船舶電氣接地故障的查找及防治

徐亞東

摘要：船舶安全是航運安全的重要保障。現代船舶制造中安裝使用的電氣設備越來越多，此時船舶電氣接地故障也成為船舶電氣故障的主要類型之一，對船舶設備能否安全運行帶來直接影響，甚至可能造成船舶無法正常航行的重大事故。船舶電氣設備相比其他電氣設備，具有結構特殊、功能特別等特點，船舶電氣設備接地故障也存在出現部位比較隱蔽，難以發現，無法及時有效處理等情況。本文主要是突出預防為主的思想，探討了查找和防治船舶電氣接地故障的對策方案。

關鍵詞：船舶;電氣;接地故障;查找;防治

中圖分類號：F407.474? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0109-02

0? 引言

船舶電氣接地故障如未能及時發現和處理，常會引發船舶發生火災事故，危害船舶的正常運行和人身安全。因此對船舶電接地故障進行事前查找和處理，具有重要的安全管理價值。船舶電氣設備出現接地故障的產生的原因比較復雜，本文從人、機、環境等方面進行分析研究，并圍繞減少船舶電氣設備接地故障的目標，提出了進行事前查找和防治的對策方案。旨在通過對船舶電氣接地故障的系統化研究，形成對電氣接地故障的有效防范，為船舶的安全可靠運行提供有力有效的保障。

1? 船舶電氣設備接地故障概述

1.1 船舶電氣設備的特點

船舶的種類雖然多種多樣，但是圍繞船舶的性能和功能，船舶電氣設備系統的主要組成部分是一致的，通常是由船舶電力、船舶拖動、船舶照明、船舶通信、船舶導航、船舶推進、船舶自動化等船舶需要的專業化電氣設備系統組成。船舶電氣設備和其他環境下使用的電氣設備相比的不同之處，主要是依據電氣設備的介電性能。介電性能是船舶電力系統的重要參數指標之一。船舶電力系統中低壓電氣的介電性能條件必須滿足船舶電力系統的絕緣配合需要，要求設備能承受的外來瞬間電壓，必須小于船舶電壓系統所設計的最高沖擊耐受電壓。這種要求下，船用電氣設備的額定絕緣電壓應該高于船舶電源系統的額定電壓。在此背景下，船用電氣設備設計時會采用船舶電源系統作為主要要求，這樣才能有效保證船舶電氣設備的安全使用。船舶電氣接地故障主要是因為交流多相、直流兩極這兩種短路造成。單相接地故障的表現是接地電流小于短路電流，導致保護電氣設備無法啟動而無法及時切斷故障發生;在接地故障導致船舶船體出現接地電流時，會引起分合閘、繼電器等設備被短接，電氣設備無法正常工作，局部帶病工作導致溫度升高產生火災事故。

1.2 船舶電氣設備接地故障的特點

船舶長期的工作環境比較潮濕，這對電氣設備的安全運行非常不利。船舶電氣設備發生的接地故障也具有這種背景帶來的特點。一是故障多而且數量居高不下。船舶運行身處江河湖海，工作環境中濕氣、水分含量高，這對電氣設備的運行帶來很大影響，突出表現在電氣設備接地因為潮濕而出現的接地故障頻發，而且故障數量在電氣設備故障中占比較高。二是故障成因復雜而難以確定。船舶電氣設備的結構為適應船舶運行往往比較復雜，這導致設備出現接地故障時的成因來源比較復雜，很多時候不見得是單一原因導致接地故障，而是一系列設備的連鎖反應導致出現接地故障。三是故障發現困難表現隱蔽。船舶電氣設備和其他電氣設備相比，對絕緣保護的要求更高。所有電氣設備不僅需要滿足船舶電氣系統的絕緣保護措施，還可能需要進行二次絕緣才能實現保護和隔離，這種情況下船舶電氣接地故障的表現就比較難以準確找到第一現場，這種隱蔽性導致故障難以被及時發現和處理。四是故障后果嚴重而不易控制。船舶電氣發生接地故障，最容易導致出現火災，這種電氣火災如果導致船上的易燃易爆物質發生爆炸，產生的危害往往難以控制，從而對船舶的正常運行和船舶上人身安全帶來重大威脅，嚴重時會導致船毀、船沉等極端事故，經濟損失和社會危害會很巨大。綜上所述，船舶電氣的接地故障必須防患于未然，預防和防控為主的措施是減少船舶電氣故障的主要工作思路。

