船舶电气接地故障的查找与预防

［内容提要］此文分析船舶电气接地故障的危害， 介绍了电气接地故障的查找方法以及预防接地故障的 措施。

凡是有船上工作经历的人都有这样的感觉，电气 故障最讨厌的要算接地故障，它不光是报警多而且查 找较为麻烦，由于接地故障是属潜伏性故障，在实际工作中往往不重视，经常出现视而不见现象，有的嫌报警 频繁甚至将绝缘监测报警仪关闭，这就会给电力系统 的安全运行带来危害，应引起足够的重视。

“接地”在船舶电气系统中有“接地保护”和“接地 故障”之分。“接地保护”是将船舶电气设备的金属外 壳、支架和电缆的护套与大地等单位的金属船体(船壳)作永久性良好的电气连接。它分工作接地、保护接地、屏蔽接地等，是船舶一种重要的安全保护措施。“接 地故障”是指金属导电部分不正常接地或由于绝缘层 的破损、老化及环境恶劣引起接地或绝缘电阻低下。

根据中国船级社“钢质海船入级与建造规范”中规 定：交流电制的船舶可采用三线绝缘系统、中性点接地 的四线系统、利用船体作为中性线回路的三线系统。电源电压在500V以下的船舶一般采用三线绝缘系统的 配电方式，这是由于其动力系统与照明系统经过变压器实现电磁连接，照明系统的绝缘低故障不会影响动 力系统；三相线路中其中有一相接地，不能构成单相短 路，不会影响三相线电压之间的对称关系，对于系统中的三相设备仍能正常工作,这是它的优点。但是如果发 生单相接地不及时处理，则会出现危险的后果，如图1 所示，如V相接地,U、W相与V相即与地之间的电压 比正常时U、W相对地的电压升高了 C 倍，也就可 能造成u、w相对地绝缘的损坏。其次若u、w相再次 出现一相接地，则变成两相短路故障，这样会造成大面积的停电事故。

由于船舶工作在高温、高湿、油雾、盐雾、霉菌、振 动、冲击和摇摆等恶劣的环境下，很容易造成电气线 路、设备绝缘结构的损环、绝缘电阻的降低，从而引起接地故障，虽然故障的原理很简单，但由于船舶结构的 特殊性，使电气接地故障很难查找，本人根据在船上的 工作经验，在查找和预防电气接地故障方面进行了一 些探索：

1利用绝缘监视及检测仪表进行分段查找

从本质上讲电路的接地故障就是电路对地的绝缘 损坏，使电路对地的绝缘电阻大大降低，甚至为零。因 此查找电路的接地故障只要测量电路对地的绝缘电阻即可。

船舶主配电板一般都安装有绝缘电阻监视或测量装置，如“地气灯”、绝缘监视报警仪、绝缘电阻测量仪 等。当电路发生接地故障时会及时提醒轮机管理人 员。但当发生接地故障而报警时,人们不知道具体是在 什么地方、什么设备引起的。一般可用以下方法查找：1.1先点后面、先网络后设备，逐个排除，确定故障区域

接地故障出现时，要分析判断故障点可能发生在 何处，首先应考虑发生报警时有哪些设备在工作，再考 虑最近是否新安装了什么电气设备，此设备是否在工作，或者有哪些设备是在环境条件比较恶劣情况下运 行的，可以分别用切除其工作来检查，如切除此设备后 报警消除则接地故障点就在此，没有消除则可扩大寻找范围，在配电板上用逐个断开负载开关，观察报警是 否消除，使报警消除的开关就是故障点的区域。

1.2用兆欧表直接查找故障点

故障区域找到后应确定是线路接地还是用电设备 接地，断开主配电板上的负载开关及设备上电源开关， 用兆欧表分别测量供电线路、电气设备的绝缘电阻，如哪个电阻为零或很低则故障点就出在那里。

