電氣接地故障在船舶上的解決方案

摘要：隨著現(xiàn)代船舶電氣自動化水平的日益提高，對船舶電力系統(tǒng)供電的安全性和可靠性提出了更加嚴(yán)格的要求。作為影響供電可靠性因素之一的電氣絕緣性能逐漸成為各方關(guān)注的。文章對電力系統(tǒng)接地故障進(jìn)行分析，并提出查找及解決方法，以期為相關(guān)工程案例提供參考。

引言

隨著現(xiàn)代船舶電氣自動化程度的不斷提高，船舶電站容量已由千瓦級發(fā)展到兆瓦級，隨之而來的是電網(wǎng)的絕緣問題更加突出。由于船體之間存在分布電容等因素，電網(wǎng)并非是理想的對“地”絕緣系統(tǒng)。若電網(wǎng)絕緣較差，可能發(fā)生單相接地故障，將產(chǎn)生較大的漏電流或接地故障電流。雖然其電流數(shù)值不足以觸發(fā)保護(hù)，但此故障如長期存在，將導(dǎo)致如下后果：1）引起局部發(fā)熱，使絕緣損壞加劇，特別是中壓電系統(tǒng)易產(chǎn)生電弧，甚至引起火災(zāi)；2）在接地裝置緊固不牢靠或接地電阻＞10m?時，人員誤觸設(shè)備帶電金屬外殼會引發(fā)觸電危險；3）故障進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)2根相線接地時，會發(fā)生短路故障，造成開關(guān)跳閘斷電，對船舶航行和人身安全帶來不同程度的危害。為保障電力系統(tǒng)的安全可靠，對電氣系統(tǒng)接地故障類型進(jìn)行分析和快速查找，就顯得尤為重要。

電氣絕緣電阻對接地故障的影響和解決方法

1電氣絕緣電阻對接地故障的影響和解決方法

1.1電纜絕緣性能影響主要因素

1）船舶電氣設(shè)備工作環(huán)境特殊，其長期處于高溫、高濕、高鹽及振動環(huán)境。直流電機(jī)碳刷產(chǎn)生的“碳粉”往往會造成電氣設(shè)備和電纜的絕緣體老化、破損、絕緣電阻下降，導(dǎo)致接地故障的發(fā)生。

2）艦船建造時，照明燈具接線“碰殼”問題往往會導(dǎo)致電氣接地故障；使用“自攻螺釘”來固定安裝在內(nèi)裝板上的設(shè)備時，經(jīng)常由于刺穿電纜絕緣等問題導(dǎo)致電氣接地故障。在船舶建造、修理及日常管理過程中，需要對電氣設(shè)和電網(wǎng)的絕緣性能進(jìn)行定期測量，并將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。必要時可繪制相應(yīng)的曲線圖，以此來判斷絕緣電阻的變化趨勢，進(jìn)而制訂對電氣設(shè)備和電纜的檢修、更換及保養(yǎng)計劃。本文將以電力系統(tǒng)中常見的電動機(jī)和電纜為例，分析其絕緣電阻的變化情況。

1.2電動機(jī)絕緣性能分析

1）當(dāng)電動機(jī)絕緣電阻在1M?以上時，電機(jī)處于正常工作狀態(tài)，可隨時投入運行。需注意其工作環(huán)境的變化并避免長期在過載臨界值處運行電機(jī)。

2）當(dāng)電動機(jī)的絕緣電阻在0.1M?～1M?范圍內(nèi)時，在電機(jī)停止工作后，可利用其自帶的加熱器或燈泡進(jìn)行烘潮操作以提升其絕緣性能。在電動機(jī)重新投入工作前測量其絕緣電阻，若仍未恢復(fù)，則嚴(yán)禁工作并應(yīng)及時進(jìn)行維修保養(yǎng)。

3）當(dāng)電動機(jī)的絕緣電阻在0.05M?～0.1M?范圍內(nèi)時，應(yīng)將電動機(jī)進(jìn)行解體清潔、烘烤、浸漆操作，使其絕緣電阻穩(wěn)定在1M?以上。在緊急情況，將電動機(jī)投入使用時，若電動機(jī)絕緣性能降低為受潮所致，可采取“點動”方法以提高其絕緣性能。