2? 船舶接地電氣設備接地故障的特征和成因

2.1 船舶接地電氣設備接地故障的特征

船舶的工作環境往往潮濕而惡劣，難以滿足電氣設備對周邊環境的濕度要求。船舶的工作時間是連續運行而時間很長，這導致日常維護難以發現很多隱藏的安全隱患。因此，船舶電氣設備最常出現的外部絕緣老化、損壞等問題，都會導致設備的接地電阻降低，從而發生接地故障。船舶電氣的接地故障一般表現為三種：一是電氣設備的接地電容不一致導致的接地故障。船舶電氣設備的種類比較多，在工作運行狀態中，不同設備的接地電容會出現差別，而且具有相比其他陸地電氣設備電容值比較高的特點。因此，這些電氣設備的零序電流的整數值往往不容易確定。二是電氣設備的電流不一致導致的接地故障。電氣設備的電流不一致時，接地電阻會和電弧、金屬這兩個因素相關。如果電氣設備是以電弧為表現時，設備的零序電壓往往比較小。這就會導致船舶上的電氣設備運轉無法安全正常運行。三是電氣設備的漏電導致的接地故障。船舶電氣出現接地故障時，最常見的表現就是出現電流數值增加，漏電現象頻發。在潮濕環境下，對設備和操作人員的安全帶來直接影響。四是電氣設備的工作環境導致的接地故障。船舶電氣設備的工作環境具有特殊性，而且非常容易受到外界因素的影響，比如潮濕帶來的短路，工作環境狹小難以維護，線路損壞不容易發現等等，是導致電氣接地故障發生的主要原因。

2.2 船舶接地電氣設備接地故障的成因

借鑒安全管理的事故成因分析方法，針對造成船舶電氣設備接地故障的產生原因，從人、機、環境方面探討故障產生的主要原因：一是從環境因素上看，船舶運行的工作環境受到自然因素變化影響比較大，突出的特點是自然環境是導致接地故障的根本性原因。如船舶電氣設備在船舶運行中使用，工作環境中的空氣濕度比較高，在這種情況下電氣設備長期處于高濕度空中接觸，內部零部件在濕氣腐蝕下更容易磨損導致接地出現故障。船舶運行中的顛簸、起伏、擺動難以避免，在惡劣的天氣環境下，電氣設備處于船體劇烈震蕩、震動的沖擊下，這時電氣設備的接地會導致脫落等情況，接地故障數量也會增加。二是從電氣設備自身上看，電氣設備的工作周期、連續工作時間長等都會加劇接地故障的發生。電氣設備的絕緣體在長期聯系運轉下，老化程度加劇，絕緣體失效導致的接地故障較多。電氣設備連接用的電纜，因為設計不合理、連接不穩固等因素，也會導致電氣設備運行中因為不穩定產生接地故障。電氣設備自身的質量不高，內部元器件難以保證工作運行需要的故障，會連鎖產生設備的接地故障。船舶電氣設備工作系統的性能，受內部組成部分的性能影響很大。接地故障產生的原因表現在絕緣受損、金屬導電短路、工作環境導致電氣連接、電纜連接等出現問題等等。三是從電氣設備的操作和維護人員上看，船舶運行中對人員素質有較高要求，電氣設備的操作和維護人員的數量和工作量不匹配時，導致操作和維護工作質量受到影響，人員的責任心、職業道德等都會導致接地故障上升。

