船舶DC24V电源接地故障诊断及处理

吴 俊

（江苏海事职业技术学院电气与自动化工程学院，江苏 南京211170）

0 引言

船舶电力系统中直流24V电源在船舶主机遥控、机舱监测报警系统、自动化电站等自动化设备中应用极为广泛。它为这些设备的控制与信号回路、继电保护电路提供了可靠稳定的不间断电源。直流24V电源系统的可靠性直接影响到船舶的安全营运。DC24V电源接地对船舶自动化设备有很大的影响：单极接地有可能导致控制电路的误动作或者拒动作，正、负两极同时对地绝缘不良会通过负载的漏电流形成环流，严重的环流会形成短路，可能烧坏接地点的相关设备。很多船舶曾经发生过因为未及时发现和排除DC24V电源存在的接地故障而引发驾驶台自动操舵装置、主机调速器的执行器等自动控制系统电路板烧坏，主机遥控系统失效等后果，严重威胁了船舶的航行安全。因此，当船舶DC24V电源发生接地故障时，快速有效地排除故障，对于船舶安全营运具有十分重要的意义。

1 船舶@A#%5电源接地故障监测方法

船舶DC24V电源系统接地监视采用接地灯和千欧表2种方式。当发生接地故障时，可以通过接地灯来检查或通过千欧表监测并发出报警。正常情况下2个接地指示灯有相同的亮度，当正极指示灯比负极指示灯亮时，表示负极接地；反之为正极接地。如果由千欧表来监测，则可指示相应线路对地电阻。

DC24V电源接地有2种类型：金属接地（又叫完全接地）和非完全接地。检查时可以通过测量正、负极对地电压判断是完全接地还是非完全接地，如直流系统正极对地电压低于20%额定电压或趋于0V，负极对地电压高于额定电压或略低于额定电压，则是金属性接地。产生此类故障一般是DC控制回路二次线脱落接地，电缆破损导致绝缘损坏、传感器接线脱落碰外壳、直流带电体直接碰触金属接地体等引起。

不完全接地表现为绝缘电阻不为0。接地极母线对地电压低于50%额定电压、高于20%额定电压，非接地极母线电压高于50%额定电压，一般是雨、水、雾潮气侵入直流系统或是飞尘、小动物进入等引起。另外，自动化设备的印刷电路板中电源部分的电容漏电也会引起不完全接地。

2 船舶DC24V电源接地故障的检查诊断

当发生DC24V电源接地时，首先要判断出是正极接地还是负极接地，是完全接地还是非完全接地，接着再根据船舶的运行状态（航行还是停泊）针对不同的设备分别进行相应的检查。

2.1 对于船舶安全航行影响不大的系统

驾驶台上部分由DC24V电源蓄电池供电的仪器设备（如航行灯、白昼信号灯、引水门显示屏、火警控制屏、全船广播、自动电话、声力电话等）在航行中可以关闭电源进行检查。注意在关闭电源之前需要和驾驶值班人员协调好。

处于停机或备用状态的发电原动机的控制系统，在不影响船舶正常供电的情况下可以采用逐一断开其直流控制电源的方法同时观察充放电板的绝缘表或指示灯判断是否接地。

2.2 机舱监视报警系统及外围传感器

航行中若要判断接地部位是否为监视报警系统或传感器所致，需要将主机以及电站的操纵控制转到手动位置，然后在监测系统工作站将相关监测报警信号采集单元停止工作，接着断开相关采集单元的电源开关或在控制台取出相关采集单元的电源熔断器。观察接地报警是否消失或是检查直流系统绝缘表指示是否恢复正常。做此工作时需要注意DC24V绝缘报警通道所在的报警采集单元最后关闭，目的是在监视报警系统观察关闭某采集单元电源后绝缘是否恢复，如果把此通道所在采集单元电源关掉，若要确认结果就要到充放电板处查看绝缘指示灯或绝缘表，再判明接地故障由某一采集单元引起，恢复其他区域电源，然后进一步在所确认单元逐步查找接地点。可以采用二分试验法或是拆除各个信号接线，逐一利用万用表测量。传感器接地大部分是由于接线头脱落碰壳、接线盒内进水、信号线与电缆金属屏蔽线擦碰及传感器本身损坏等引起。一般情况下容易进水的部位探头接地概率较高，易出现接地，应首先予以断开。注意在测量传感器、变送器等元器件的对地绝缘时，不能用摇表而要用万用表电阻档测量，以免产生高压损坏设备。