4）當(dāng)電動機(jī)遭海水浸漬，絕緣電阻嚴(yán)重降低時，為了避免更換全部繞組，可將海水浸透的電動機(jī)放在溫度為80℃左右的蒸餾水中，浸15h以上，使電動機(jī)內(nèi)的鹽分完全溶解于蒸餾水。然后，采用真空烤爐加熱干燥繞組，并測量繞組的絕緣值，若絕緣情況改善，則電動機(jī)可繼續(xù)采用。

1.3船用電纜絕緣性能分析

艦船用電纜由于長期運行在濕熱、高溫、振動、鹽霧和油霧等不良環(huán)境中，其絕緣材料會逐漸老化，進(jìn)而導(dǎo)致電纜的絕緣性能降低，嚴(yán)重時甚至引起火災(zāi)，危及艦船的航行安全。

1.3.1電纜絕緣電阻測試方法

1）測試設(shè)備：經(jīng)檢定合格的兆歐表。

2）測試電壓選擇：額定電壓為36V～500V的電纜采用500V兆歐表進(jìn)行測量；額定電壓500V～3300V的電纜，采用1000V的兆歐表測量。

3）將電纜與設(shè)備的接線端脫開，令電纜的屏蔽層接地，測量導(dǎo)體和屏蔽層之間的絕緣電阻及芯線與芯線之間的電阻值。

1.3.2檢測依據(jù)

電纜芯線與芯線之間、芯線與地（屏蔽層）之間的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于5M?。

1.3.3電纜絕緣檢測數(shù)據(jù)應(yīng)用

一般情況下，電纜絕緣數(shù)據(jù)檢測只適用于船東計劃延長艦船使用周期的改裝工程，目的是為了控制改裝成本及避免更換電纜帶來的牽連工程。而對于其他情況，則應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求對電纜進(jìn)行定期更換。

1.4電氣接地故障查找方式

電氣接地故障可通過絕緣狀態(tài)和性能進(jìn)行判斷。當(dāng)電網(wǎng)斷電或設(shè)備未供電前，可根據(jù)便攜式兆歐表測量的靜態(tài)絕緣電阻進(jìn)行判斷；當(dāng)電網(wǎng)帶電時，根據(jù)配電板式兆歐表或交流絕緣監(jiān)測裝置測量得到的動態(tài)電阻進(jìn)行判斷。動態(tài)電阻能較好地反映環(huán)境、介質(zhì)損耗、極化以及機(jī)械振動等因素對電阻的影響，從而更為真實地反映電網(wǎng)的絕緣狀況。

安科瑞絕緣產(chǎn)品介紹：

AIM-T系列工業(yè)用絕緣監(jiān)測儀

AIM-T系列絕緣監(jiān)測儀主要應(yīng)用在工業(yè)場所IT配電系統(tǒng)中，主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款產(chǎn)品，均適用于純交流、純直流以及交直流混合的系統(tǒng)。

其中AIM-T300適用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系統(tǒng)，AIM-T500適用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L相比AIM-T500增加了絕緣故障定位功能。

絕緣故障定位產(chǎn)品介紹：

工業(yè)用絕緣故障定位產(chǎn)品配合AIM-T500L絕緣監(jiān)測儀使用，主要包括ASG200測試信號發(fā)生器，AIL200-12絕緣故障定位儀，AKH-0.66L系列電流互感器，適用于出線回路較多的IT配電系統(tǒng)。

絕緣監(jiān)測耦合儀產(chǎn)品介紹：

絕緣監(jiān)測耦合儀配合AIM-T500絕緣監(jiān)測儀使用，主要包括ACPD100，ACPD200，適用于交流電壓高于690V，直流電壓高于800V的IT配電系統(tǒng)。

總結(jié)：

船舶電氣接地故障對電網(wǎng)的安全可靠運行極其重要，為了避免接地故障的發(fā)生，應(yīng)從提高安全意識入手，加強對電氣系統(tǒng)絕緣電阻的測量和監(jiān)視。及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，并采取科學(xué)合理的方法迅速排除，確保船舶和人員的安全。

審核編輯：湯梓紅