船舶电气接地故障的查找及防治

徐亚东

摘要：船舶安全是航运安全的重要保障。现代船舶制造中安装使用的电气设备越来越多，此时船舶电气接地故障也成为船舶电气故障的主要类型之一，对船舶设备能否安全运行带来直接影响，甚至可能造成船舶无法正常航行的重大事故。船舶电气设备相比其他电气设备，具有结构特殊、功能特别等特点，船舶电气设备接地故障也存在出现部位比较隐蔽，难以发现，无法及时有效处理等情况。本文主要是突出预防为主的思想，探讨了查找和防治船舶电气接地故障的对策方案。

关键词：船舶;电气;接地故障;查找;防治

中图分类号：F407.474                                   文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）15-0109-02

0  引言

船舶电气接地故障如未能及时发现和处理，常会引发船舶发生火灾事故，危害船舶的正常运行和人身安全。因此对船舶电接地故障进行事前查找和处理，具有重要的安全管理价值。船舶电气设备出现接地故障的产生的原因比较复杂，本文从人、机、环境等方面进行分析研究，并围绕减少船舶电气设备接地故障的目标，提出了进行事前查找和防治的对策方案。旨在通过对船舶电气接地故障的系统化研究，形成对电气接地故障的有效防范，为船舶的安全可靠运行提供有力有效的保障。

1  船舶电气设备接地故障概述

1.1 船舶电气设备的特点

船舶的种类虽然多种多样，但是围绕船舶的性能和功能，船舶电气设备系统的主要组成部分是一致的，通常是由船舶电力、船舶拖动、船舶照明、船舶通信、船舶导航、船舶推进、船舶自动化等船舶需要的专业化电气设备系统组成。船舶电气设备和其他环境下使用的电气设备相比的不同之处，主要是依据电气设备的介电性能。介电性能是船舶电力系统的重要参数指标之一。船舶电力系统中低压电气的介电性能条件必须满足船舶电力系统的绝缘配合需要，要求设备能承受的外来瞬间电压，必须小于船舶电压系统所设计的最高冲击耐受电压。这种要求下，船用电气设备的额定绝缘电压应该高于船舶电源系统的额定电压。在此背景下，船用电气设备设计时会采用船舶电源系统作为主要要求，这样才能有效保证船舶电气设备的安全使用。船舶电气接地故障主要是因为交流多相、直流两极这两种短路造成。单相接地故障的表现是接地电流小于短路电流，导致保护电气设备无法启动而无法及时切断故障发生;在接地故障导致船舶船体出现接地电流时，会引起分合闸、继电器等设备被短接，电气设备无法正常工作，局部带病工作导致温度升高产生火灾事故。

1.2 船舶电气设备接地故障的特点

船舶长期的工作环境比较潮湿，这对电气设备的安全运行非常不利。船舶电气设备发生的接地故障也具有这种背景带来的特点。一是故障多而且数量居高不下。船舶运行身处江河湖海，工作环境中湿气、水分含量高，这对电气设备的运行带来很大影响，突出表现在电气设备接地因为潮湿而出现的接地故障频发，而且故障数量在电气设备故障中占比较高。二是故障成因复杂而难以确定。船舶电气设备的结构为适应船舶运行往往比较复杂，这导致设备出现接地故障时的成因来源比较复杂，很多时候不见得是单一原因导致接地故障，而是一系列设备的连锁反应导致出现接地故障。三是故障发现困难表现隐蔽。船舶电气设备和其他电气设备相比，对绝缘保护的要求更高。所有电气设备不仅需要满足船舶电气系统的绝缘保护措施，还可能需要进行二次绝缘才能实现保护和隔离，这种情况下船舶电气接地故障的表现就比较难以准确找到第一现场，这种隐蔽性导致故障难以被及时发现和处理。四是故障后果严重而不易控制。船舶电气发生接地故障，最容易导致出现火灾，这种电气火灾如果导致船上的易燃易爆物质发生爆炸，产生的危害往往难以控制，从而对船舶的正常运行和船舶上人身安全带来重大威胁，严重时会导致船毁、船沉等极端事故，经济损失和社会危害会很巨大。综上所述，船舶电气的接地故障必须防患于未然，预防和防控为主的措施是减少船舶电气故障的主要工作思路。

2  船舶接地电气设备接地故障的特征和成因

2.1 船舶接地电气设备接地故障的特征

船舶的工作环境往往潮湿而恶劣，难以满足电气设备对周边环境的湿度要求。船舶的工作时间是连续运行而时间很长，这导致日常维护难以发现很多隐藏的安全隐患。因此，船舶电气设备最常出现的外部绝缘老化、损坏等问题，都会导致设备的接地电阻降低，从而发生接地故障。船舶电气的接地故障一般表现为三种：一是电气设备的接地电容不一致导致的接地故障。船舶电气设备的种类比较多，在工作运行状态中，不同设备的接地电容会出现差别，而且具有相比其他陆地电气设备电容值比较高的特点。因此，这些电气设备的零序电流的整数值往往不容易确定。二是电气设备的电流不一致导致的接地故障。电气设备的电流不一致时，接地电阻会和电弧、金属这两个因素相关。如果电气设备是以电弧为表现时，设备的零序电压往往比较小。这就会导致船舶上的电气设备运转无法安全正常运行。三是电气设备的漏电导致的接地故障。船舶电气出现接地故障时，最常见的表现就是出现电流数值增加，漏电现象频发。在潮湿环境下，对设备和操作人员的安全带来直接影响。四是电气设备的工作环境导致的接地故障。船舶电气设备的工作环境具有特殊性，而且非常容易受到外界因素的影响，比如潮湿带来的短路，工作环境狭小难以维护，线路损坏不容易发现等等，是导致电气接地故障发生的主要原因。