3? 船舶電氣接地故障的查找及防治對策建議

3.1 突出預防為主的思想，強化船舶電氣設備日常管理

船舶電氣設備的日常管理水平直接影響到接地故障的發生頻率和數量，因此要針對接地故障的特點和后果，突出預防為主的思想，提高電氣設備的日常管理水平，從源頭上遏制接地故障的發生。要建立健全和不斷結合實際完善船舶的電氣設備各種管理制度。一是從嚴從細強化管理制度。如船舶電氣設備采用三相三線電源較多。正在運行的電氣設備出現電氣故障時，要制定應急預案，避免出現故障的設備對其他正常運行設備帶來連鎖危害，線路損害。二是從小從細強化管理水平。要針對接地故障建立電氣設備及其線路的定期絕緣電阻檢測制度，從船舶特色的工作環境出發，針對不同設備的運行時長、內部元件結構特點等，對容易出現接地故障的部位執行嚴格的日常巡回管理，保證電氣設備的絕緣電阻始終處于正常數值范圍內。

3.2 細強預防為主的措施，提高船舶電氣設備檢修水平

船舶電氣設備組成的電氣系統比較復雜，但接地故障產生的根源來自于絕緣電阻，因此要圍繞絕緣電阻這一主要參數，以更加優良、先進的檢修能力、檢修技術來減少接地故障的發生。首先，是引入先進的絕緣電阻檢測設備，定期對各種電器設備的絕緣電阻建立跟蹤臺賬，對測量結果進行科學分析，對照結果找到預防接地故障的措施。其次，要制定電器設備的檢修方案，將不同設備出現接地故障的頻率、原因作為制定檢修方案的參考，特別是一些二次隔離設備、重點設備要強化絕緣電阻的檢修技術，在保證電氣設備的正常運行同時進行維護保養，不斷提高電氣設備的絕緣性能，保證船舶安全可靠運行。電氣設備檢修要針對船舶電氣設備的特點不斷優化完善，結合船舶工作運行條件的變化進行升級更新，提升檢修維護工作有效性和實效性。

3.3 強化專業技能培訓培養，提高船舶電氣設備人員水平

船舶電氣設備的操作中，人員的不規范操作、管理能力差等也是造成接地故障的原因之一。建議船舶電氣設備的操作人員必須選聘具有專業知識和能力的技術人員，避免因為操作不當影響船舶的運行，甚至是導致接地事故造成經濟損失。要為現有電氣設備人員定期進行崗位能力、專業技能的升級培訓，并建立和專業技術能力相適應的薪酬考核機制，引導船舶電氣設備操作管理人員提高工作水平，避免人為因素導致的電氣設備接地故障。特別是要培養操作人員應對接地故障的應急能力，避免接地故障擴大帶來的影響。

4? 船舶電氣接地故障實例

我國某某號船舶在安裝電氣設備時，忽略了按照國際標準的相關規定，從而導致發生重大安全事故，此項船舶的發動機電氣接地出現故障，加之船舶較為潮濕，因為出現1死3傷的重大事故。以往國際標準規定交流電控制的船舶可以采用的絕緣形式為：運用船體作為中性線回路、中性點接地的四線體系以及三線絕緣體系。但此船舶并未按照這三種絕緣形式進行電氣設備安裝，這也是導致重大安全事故的主要原因。此項情況值得引起廣大相關工作者的重視，杜絕安全隱患。

5? 結束語

船舶電氣設備的特殊工作環境導致接地故障，是影響船舶正常航行、安全運行的主要因素之一，本文建議通過突出預防為主的思想，強化船舶電氣設備日常管理;強化預防為主的措施，提高船舶電氣設備檢修水平強化專業技能培訓培養，提高船舶電氣設備人員水平等措施，有效預防接地故障的發生。

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