及可行指數，為船上人員的健康提供安全防護措施。

2.2工作接地（參考接地）

因地區(qū)、時間、工作內容而發(fā)生變化的接地方式稱為工作正常接地。正常的工作接地最基本的標準等電位通常為最小的自然數0，根據因時制宜，實時變化的工作環(huán)境，必須對傳電路線進行系統(tǒng)的內容分類，合理區(qū)分各線路，因地制宜的實施各路線的連接，做出最優(yōu)化的正常的工作接地。

3 船舶電氣接地故障的原因及危害分析

3.1原因

在長期航行中，由于多種因素的影響，船舶不可避免地會發(fā)生故障，這對船舶的正常運行有很大的影響。尤其是電氣接地很常見。主要原因包括：

（1）電氣設備的設計安裝不夠科學。特別是對于大電容的船舶產品，經常出現接地問題。在實踐中，它經常發(fā)生。因此，設備必須按有關標準設計，否則會出現安全問題。

（2）設備腐蝕。這種設備一般經濟壽命短，達到規(guī)定期限后需要更換。否則，很容易發(fā)生故障。

（3）日常維護保養(yǎng)工作不足。所有設備不能脫離日常良好的維護保養(yǎng)，電氣設備也不例外，如果維護保養(yǎng)不仔細，勢必容易產生接地故障。

3.2危害

當船舶電氣發(fā)生接地故障時，正常情況下船舶電氣會產生泄漏電流。由于電弧電阻的電容值較大，所以零序電壓自然較高。雖然接地故障時各種部件仍在工作，但工作狀態(tài)不穩(wěn)定。主要原因是間接性的電路旁路，此時，部件可能會出現異常的電流和電壓，最終導致船用電氣設備的損壞。此外，當船舶發(fā)生電氣事故時，電氣外殼可能帶電，對相關人員構成極大威脅。特別要注意的是，在沒有設置相應的接地故障斷路器的情況下，工人容易受到電擊。

4船舶電氣的接地故障處理措施

4.1機殼地線的接法

為了提高員工在接地線過程中的安全指數，必須要配置一個可以控制進程的節(jié)點，控制傳電路線因負荷太大而引起的船舶運轉故障，也讓傳輸更具層次性，在機身專配可控的兩個節(jié)點進行逐層傳輸解壓，進一步增強正常連接的有效性，也防護提高設備的長期可用性。當出現負荷超出兩個節(jié)點的控制范圍時，為有效的進行路線連接，可以使用并聯(lián)電路，進行分壓與地面相連。安裝在機柜中的各個獨立單元也應在外殼上設立金屬接地柱，并力求減小連線的長度，保證足夠的低阻抗通路，保證設備的金屬框架是等電位的接地面。

4.2接地故障的找尋措施

第一，確定接地事故的范圍。依據船舶電氣設備工作狀態(tài)，探查新安裝或在惡劣環(huán)境中設備的工作狀況。逐一切斷電源，對故障原因進行查找，出現警報立即停止，如此方可準確鎖定事故出現范圍。

第二，尋找故障點。確定事故范圍后，需進一步明確事故種類以此來確認具體故障原因。在查找過程中，注意要切斷相關設備的開關，再檢測線路和絕緣電阻，一般的故障引發(fā)位置是在零電阻或者是電阻值比較小的地方。

4.3需要查找的故障點

第一，在查找線路的接地故障時，首先，要將故障點擴大到線路內部，逐一排查線路的全部開關，對電阻的數值仔細比對，接地故障線路就在低電阻線路中。

第二，檢查電氣設備的接地故障。一般情況下，發(fā)生接地故障發(fā)生的設備有：電動機設備、照明以及通信設備。原因有：①因船舶長期處于海水浸泡中，受到海水的腐蝕，導致絕緣電阻失去原有的作用。②因為電動機經常處于超負荷狀態(tài)，絕緣體因受熱就出現損壞的速度加快，進而導致絕緣體發(fā)生斷裂。③電動機的接線點與設備的外殼相接；因進線孔封閉不嚴實導致出現進水現象。

4.4對于設備自然老化接地的故障處理

處理設備自然老化引起的接地故障有兩種方法：（1）根據工作人員掌握的相關信息，確認設備的當前運行狀態(tài)，及時更換老化的接地設備。（2）有關維修人員必須做好電氣設備的日常維護管理工作。應特別注意經常查閱接地設備檔案，以便于了解所有設備的啟停時間和運行情況。

4.5對于設備運轉中接地故障處理

在實際船舶電氣操作過程中，相關維修人員必須對接地設備進行不間斷的維護保養(yǎng)，做好相關操作記錄，詳細分析各裝置的運行狀況，找出潛在的事故風險。當電氣設備發(fā)生接地故障時，應采取有效措施及時解決。一般來說，接地故障的主要原因是導線絕緣不良、導線收縮或元件錯位。電氣設備中導線或者元件的絕緣不佳或是元件放置不合理而引起接地故障時，會導致電路中電流、電壓、電阻出現異常，發(fā)生電擊現象，觸發(fā)接地故障熔斷器、熔絲或斷路器周期性斷路。所以，在日常維護工作中，相關人員要加強對電氣設備導線絕緣情況的觀察，發(fā)現有絕緣損傷時立即進行修復。同時要注意和元器件的放置是否合理，發(fā)現放置不正確時及時調整。備用發(fā)電機、照明設備、通信設備應定期檢修，定期檢查發(fā)電機接地情況，發(fā)現不合格應立即處理。另外，我們要做好二次絕緣措施，因為船舶電氣設備處于潮濕的環(huán)境中，所以所有的電氣設備都要二次絕緣，以提高電氣設備的絕緣性能。

4.6對于設計安裝方面接地的故障處理

在接地設計過程中，應嚴格按照有關規(guī)定進行。設備接地一般可分為三類：電纜接地、設備接地和特殊接地。設備接地：只要工作電壓高于24伏，就應接地。設備接地應直接與船體固定結構連接，或與船體焊接的底座和支架連接；安裝在木質或鋁制面板上的接地，可通過接地線或銅皮與船體鋼件連接；電纜接地：只要電纜的工作電壓超過24V時，均應可靠接地。

結語

為了讓船舶各個功能正常運轉，一個重要因素就是配備高效能的防護裝備。此外，也要反饋并找到與地面相連接所產生的不良反應，相關工作人員一定要高度重視對接地故障的預防與處理，做好設備運行的巡查工作，不斷提升自身專業(yè)能力，遇到接地故障時，能夠及時查明原因，并且，及時采用有效的處理方式，妥善解決故障，進而為船舶電氣設備的穩(wěn)定運行打下基礎。

參考文獻

[1]周育偉.船舶電氣故障診斷與策略分析探討[J].中國設備工程，2016（07）：43-44.

[2]陳凱.船舶電氣的接地故障及其對應處理分析[J].機電技術，2015（6）：135-137.

（作者單位：南通中遠船務工程有限公司）