船舶絕緣故障查找及總結

孫立新

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船舶絕緣故障查找及總結

孫立新

（江蘇海事職業技術學院輪機工程系，南京 211170）

文章從船舶的絕緣故障分析查找出發，探討船舶電網絕緣監視和故障查找的方法，結合自身在船經歷進行分析總結，以期能夠為今后船舶絕緣故障查找方面提供一定的參考與幫助。

船舶電網 絕緣監測 故障查找

0 引言

隨著現代船舶電氣設備及系統不斷增大，供電網絡也越來越復雜，同時船舶電氣設備工作的實際環境，如溫度、濕度、鹽霧、霉菌等條件比較惡劣，使得船舶電力系統絕緣不斷經受考驗。當前船舶電力系統普遍采用交流三相三線制的絕緣系統，這種供電系統的優點是當一相對地絕緣損壞時不會出現短路跳閘而導致供電中斷，從而保證了船舶設備供電的連續性和可靠性。但是如不及時處理解決，會在另一相發生絕緣損壞時形成短路，輕者引起配電開關跳閘，中斷供電，重者損壞設備、引發火災，影響船舶和人身的安全。那么當船舶電力系統絕緣損壞時，如何快速有效地排除故障，對船舶供電的安全性和可靠性具有十分重要的意義。

1 故障實例分析處理

1.1實例1

我輪在航行途中多次出現了主配電板440 V絕緣低報警，報警只持續 1 s，然后自動回到無窮，對全船巡回檢查沒有發現異常，警報發生基本沒有時間規律。某天海況較差，0000到1200已報警3次，決定更換下運行的2號發電機組，換上3號機組試試。先來確定發電機組是否有問題，這樣一直到第二天上午，沒有發生絕緣報警，0830再換回2號發電機組，0928再次發出絕緣報警，1016又來一次，換回3號發電機組，基本確認是2號發電機組絕緣故障。從故障現象來看，故障范圍應該在發電機本身到其主開關部分。具體檢查內容：1）打開2號發電機頂部端蓋，檢查發電機定子繞組的三相引線（每相6根線）是否正常；2）檢查勵磁系統的所有導線是否正常；3）檢查進出發電機接線箱的所有電纜與填料函是否正常；4）檢查接線箱內相復勵繞組、AVR及其它元器件是否正常；5）打開發電機兩側的通風濾網，觀察檢查發電機內部情況，盤車檢查定子與轉子間的間隙是否正常；6）打開2號發電機控制屏后蓋，檢查從發電機接線箱到主配電板的所有電纜/電線是否正常；7）檢查電壓互感器、電流互感器等是否正常。

這一圈檢查下來沒有發現異常，因為絕緣故障存在時間太短，屬于偶然故障。這些常規檢查找不到故障點也很正常，現在針對船舶實際情況進行進一步的分析研究。這個接地點可能在接頭、拐角及震動厲害的部位，最可能的地方就是發電機的接線箱附近（見圖1）。

圖1 發電機進線填料函

用萬用表電阻檔（×10K）測量各電纜芯線對地電阻值，用手一根根搖動電纜線，模擬發電機振動，當萬用表指示的對地電阻值有較大幅度變化時，說明正在搖動的這根主電纜可能有問題，其它的五根搖動時電阻值均沒有變化。把它從發電機接線排上拆下，再次搖動這根線，電阻值時高時低，可以確定是這根線的問題。把這根線從接線箱上拆下，外觀上仔細檢查后沒發現異常，然后先剝掉外面的防護層，再剝里面的鎧套層，當剝到離填料函10 cm左右時，發現內層絕緣層有一處不明顯的細微裂痕（見圖2）。再仔細檢查發現有一根細鋼絲插在里面，扒開用尖嘴鉗將其取出，先用絕緣膠帶包扎，再用絕緣膠皮包裹，最后用黑色膠布纏緊，把電纜裝好復位。再次搖動這根電纜線來檢查絕緣，電阻值沒有變化。1700將2號機組投入運行，同樣海況下運行二天，440 V絕緣低沒有再報過警，故障基本排除。

圖2 鎧套電纜故障部位

1.2 實例2

某次航行途中，巡回檢查到主配電板時，發現監測440 V絕緣的兆歐表指針由無窮大慢慢下降，立即對全船分頭查找，沒有異常，最后下到1.1 MΩ停了下來，當時是下午四點多鐘，天氣晴朗、海況良好，機艙外部沒有使用設備，空調沒開，空壓機、冰機正好停機，最可能的就是廚房設備（正好是燒飯時間）。但切斷廚房電，兆歐表沒有反應，考慮到當時是航行狀態，實際絕緣也不是太低，沒有立刻采用分區拉電法。過了一會發現絕緣值在慢慢回升，最后趨于正常。但是故障根源沒有找到，初步分析故障設備應該是短時工作的設備。果然第二天相同時間點故障再次發生，排除了短時工作的日用水泵、鍋爐補水泵等。進一步分析研究，最后鎖定冰庫化霜，切斷其配電開關，絕緣表立即恢復正常，原來是每天1600定時化霜（此時壓縮機停機），化下的水流到了加熱棒的接線柱上引起絕緣下降，霜化完了又恢復正常，經過絕緣處理后恢復正常。

2 船舶電網絕緣故障的監測

船舶供電系統分兩部分：440 V動力供電系統和220 V照明供電系統，它們之間采用變壓器連接，沒有電的直接聯系，船舶電網絕緣監測與之對應。由于照明系統分布較廣，燈點數就多，照明系統絕緣故障占船舶電網絕緣故障的80%以上，因為只有磁的聯系。這樣當照明系統發生絕緣故障時，就不會影響到動力系統供電，提高了船舶航行的安全性。