如果是供电电缆破损接地，还需要进一步查明哪 一段电缆，哪一根芯线接地，一般是以线路中的各开关 为结点分段查找，如主配电板至分电箱，分电箱至用电负载，对于照明线路，情况又有点特殊，船舶上照明是 以并头的形式安装，分电箱中的一个开关控制着许多 灯具，一个灯具并接一个灯具，这时可用中间分割法查 找，例如某接地分路上有十盏灯，可在整个照明分路的中间分开并头（如图2中A处），将电路分成二路，用兆 欧表分别测量前后二路，绝缘电阻低的一路继续分割寻找，如后一路则在B点处分割，这样可以加快查找速 度。一般电缆芯线进设备或灯具时易被卡破;设备的进 线填料工艺孔有毛刺，船航行振动也会引起电缆破损；另外电焊、气割、房间里的钉子、木螺丝等都容易造成 电缆的破损。

如果是用电设备接地则需要专门检查，船上主要 用电设备是带动主辅机械的电动机及照明、通讯设 备。对于电动机接地的原因主要有：绕组受潮，船上环境较为潮湿，长期不用的备用电机容易受潮，使绝缘电 阻下降甚至失去绝缘作用;绝缘老化，电机使用日久或 长期过负载运行后，使绕组的绝缘因长久受热而焦脆、 以致开裂、分层、脱落；电机轴承损坏引起转子扫膛，使铁芯局部过热烧坏绝缘；电机接线端子碰外壳或电机 进线孔水密不好造成进水。一般检查是拆开联接线，用 兆欧表一线接绕组，一线接电机外壳，绝缘为零则是绕 组接地。照明设备接地故障的原因主要有:灯头接头处碰壳，灯头接线没按规定接与外壳相碰引起接地;舱外 灯灯罩及开关水密性不好，下雨时进水；三芯插头接 错，一些用电器的电源插头往往将相线与地线接反造 成人为接地。一般对照明设备的检查是采用关断法，即断开照明分电箱中的接地回路的开关及各照明灯具的 开关，拔出所有插头，将兆欧表的一线接开关的一个出 线端，另一线接外壳，逐个接通灯具或插上插头，当遇 到接通某一灯具或插上某一插头时绝缘电阻为零，则是这一灯具或用电器接地。

另外，如果绝缘电阻很低，但不为零，则往往是电 器元件受潮引起的，室外的电器、伙房里的电器及机舱 花铁板以下的电器等，水密不好都容易受潮，使绝缘电阻降低，平时应注意检查。

2如何防止电气接地故障的产生

2.1在认识上重视接地故障

在三相三线制的船舶电网中，虽然电气线路发生 一处接地，电气设备尚可正常运行，但如不及时排除， 发生第二处接地时将引起短路，这会破坏线路运行的可靠性，危及到电网的供电安全。作为机电管理人员在 思想认识上必须要有足够的重视。目前,许多船上没有 专职电气管理人员（STCW78/ 95公约规定在2002年 取消电机员），而船上轮机管理人员则偏机轻电的现象较为突出，使电气管理较为薄弱，特别对电气接地这种 潜伏性故障往往容易被忽视。

2.2加强管理避免接地故障发生

电气接地故障与船舶电气管理有很大关系，平时 电气管理工作做得好，发生电气接地故障概率就少。

首先应按机电设备管理规定，定期做好测量电气 绝缘电阻的工作，由于船上工作环境较恶劣，电气设备 及线路容易受潮，绝缘电阻会降低，容易造成电气接地故障，发现绝缘电阻值低于规定值时应及时采取措 施。

其次，应保持电气设备的水密性，特别是露天甲板 上的设备和潮湿环境下的设备。不要轻易去掉设备的 密封条或密封泥。更换或检修设备后一定要注意恢复设备的水密性能。

再次，电气设备不要过载运行，以防绕组过热老 化；在电缆上方电焊气割注意保护电缆；接线安装要符 合规定，与电缆接触的边框不要有毛刺，以防刺破电缆；在住区不要随意往墙上钉钉子，不要随意乱拉电 线。

2.3采取二次隔离绝缘

对于运行在比较潮湿环境下的电气设备，如露天 甲板上照明灯、伙房电气设备、淋浴房、卫生间的电气 设备，要提高其绝缘电阻较为困难，为不影响其它线路工作，可用隔离变压器对这些设备进行二次隔离，以提 高线路总的绝缘电阻。