船舶電氣接地故障的查找及防治

船舶電氣接地故障如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，常會(huì)引發(fā)船舶發(fā)生火災(zāi)事故，危害船舶的正常運(yùn)行和人身安全。因此對(duì)船舶電接地故障進(jìn)行事前查找和處理，具有重要的安全管理價(jià)值。船舶電氣設(shè)備出現(xiàn)接地故障的產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，本文從人、機(jī)、環(huán)境等方面進(jìn)行分析研究，并圍繞減少船舶電氣設(shè)備接地故障的目標(biāo)，提出了進(jìn)行事前查找和防治的對(duì)策方案。旨在通過對(duì)船舶電氣接地故障的系統(tǒng)化研究，形成對(duì)電氣接地故障的有效防范，為船舶的安全可靠運(yùn)行提供有力有效的保障。一、船舶電氣設(shè)備接地故障概述1、船舶電氣設(shè)備的特點(diǎn)船舶的種類雖然多種多樣，但是圍繞船舶的性能和功能，船舶電氣設(shè)備系統(tǒng)的主要組成部分是一致的，通常是由船舶電力、船舶拖動(dòng)、船舶照明、船舶通信、船舶導(dǎo)航、船舶推進(jìn)、船舶自動(dòng)化等船舶需要的專業(yè)化電氣設(shè)備系統(tǒng)組成。船舶電氣設(shè)備和其他環(huán)境下使用的電氣設(shè)備相比的不同之處，主要是依據(jù)電氣設(shè)備的介電性能。介電性能是船舶電力系統(tǒng)的重要參數(shù)指標(biāo)之一。船舶電力系統(tǒng)中低壓電氣的介電性能條件必須滿足船舶電力系統(tǒng)的絕緣配合需要，要求設(shè)備能承受的外來瞬間電壓，必須小于船舶電壓系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的最高沖擊耐受電壓。這種要求下，船用電氣設(shè)備的額定絕緣電壓應(yīng)該高于船舶電源系統(tǒng)的額定電壓。在此背景下，船用電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采用船舶電源系統(tǒng)作為主要要求，這樣才能有效保證船舶電氣設(shè)備的安全使用。船舶電氣接地故障主要是因?yàn)榻涣鞫嘞?、直流兩極這兩種短路造成。單相接地故障的表現(xiàn)是接地電流小于短路電流，導(dǎo)致保護(hù)電氣設(shè)備無法啟動(dòng)而無法及時(shí)切斷故障發(fā)生；在接地故障導(dǎo)致船舶船體出現(xiàn)接地電流時(shí)，會(huì)引起分合閘、繼電器等設(shè)備被短接，電氣設(shè)備無法正常工作，局部帶病工作導(dǎo)致溫度升高產(chǎn)生火災(zāi)事故。2、船舶電氣設(shè)備接地故障的特點(diǎn)船舶長期的工作環(huán)境比較潮濕，這對(duì)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行非常不利。船舶電氣設(shè)備發(fā)生的接地故障也具有這種背景帶來的特點(diǎn)。一是故障多而且數(shù)量居高不下。船舶運(yùn)行身處江河湖海，工作環(huán)境中濕氣、水分含量高，這對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行帶來很大影響，突出表現(xiàn)在電氣設(shè)備接地因?yàn)槌睗穸霈F(xiàn)的接地故障頻發(fā)，而且故障數(shù)量在電氣設(shè)備故障中占比較高。二是故障成因復(fù)雜而難以確定。船舶電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)為適應(yīng)船舶運(yùn)行往往比較復(fù)雜，這導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)接地故障時(shí)的成因來源比較復(fù)雜，很多時(shí)候不見得是單一原因?qū)е陆拥毓收?，而是一系列設(shè)備的連鎖反應(yīng)導(dǎo)致出現(xiàn)接地故障。三是故障發(fā)現(xiàn)困難表現(xiàn)隱蔽。船舶電氣設(shè)備和其他電氣設(shè)備相比，對(duì)絕緣保護(hù)的要求更高。所有電氣設(shè)備不僅需要滿足船舶電氣系統(tǒng)的絕緣保護(hù)措施，還可能需要進(jìn)行二次絕緣才能實(shí)現(xiàn)保護(hù)和隔離，這種情況下船舶電氣接地故障的表現(xiàn)就比較難以準(zhǔn)確找到第一現(xiàn)場，這種隱蔽性導(dǎo)致故障難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。四是故障后果嚴(yán)重而不易控制。