2.3 主机遥控系统、船舶电站自动控制系统

为航行安全起见，主机遥控、配电板、操舵台等部位建议停泊时进行检查，检查时要先将上述设备整流电源关闭然后依次关闭其蓄电池供电电源，查找故障具体部位。若是船舶进厂修船，检查相对方便一些，所有控制设备都可以停用，此时采用先关闭整流电源，然后切断相关设备的蓄电池供电电源，分区查找出接地的具体区域，然后在该区域中找出接地点。

3 故障实例及分析处理

×轮主机停车时DC24V电源系统绝缘正常，而在主机操作过程中会出现DC24V绝缘低故障，绝缘监测装置发出报警。

故障分析：因船舶在启动主机过程中有许多监测点的状态发生改变，针对上述故障现象，首先怀疑是主机操作系统和主机安全保护系统存在接地故障点。

故障检查：根据故障现象和分析，采用分割法，首先检查主机操作系统，因为是主机动车后才产生故障的，先把主机安全保护系统的电源断开，启动主机，观察绝缘监测装置的DC24V绝缘是否正常，这样做有一定的风险，因为此时主机安保系统不起作用了，需要慎重操作。检查的结果是绝缘监测装置没有DC24V绝缘低报警。说明是主机操作时的输入输出信号都不会引起绝缘低故障，而是主机安全保护装置造成的DC24V绝缘低故障。

该轮主机安全保护装置中采用DC24V供电所涉及的监控点有80多个，在不影响主机运转的情况下把主机的常规保护电路切除，比如飞车保护、排气温度高减速、淡水高温停车等信号线断开。启动主机，加速，出现DC24V电源绝缘低报警。可知故障不在所断开的信号范围内，而在其他部位。

再次启动主机观察主机绝缘报警的启动时间，通过动态检查发现当主机启动后转速达到额定转速时绝缘装置报警动作，分析很可能是安全保护装置启动后某点动作造成的。分析图纸知该轮主机安全保护系统是在主机启动转速达到额定转速70%时开始监测主机的状态，在静止状态下人为把主机转速达到70%额定转速电路接通，发现绝缘监测装置报警，由此可知该故障不是由于主机的振动引起的，而是由于某个报警回路接通所致。

切断DC24V供电回路，用万用表的电阻档测量供电回路与船体的绝缘电阻，发现电阻接近0，分析可能是某回路接地并连在系统上，把转速监控回路断开，对地电阻则很大，检查相关传感器发现主机的滑油低压报警传感器信号线穿在管中由于振动和磨损绝缘损坏与船体相连，当主机转速达到额定转速的70%时，把报警回路接通，而报警回路通过其他回路与接地点相通，造成了DC24V绝缘低的故障报警。

4 结语

查找和排除船舶直流电源接地故障是一个船舶电气管理人员的基本技能。直流电源接地故障所造成的危害严重，船舶电气管理人员应足够重视。

船舶发生DC24V电源接地故障后不允许将充放电板绝缘监测仪关闭或将DC24V绝缘低警报点闭锁而要及时查找。同时还要定期巡检直流系统的对地绝缘，加强对容易引起直流电源接地故障设备的维护和管理。在查找故障点时，本着先易后难的原则按序查找，首先针对次要设备进行查找，重要设备不能轻易断电试验，要和设备主管人员协调，选择合适时机查找并做好相应的准备工作。

［1］薛宇.船舶电气接地故障的查找及防治［J］.中国水运，2012（4）

［2］冯哲.刍议船舶电网绝缘与监测［J］.船艇，2007（06B）