2.2 船舶接地电气设备接地故障的成因

借鉴安全管理的事故成因分析方法，针对造成船舶电气设备接地故障的产生原因，从人、机、环境方面探讨故障产生的主要原因：一是从环境因素上看，船舶运行的工作环境受到自然因素变化影响比较大，突出的特点是自然环境是导致接地故障的根本性原因。如船舶电气设备在船舶运行中使用，工作环境中的空气湿度比较高，在这种情况下电气设备长期处于高湿度空中接触，内部零部件在湿气腐蚀下更容易磨损导致接地出现故障。船舶运行中的颠簸、起伏、摆动难以避免，在恶劣的天气环境下，电气设备处于船体剧烈震荡、震动的冲击下，这时电气设备的接地会导致脱落等情况，接地故障数量也会增加。二是从电气设备自身上看，电气设备的工作周期、连续工作时间长等都会加剧接地故障的发生。电气设备的绝缘体在长期联系运转下，老化程度加剧，绝缘体失效导致的接地故障较多。电气设备连接用的电缆，因为设计不合理、连接不稳固等因素，也会导致电气设备运行中因为不稳定产生接地故障。电气设备自身的质量不高，内部元器件难以保证工作运行需要的故障，会连锁产生设备的接地故障。船舶电气设备工作系统的性能，受内部组成部分的性能影响很大。接地故障产生的原因表现在绝缘受损、金属导电短路、工作环境导致电气连接、电缆连接等出现问题等等。三是从电气设备的操作和维护人员上看，船舶运行中对人员素质有较高要求，电气设备的操作和维护人员的数量和工作量不匹配时，导致操作和维护工作质量受到影响，人员的责任心、职业道德等都会导致接地故障上升。

3  船舶电气接地故障的查找及防治对策建议

3.1 突出预防为主的思想，强化船舶电气设备日常管理

船舶电气设备的日常管理水平直接影响到接地故障的发生频率和数量，因此要针对接地故障的特点和后果，突出预防为主的思想，提高电气设备的日常管理水平，从源头上遏制接地故障的发生。要建立健全和不断结合实际完善船舶的电气设备各种管理制度。一是从严从细强化管理制度。如船舶电气设备采用三相三线电源较多。正在运行的电气设备出现电气故障时，要制定应急预案，避免出现故障的设备对其他正常运行设备带来连锁危害，线路损害。二是从小从细强化管理水平。要针对接地故障建立电气设备及其线路的定期绝缘电阻检测制度，从船舶特色的工作环境出发，针对不同设备的运行时长、内部元件结构特点等，对容易出现接地故障的部位执行严格的日常巡回管理，保证电气设备的绝缘电阻始终处于正常数值范围内。

3.2 细强预防为主的措施，提高船舶电气设备检修水平

船舶電气设备组成的电气系统比较复杂，但接地故障产生的根源来自于绝缘电阻，因此要围绕绝缘电阻这一主要参数，以更加优良、先进的检修能力、检修技术来减少接地故障的发生。首先，是引入先进的绝缘电阻检测设备，定期对各种电器设备的绝缘电阻建立跟踪台账，对测量结果进行科学分析，对照结果找到预防接地故障的措施。其次，要制定电器设备的检修方案，将不同设备出现接地故障的频率、原因作为制定检修方案的参考，特别是一些二次隔离设备、重点设备要强化绝缘电阻的检修技术，在保证电气设备的正常运行同时进行维护保养，不断提高电气设备的绝缘性能，保证船舶安全可靠运行。电气设备检修要针对船舶电气设备的特点不断优化完善，结合船舶工作运行条件的变化进行升级更新，提升检修维护工作有效性和实效性。

3.3 强化专业技能培训培养，提高船舶电气设备人员水平

船舶电气设备的操作中，人员的不规范操作、管理能力差等也是造成接地故障的原因之一。建议船舶电气设备的操作人员必须选聘具有专业知识和能力的技术人员，避免因为操作不当影响船舶的运行，甚至是导致接地事故造成经济损失。要为现有电气设备人员定期进行岗位能力、专业技能的升级培训，并建立和专业技术能力相适应的薪酬考核机制，引导船舶电气设备操作管理人员提高工作水平，避免人为因素导致的电气设备接地故障。特别是要培养操作人员应对接地故障的应急能力，避免接地故障扩大带来的影响。

4  船舶电气接地故障实例

我国某某号船舶在安装电气设备时，忽略了按照国际标准的相关规定，从而导致发生重大安全事故，此项船舶的发动机电气接地出现故障，加之船舶较为潮湿，因为出现1死3伤的重大事故。以往国际标准规定交流电控制的船舶可以采用的绝缘形式为：运用船体作为中性线回路、中性点接地的四线体系以及三线绝缘体系。但此船舶并未按照这三种绝缘形式进行电气设备安装，这也是导致重大安全事故的主要原因。此项情况值得引起广大相关工作者的重视，杜绝安全隐患。

5  结束语

船舶电气设备的特殊工作环境导致接地故障，是影响船舶正常航行、安全运行的主要因素之一，本文建议通过突出预防为主的思想，强化船舶电气设备日常管理;强化预防为主的措施，提高船舶电气设备检修水平强化专业技能培训培养，提高船舶电气设备人员水平等措施，有效预防接地故障的发生。

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