船舶電氣發(fā)生接地故障，最容易導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)，這種電氣火災(zāi)如果導(dǎo)致船上的易燃易爆物質(zhì)發(fā)生爆炸，產(chǎn)生的危害往往難以控制，從而對(duì)船舶的正常運(yùn)行和船舶上人身安全帶來重大威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致船毀、船沉等極端事故，經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害會(huì)很巨大。綜上所述，船舶電氣的接地故障必須防患于未然，預(yù)防和防控為主的措施是減少船舶電氣故障的主要工作思路。二、船舶接地電氣設(shè)備接地故障的特征和成因1、船舶接地電氣設(shè)備接地故障的特征船舶的工作環(huán)境往往潮濕而惡劣，難以滿足電氣設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境的濕度要求。船舶的工作時(shí)間是連續(xù)運(yùn)行而時(shí)間很長，這導(dǎo)致日常維護(hù)難以發(fā)現(xiàn)很多隱藏的安全隱患。因此，船舶電氣設(shè)備最常出現(xiàn)的外部絕緣老化、損壞等問題，都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的接地電阻降低，從而發(fā)生接地故障。船舶電氣的接地故障一般表現(xiàn)為三種：一是電氣設(shè)備的接地電容不一致導(dǎo)致的接地故障。船舶電氣設(shè)備的種類比較多，在工作運(yùn)行狀態(tài)中，不同設(shè)備的接地電容會(huì)出現(xiàn)差別，而且具有相比其他陸地電氣設(shè)備電容值比較高的特點(diǎn)。因此，這些電氣設(shè)備的零序電流的整數(shù)值往往不容易確定。二是電氣設(shè)備的電流不一致導(dǎo)致的接地故障。電氣設(shè)備的電流不一致時(shí)，接地電阻會(huì)和電弧、金屬這兩個(gè)因素相關(guān)。如果電氣設(shè)備是以電弧為表現(xiàn)時(shí)，設(shè)備的零序電壓往往比較小。這就會(huì)導(dǎo)致船舶上的電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)無法安全正常運(yùn)行。三是電氣設(shè)備的漏電導(dǎo)致的接地故障。船舶電氣出現(xiàn)接地故障時(shí)，最常見的表現(xiàn)就是出現(xiàn)電流數(shù)值增加，漏電現(xiàn)象頻發(fā)。在潮濕環(huán)境下，對(duì)設(shè)備和操作人員的安全帶來直接影響。四是電氣設(shè)備的工作環(huán)境導(dǎo)致的接地故障。船舶電氣設(shè)備的工作環(huán)境具有特殊性，而且非常容易受到外界因素的影響，比如潮濕帶來的短路，工作環(huán)境狹小難以維護(hù)，線路損壞不容易發(fā)現(xiàn)等等，是導(dǎo)致電氣接地故障發(fā)生的主要原因。2、船舶接地電氣設(shè)備接地故障的成因借鑒安全管理的事故成因分析方法，針對(duì)造成船舶電氣設(shè)備接地故障的產(chǎn)生原因，從人、機(jī)、環(huán)境方面探討故障產(chǎn)生的主要原因：一是從環(huán)境因素上看，船舶運(yùn)行的工作環(huán)境受到自然因素變化影響比較大，突出的特點(diǎn)是自然環(huán)境是導(dǎo)致接地故障的根本性原因。如船舶電氣設(shè)備在船舶運(yùn)行中使用，工作環(huán)境中的空氣濕度比較高，在這種情況下電氣設(shè)備長期處于高濕度空中接觸，內(nèi)部零部件在濕氣腐蝕下更容易磨損導(dǎo)致接地出現(xiàn)故障。船舶運(yùn)行中的顛簸、起伏、擺動(dòng)難以避免，在惡劣的天氣環(huán)境下，電氣設(shè)備處于船體劇烈震蕩、震動(dòng)的沖擊下，這時(shí)電氣設(shè)備的接地會(huì)導(dǎo)致脫落等情況，接地故障數(shù)量也會(huì)增加。二是從電氣設(shè)備自身上看，電氣設(shè)備的工作周期、連續(xù)工作時(shí)間長等都會(huì)加劇接地故障的發(fā)生。電氣設(shè)備的絕緣體在長期聯(lián)系運(yùn)轉(zhuǎn)下，老化程度加劇，絕緣體失效導(dǎo)致的接地故障較多。電氣設(shè)備連接用的電纜，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理、連接不穩(wěn)固等因素，也會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備運(yùn)行中因?yàn)椴环€(wěn)定產(chǎn)生接地故障。電氣設(shè)備自身的質(zhì)量不高，內(nèi)部元器件難以保證工作運(yùn)行需要的故障，會(huì)連鎖產(chǎn)生設(shè)備的接地故障。船舶電氣設(shè)備工作系統(tǒng)的性能，受內(nèi)部組成部分的性能影響很大。接地故障產(chǎn)生的原因表現(xiàn)在絕緣受損、金屬導(dǎo)電短路、工作環(huán)境導(dǎo)致電氣連接、電纜連接等出現(xiàn)問題等等。