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(yùn)行過程中接地故障極為常見，這給船舶電氣的設(shè)備可靠性能造成嚴(yán)重的影響，甚至還可能產(chǎn)生船舶停止航行的現(xiàn)象。為了更好地處理接地問題，首先就要找到出現(xiàn)問題的關(guān)鍵點(diǎn)，對船舶自身條件采取系統(tǒng)和整體的方式考查核實(shí)出現(xiàn)問題的節(jié)點(diǎn)，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(jìn)一步探索接地的最佳方法，結(jié)合最佳接地路線進(jìn)行調(diào)整。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣；接地故障；措施

1 導(dǎo)言

船舶電氣設(shè)備作為船舶正常航行的重要保障，是一個相對獨(dú)立的部分，因此對電氣設(shè)備進(jìn)行自動故障檢測極其重要。保護(hù)接地是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架等帶電可能危及人身和設(shè)備安全而進(jìn)行的接地，通常是將系統(tǒng)、設(shè)備、電纜的一點(diǎn)或多點(diǎn)接地。其保護(hù)接地方式主要包括設(shè)備外殼接地、防雷接地、防靜電接地、電纜金屬護(hù)套接地等。電磁兼容性接地是為保護(hù)系統(tǒng)或設(shè)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(yùn)行做參照等量電氣均衡點(diǎn)以及完整的面；“與地面相連接”通常由傳電路徑以及整體運(yùn)行和大地創(chuàng)建保護(hù)路徑，而大部分情況下是整體運(yùn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)接地

標(biāo)準(zhǔn)接地，將健康標(biāo)準(zhǔn)納入接地所能接受的范圍內(nèi)，將電壓轉(zhuǎn)移至地下從而減少發(fā)生超壓電擊船上人員的風(fēng)險，配置高效能的防護(hù)裝備，增強(qiáng)防御性能以及可行指數(shù)，為船上人員的健康提供安全防護(hù)措施。

2.2工作接地（參考接地）

因地區(qū)、時間、工作內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)等電位通常為最小的自然數(shù)0，根據(jù)因時制宜，實(shí)時變化的工作環(huán)境，必須對傳電路線進(jìn)行系統(tǒng)的內(nèi)容分類，合理區(qū)分各線路，因地制宜的實(shí)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(yùn)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(shè)備的設(shè)計安裝不夠科學(xué)。特別是對于大電容的船舶產(chǎn)品，經(jīng)常出現(xiàn)接地問題。在實(shí)踐中，它經(jīng)常發(fā)生。因此，設(shè)備必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，否則會出現(xiàn)安全問題。

（2）設(shè)備腐蝕。這種設(shè)備一般經(jīng)濟(jì)壽命短，達(dá)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(hù)保養(yǎng)工作不足。所有設(shè)備不能脫離日常良好的維護(hù)保養(yǎng)，電氣設(shè)備也不例外，如果維護(hù)保養(yǎng)不仔細(xì)，勢必容易產(chǎn)生接地故障。

3.2危害

當(dāng)船舶電氣發(fā)生接地故障時，正常情況下船舶電氣會產(chǎn)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(xiàn)異常的電流和電壓，最終導(dǎo)致船用電氣設(shè)備的損壞。此外，當(dāng)船舶發(fā)生電氣事故時，電氣外殼可能帶電，對相關(guān)人員構(gòu)成極大威脅。特別要注意的是，在沒有設(shè)置相應(yīng)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(jī)殼地線的接法

