船舶DC24V電源接地故障診斷及處理

吳 俊

（江蘇海事職業技術學院電氣與自動化工程學院，江蘇 南京211170）

0 引言

船舶電力系統中直流24V電源在船舶主機遙控、機艙監測報警系統、自動化電站等自動化設備中應用極為廣泛。它為這些設備的控制與信號回路、繼電保護電路提供了可靠穩定的不間斷電源。直流24V電源系統的可靠性直接影響到船舶的安全營運。DC24V電源接地對船舶自動化設備有很大的影響：單極接地有可能導致控制電路的誤動作或者拒動作，正、負兩極同時對地絕緣不良會通過負載的漏電流形成環流，嚴重的環流會形成短路，可能燒壞接地點的相關設備。很多船舶曾經發生過因為未及時發現和排除DC24V電源存在的接地故障而引發駕駛臺自動操舵裝置、主機調速器的執行器等自動控制系統電路板燒壞，主機遙控系統失效等后果，嚴重威脅了船舶的航行安全。因此，當船舶DC24V電源發生接地故障時，快速有效地排除故障，對于船舶安全營運具有十分重要的意義。

1 船舶@A#%5電源接地故障監測方法

船舶DC24V電源系統接地監視采用接地燈和千歐表2種方式。當發生接地故障時，可以通過接地燈來檢查或通過千歐表監測并發出報警。正常情況下2個接地指示燈有相同的亮度，當正極指示燈比負極指示燈亮時，表示負極接地；反之為正極接地。如果由千歐表來監測，則可指示相應線路對地電阻。

DC24V電源接地有2種類型：金屬接地（又叫完全接地）和非完全接地。檢查時可以通過測量正、負極對地電壓判斷是完全接地還是非完全接地，如直流系統正極對地電壓低于20%額定電壓或趨于0V，負極對地電壓高于額定電壓或略低于額定電壓，則是金屬性接地。產生此類故障一般是DC控制回路二次線脫落接地，電纜破損導致絕緣損壞、傳感器接線脫落碰外殼、直流帶電體直接碰觸金屬接地體等引起。

不完全接地表現為絕緣電阻不為0。接地極母線對地電壓低于50%額定電壓、高于20%額定電壓，非接地極母線電壓高于50%額定電壓，一般是雨、水、霧潮氣侵入直流系統或是飛塵、小動物進入等引起。另外，自動化設備的印刷電路板中電源部分的電容漏電也會引起不完全接地。

2 船舶DC24V電源接地故障的檢查診斷

當發生DC24V電源接地時，首先要判斷出是正極接地還是負極接地，是完全接地還是非完全接地，接著再根據船舶的運行狀態（航行還是停泊）針對不同的設備分別進行相應的檢查。

2.1 對于船舶安全航行影響不大的系統

駕駛臺上部分由DC24V電源蓄電池供電的儀器設備（如航行燈、白晝信號燈、引水門顯示屏、火警控制屏、全船廣播、自動電話、聲力電話等）在航行中可以關閉電源進行檢查。注意在關閉電源之前需要和駕駛值班人員協調好。

處于停機或備用狀態的發電原動機的控制系統，在不影響船舶正常供電的情況下可以采用逐一斷開其直流控制電源的方法同時觀察充放電板的絕緣表或指示燈判斷是否接地。

2.2 機艙監視報警系統及外圍傳感器

航行中若要判斷接地部位是否為監視報警系統或傳感器所致，需要將主機以及電站的操縱控制轉到手動位置，然后在監測系統工作站將相關監測報警信號采集單元停止工作，接著斷開相關采集單元的電源開關或在控制臺取出相關采集單元的電源熔斷器。觀察接地報警是否消失或是檢查直流系統絕緣表指示是否恢復正常。做此工作時需要注意DC24V絕緣報警通道所在的報警采集單元最后關閉，目的是在監視報警系統觀察關閉某采集單元電源后絕緣是否恢復，如果把此通道所在采集單元電源關掉，若要確認結果就要到充放電板處查看絕緣指示燈或絕緣表，再判明接地故障由某一采集單元引起，恢復其他區域電源，然后進一步在所確認單元逐步查找接地點。可以采用二分試驗法或是拆除各個信號接線，逐一利用萬用表測量。傳感器接地大部分是由于接線頭脫落碰殼、接線盒內進水、信號線與電纜金屬屏蔽線擦碰及傳感器本身損壞等引起。一般情況下容易進水的部位探頭接地概率較高，易出現接地，應首先予以斷開。注意在測量傳感器、變送器等元器件的對地絕緣時，不能用搖表而要用萬用表電阻檔測量，以免產生高壓損壞設備。