三是從電氣設(shè)備的操作和維護(hù)人員上看，船舶運(yùn)行中對(duì)人員素質(zhì)有較高要求，電氣設(shè)備的操作和維護(hù)人員的數(shù)量和工作量不匹配時(shí)，導(dǎo)致操作和維護(hù)工作質(zhì)量受到影響，人員的責(zé)任心、職業(yè)道德等都會(huì)導(dǎo)致接地故障上升。三、船舶電氣接地故障的查找及防治對(duì)策建議1、突出預(yù)防為主的思想，強(qiáng)化船舶電氣設(shè)備日常管理船舶電氣設(shè)備的日常管理水平直接影響到接地故障的發(fā)生頻率和數(shù)量，因此要針對(duì)接地故障的特點(diǎn)和后果，突出預(yù)防為主的思想，提高電氣設(shè)備的日常管理水平，從源頭上遏制接地故障的發(fā)生。要建立健全和不斷結(jié)合實(shí)際完善船舶的電氣設(shè)備各種管理制度。一是從嚴(yán)從細(xì)強(qiáng)化管理制度。如船舶電氣設(shè)備采用三相三線電源較多。正在運(yùn)行的電氣設(shè)備出現(xiàn)電氣故障時(shí)，要制定應(yīng)急預(yù)案，避免出現(xiàn)故障的設(shè)備對(duì)其他正常運(yùn)行設(shè)備帶來連鎖危害，線路損害。二是從小從細(xì)強(qiáng)化管理水平。要針對(duì)接地故障建立電氣設(shè)備及其線路的定期絕緣電阻檢測制度，從船舶特色的工作環(huán)境出發(fā)，針對(duì)不同設(shè)備的運(yùn)行時(shí)長、內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，對(duì)容易出現(xiàn)接地故障的部位執(zhí)行嚴(yán)格的日常巡回管理，保證電氣設(shè)備的絕緣電阻始終處于正常數(shù)值范圍內(nèi)。2、細(xì)強(qiáng)預(yù)防為主的措施，提高船舶電氣設(shè)備檢修水平船舶電氣設(shè)備組成的電氣系統(tǒng)比較復(fù)雜，但接地故障產(chǎn)生的根源來自于絕緣電阻，因此要圍繞絕緣電阻這一主要參數(shù)，以更加優(yōu)良、先進(jìn)的檢修能力、檢修技術(shù)來減少接地故障的發(fā)生。首先，是引入先進(jìn)的絕緣電阻檢測設(shè)備，定期對(duì)各種電器設(shè)備的絕緣電阻建立跟蹤臺(tái)賬，對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，對(duì)照結(jié)果找到預(yù)防接地故障的措施。其次，要制定電器設(shè)備的檢修方案，將不同設(shè)備出現(xiàn)接地故障的頻率、原因作為制定檢修方案的參考，特別是一些二次隔離設(shè)備、重點(diǎn)設(shè)備要強(qiáng)化絕緣電阻的檢修技術(shù)，在保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，不斷提高電氣設(shè)備的絕緣性能，保證船舶安全可靠運(yùn)行。電氣設(shè)備檢修要針對(duì)船舶電氣設(shè)備的特點(diǎn)不斷優(yōu)化完善，結(jié)合船舶工作運(yùn)行條件的變化進(jìn)行升級(jí)更新，提升檢修維護(hù)工作有效性和實(shí)效性。3、強(qiáng)化專業(yè)技能培訓(xùn)培養(yǎng)，提高船舶電氣設(shè)備人員水平船舶電氣設(shè)備的操作中，人員的不規(guī)范操作、管理能力差等也是造成接地故障的原因之一。建議船舶電氣設(shè)備的操作人員必須選聘具有專業(yè)知識(shí)和能力的技術(shù)人員，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)影響船舶的運(yùn)行，甚至是導(dǎo)致接地事故造成經(jīng)濟(jì)損失。要為現(xiàn)有電氣設(shè)備人員定期進(jìn)行崗位能力、專業(yè)技能的升級(jí)培訓(xùn)，并建立和專業(yè)技術(shù)能力相適應(yīng)的薪酬考核機(jī)制，引導(dǎo)船舶電氣設(shè)備操作管理人員提高工作水平，避免人為因素導(dǎo)致的電氣設(shè)備接地故障。特別是要培養(yǎng)操作人員應(yīng)對(duì)接地故障的應(yīng)急能力，避免接地故障擴(kuò)大帶來的影響。四、船舶電氣接地故障實(shí)例我國某某號(hào)船舶在安裝電氣設(shè)備時(shí)，忽略了按照國際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，從而導(dǎo)致發(fā)生重大安全事故，此項(xiàng)船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)電氣接地出現(xiàn)故障，加之船舶較為潮濕，因?yàn)槌霈F(xiàn)1死3傷的重大事故。以往國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交流電控制的船舶可以采用的絕緣形式為：運(yùn)用船體作為中性線回路、中性點(diǎn)接地的四線體系以及三線絕緣體系。但此船舶并未按照這三種絕緣