為了提高員工在接地線過程中的安全指數(shù)，必須要配置一個可以控制進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，控制傳電路線因負(fù)荷太大而引起的船舶運(yùn)轉(zhuǎn)故障，也讓傳輸更具層次性，在機(jī)身專配可控的兩個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐層傳輸解壓，進(jìn)一步增強(qiáng)正常連接的有效性，也防護(hù)提高設(shè)備的長期可用性。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)荷超出兩個節(jié)點(diǎn)的控制范圍時，為有效的進(jìn)行路線連接，可以使用并聯(lián)電路，進(jìn)行分壓與地面相連。安裝在機(jī)柜中的各個獨(dú)立單元也應(yīng)在外殼上設(shè)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(shè)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(jù)船舶電氣設(shè)備工作狀態(tài)，探查新安裝或在惡劣環(huán)境中設(shè)備的工作狀況。逐一切斷電源，對故障原因進(jìn)行查找，出現(xiàn)警報立即停止，如此方可準(zhǔn)確鎖定事故出現(xiàn)范圍。

第二，尋找故障點(diǎn)。確定事故范圍后，需進(jìn)一步明確事故種類以此來確認(rèn)具體故障原因。在查找過程中，注意要切斷相關(guān)設(shè)備的開關(guān)，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(diǎn)

第一，在查找線路的接地故障時，首先，要將故障點(diǎn)擴(kuò)大到線路內(nèi)部，逐一排查線路的全部開關(guān)，對電阻的數(shù)值仔細(xì)比對，接地故障線路就在低電阻線路中。

第二，檢查電氣設(shè)備的接地故障。一般情況下，發(fā)生接地故障發(fā)生的設(shè)備有：電動機(jī)設(shè)備、照明以及通信設(shè)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(dǎo)致絕緣電阻失去原有的作用。②因為電動機(jī)經(jīng)常處于超負(fù)荷狀態(tài)，絕緣體因受熱就出現(xiàn)損壞的速度加快，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣體發(fā)生斷裂。③電動機(jī)的接線點(diǎn)與設(shè)備的外殼相接；因進(jìn)線孔封閉不嚴(yán)實(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象。

4.4對于設(shè)備自然老化接地的故障處理

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

4.5對于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中接地故障處理

在實(shí)際船舶電氣操作過程中，相關(guān)維修人員必須對接地設(shè)備進(jìn)行不間斷的維護(hù)保養(yǎng)，做好相關(guān)操作記錄，詳細(xì)分析各裝置的運(yùn)行狀況，找出潛在的事故風(fēng)險。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時，應(yīng)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(dǎo)線絕緣不良、導(dǎo)線收縮或元件錯位。電氣設(shè)備中導(dǎo)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(dǎo)致電路中電流、電壓、電阻出現(xiàn)異常，發(fā)生電擊現(xiàn)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(hù)工作中，相關(guān)人員要加強(qiáng)對電氣設(shè)備導(dǎo)線絕緣情況的觀察，發(fā)現(xiàn)有絕緣損傷時立即進(jìn)行修復(fù)。同時要注意和元器件的放置是否合理，發(fā)現(xiàn)放置不正確時及時調(diào)整。備用發(fā)電機(jī)、照明設(shè)備、通信設(shè)備應(yīng)定期檢修，定期檢查發(fā)電機(jī)接地情況，發(fā)現(xiàn)不合格應(yīng)立即處理。另外，我們要做好二次絕緣措施，因為船舶電氣設(shè)備處于潮濕的環(huán)境中，所以所有的電氣設(shè)備都要二次絕緣，以提高電氣設(shè)備的絕緣性能。

4.6對于設(shè)計安裝方面接地的故障處理

在接地設(shè)計過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。設(shè)備接地一般可分為三類：電纜接地、設(shè)備接地和特殊接地。設(shè)備接地：只要工作電壓高于24伏，就應(yīng)接地。設(shè)備接地應(yīng)直接與船體固定結(jié)構(gòu)連接，或與船體焊接的底座和支架連接；安裝在木質(zhì)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(yīng)可靠接地。

結(jié)語

為了讓船舶各個功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一個重要因素就是配備高效能的防護(hù)裝備。此外，也要反饋并找到與地面相連接所產(chǎn)生的不良反應(yīng)，相關(guān)工作人員一定要高度重視對接地故障的預(yù)防與處理，做好設(shè)備運(yùn)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(jìn)而為船舶電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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

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

（作者單位：南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司）