2.3 主機遙控系統、船舶電站自動控制系統

為航行安全起見，主機遙控、配電板、操舵臺等部位建議停泊時進行檢查，檢查時要先將上述設備整流電源關閉然后依次關閉其蓄電池供電電源，查找故障具體部位。若是船舶進廠修船，檢查相對方便一些，所有控制設備都可以停用，此時采用先關閉整流電源，然后切斷相關設備的蓄電池供電電源，分區查找出接地的具體區域，然后在該區域中找出接地點。

3 故障實例及分析處理

×輪主機停車時DC24V電源系統絕緣正常，而在主機操作過程中會出現DC24V絕緣低故障，絕緣監測裝置發出報警。

故障分析：因船舶在啟動主機過程中有許多監測點的狀態發生改變，針對上述故障現象，首先懷疑是主機操作系統和主機安全保護系統存在接地故障點。

故障檢查：根據故障現象和分析，采用分割法，首先檢查主機操作系統，因為是主機動車后才產生故障的，先把主機安全保護系統的電源斷開，啟動主機，觀察絕緣監測裝置的DC24V絕緣是否正常，這樣做有一定的風險，因為此時主機安保系統不起作用了，需要慎重操作。檢查的結果是絕緣監測裝置沒有DC24V絕緣低報警。說明是主機操作時的輸入輸出信號都不會引起絕緣低故障，而是主機安全保護裝置造成的DC24V絕緣低故障。

該輪主機安全保護裝置中采用DC24V供電所涉及的監控點有80多個，在不影響主機運轉的情況下把主機的常規保護電路切除，比如飛車保護、排氣溫度高減速、淡水高溫停車等信號線斷開。啟動主機，加速，出現DC24V電源絕緣低報警。可知故障不在所斷開的信號范圍內，而在其他部位。

再次啟動主機觀察主機絕緣報警的啟動時間，通過動態檢查發現當主機啟動后轉速達到額定轉速時絕緣裝置報警動作，分析很可能是安全保護裝置啟動后某點動作造成的。分析圖紙知該輪主機安全保護系統是在主機啟動轉速達到額定轉速70%時開始監測主機的狀態，在靜止狀態下人為把主機轉速達到70%額定轉速電路接通，發現絕緣監測裝置報警，由此可知該故障不是由于主機的振動引起的，而是由于某個報警回路接通所致。

切斷DC24V供電回路，用萬用表的電阻檔測量供電回路與船體的絕緣電阻，發現電阻接近0，分析可能是某回路接地并連在系統上，把轉速監控回路斷開，對地電阻則很大，檢查相關傳感器發現主機的滑油低壓報警傳感器信號線穿在管中由于振動和磨損絕緣損壞與船體相連，當主機轉速達到額定轉速的70%時，把報警回路接通，而報警回路通過其他回路與接地點相通，造成了DC24V絕緣低的故障報警。

4 結語

查找和排除船舶直流電源接地故障是一個船舶電氣管理人員的基本技能。直流電源接地故障所造成的危害嚴重，船舶電氣管理人員應足夠重視。

船舶發生DC24V電源接地故障后不允許將充放電板絕緣監測儀關閉或將DC24V絕緣低警報點閉鎖而要及時查找。同時還要定期巡檢直流系統的對地絕緣，加強對容易引起直流電源接地故障設備的維護和管理。在查找故障點時，本著先易后難的原則按序查找，首先針對次要設備進行查找，重要設備不能輕易斷電試驗，要和設備主管人員協調，選擇合適時機查找并做好相應的準備工作。

［1］薛宇.船舶電氣接地故障的查找及防治［J］.中國水運，2012（4）

［2］馮哲.芻議船舶電網絕緣與監測［J］.船艇，2007（06B）