2.1電網絕緣的監視方法

目前監視船舶電網絕緣常用的方法有兩種：

1）絕緣指示燈（地氣燈）

當電力系統一相絕緣下降或接地時，相應絕緣指示燈變暗或熄滅，而另兩相絕緣指示燈比平時亮。其缺點是當三相絕緣同時下降，它就測不出來。

2）配電板式兆歐表

可以在線監測船舶電網對地絕緣值，有的還可以當絕緣低于報警設定值發出報警。

2.2電網絕緣故障的查找方法

1）分區拉電法（支路斷電法）

船上所有負載都是由主配電板直接或經分配電板間接供電，這樣整個供電網絡就由很多供電支路來構成，而每一支路通斷就由配電開關來控制。當配電板式兆歐表指向零或者一地氣燈熄滅（另兩個比平時亮），說明電網中正在運行的某一設備的某一點接地。常規的方法就用分區拉電法，其實質是把大系統分成小系統，再從小系統中把故障源分離出來。一般是先拉掉次要負載（如起貨機、空調、廚房電等），再去拉重要負載，當斷開某一配電開關時，指示燈或兆歐表恢復正常，就說明是這個區域或子路絕緣故障，再去找更小的區域，最后分段查找，直到找到接地點。

2）經驗法

能否快速、準確地查找到故障點，與電氣管理者的經驗、對該輪供電系統的熟悉程度、故障分析判斷的能力等有重大關系。一般經驗來自兩方面：間接經驗和直接經驗。間接經驗來自書本上或他人傳授的；直接經驗是自身在解決絕緣故障時所獲得的實踐經驗。

把各方面資料匯總可以得到，容易發生絕緣故障的設備主要是：①室外的電氣設備，如起貨機、錨機、絞纜機、吊艇機、舷梯、電笛、航行燈、信號燈、甲板照明、接線盒、水密開關、水密插座等；②室內的電氣設備，如廚房間（電灶、茶水爐等）、洗衣間（洗衣機、烘干機）、衛生間（頂燈、鏡前燈）等。

3 總結

船舶電氣絕緣故障查找是船舶電氣管理工作的重要組成部分。故障原因可能是絕緣層老化、磨損、水密損壞及操作管理不當等。故障表現的形態往往是多樣性的，不同類型的船舶，又各有其特點。對于電氣管理者來說，不能生搬硬套，必須從本船的實際出發，具體問題具體分析，靈活運用基本理論和相關經驗，去分析處理各種實際的絕緣問題。

分區拉電法是絕緣故障查找中最基本的方法，但真正查找起來還是比較繁雜的，前面的故障實例1僅用這種方法就不可能查找出來，而且它必須要先斷電，再恢復。這樣對日光燈、水銀燈頻繁起停直接影響啟動、影響壽命；對白熾燈就可能直接燒斷燈絲；如果在航行期間要檢查重要泵組是否有絕緣問題，必須先啟動備用機組，再停止運行的機組，以此來逐個判別，泵多起停一次就多一次沖擊。所以要盡量縮小范圍，減少通斷次數。結合本人經歷總結如下：

遇到絕緣故障報警，不需要立刻采用分區拉電法，因為一般船舶都采用三相三線制的絕緣系統，單相接地不會影響設備運行，可以先確認是220 V還是440 V報警，結合當時船舶動態、海況、天氣還有故障發生的時間等，進行綜合分析研究后，再去采取相應措施。

如傍晚發生照明系統絕緣報警，此時在錨地、碼頭，我首先懷疑甲板照明，調查確認當天是否下過雨？或者是否沖洗過甲板、生活區？初步判斷故障范圍，再去進行具體操作，可以先切斷外走廊照明、前后錨燈，最后才是主甲板大燈（一般用的水銀燈啟動困難，而且頻繁起停影響其壽命）。如果是在航行途中，我會懷疑是航行燈、雷達（電羅經、雷達等通導設備大多數也是220 V系統供電的，在排除絕緣故障時不要疏忽。特別提醒在斷電之前，與駕駛臺聯系一下，以免損壞設備。），或者海況較差，甲板上浪導致水密插座絕緣下降等（一般開航前必須對甲板水密門窗、插座等進行檢查）。

如果是動力電網絕緣報警，會更復雜一些，一般我會先巡回檢查電氣設備是否有異常，詢問是否有什么設備剛剛投入使用，特別是發生短時故障，一時找不到故障點，此時需要記下當時的詳細信息（象船舶狀態、天氣、海況、幾號發電機組、發生時間等），以備下次綜合考慮。

4 結束語

在復雜的船舶電力系統中，要快速、準確地查尋到絕緣故障點的位置，需要管理者不斷學習、總結經驗，培養提高自己分析問題解決問題的能力。平時加強設備維護保養，及時發現隱患、排除故障。本文針對船舶電氣絕緣故障案例進行分析處理，結合自身經歷進行的總結體會，希望能夠為今后船舶絕緣故障查找方面提供一定的參考與幫助。

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Fault Diagnosis and Summarization of Ship’s Insulation

Sun Lixin

( Jiangsu Maritime Institute, Nanjing 211170, China)

U661

A

1003-4862（2015）02-0034-03

2014-06-10

江蘇省職業教育改革研究課題“高職輪機模擬器理實一體化特色教材教材研究”(項目編號:ZYB117)

孫立新（1969-）,男，碩士,講師。研究方向：船舶自動化。