船舶绝缘故障查找及总结

孙立新



船舶绝缘故障查找及总结

孙立新

（江苏海事职业技术学院轮机工程系，南京 211170）

文章从船舶的绝缘故障分析查找出发，探讨船舶电网绝缘监视和故障查找的方法，结合自身在船经历进行分析总结，以期能够为今后船舶绝缘故障查找方面提供一定的参考与帮助。

船舶电网 绝缘监测 故障查找

0 引言

随着现代船舶电气设备及系统不断增大，供电网络也越来越复杂，同时船舶电气设备工作的实际环境，如温度、湿度、盐雾、霉菌等条件比较恶劣，使得船舶电力系统绝缘不断经受考验。当前船舶电力系统普遍采用交流三相三线制的绝缘系统，这种供电系统的优点是当一相对地绝缘损坏时不会出现短路跳闸而导致供电中断，从而保证了船舶设备供电的连续性和可靠性。但是如不及时处理解决，会在另一相发生绝缘损坏时形成短路，轻者引起配电开关跳闸，中断供电，重者损坏设备、引发火灾，影响船舶和人身的安全。那么当船舶电力系统绝缘损坏时，如何快速有效地排除故障，对船舶供电的安全性和可靠性具有十分重要的意义。

1 故障实例分析处理

1.1实例1

我轮在航行途中多次出现了主配电板440 V绝缘低报警，报警只持续 1 s，然后自动回到无穷，对全船巡回检查没有发现异常，警报发生基本没有时间规律。某天海况较差，0000到1200已报警3次，决定更换下运行的2号发电机组，换上3号机组试试。先来确定发电机组是否有问题，这样一直到第二天上午，没有发生绝缘报警，0830再换回2号发电机组，0928再次发出绝缘报警，1016又来一次，换回3号发电机组，基本确认是2号发电机组绝缘故障。从故障现象来看，故障范围应该在发电机本身到其主开关部分。具体检查内容：1）打开2号发电机顶部端盖，检查发电机定子绕组的三相引线（每相6根线）是否正常；2）检查励磁系统的所有导线是否正常；3）检查进出发电机接线箱的所有电缆与填料函是否正常；4）检查接线箱内相复励绕组、AVR及其它元器件是否正常；5）打开发电机两侧的通风滤网，观察检查发电机内部情况，盘车检查定子与转子间的间隙是否正常；6）打开2号发电机控制屏后盖，检查从发电机接线箱到主配电板的所有电缆/电线是否正常；7）检查电压互感器、电流互感器等是否正常。

这一圈检查下来没有发现异常，因为绝缘故障存在时间太短，属于偶然故障。这些常规检查找不到故障点也很正常，现在针对船舶实际情况进行进一步的分析研究。这个接地点可能在接头、拐角及震动厉害的部位，最可能的地方就是发电机的接线箱附近（见图1）。

图1 发电机进线填料函

用万用表电阻档（×10K）测量各电缆芯线对地电阻值，用手一根根摇动电缆线，模拟发电机振动，当万用表指示的对地电阻值有较大幅度变化时，说明正在摇动的这根主电缆可能有问题，其它的五根摇动时电阻值均没有变化。把它从发电机接线排上拆下，再次摇动这根线，电阻值时高时低，可以确定是这根线的问题。把这根线从接线箱上拆下，外观上仔细检查后没发现异常，然后先剥掉外面的防护层，再剥里面的铠套层，当剥到离填料函10 cm左右时，发现内层绝缘层有一处不明显的细微裂痕（见图2）。再仔细检查发现有一根细钢丝插在里面，扒开用尖嘴钳将其取出，先用绝缘胶带包扎，再用绝缘胶皮包裹，最后用黑色胶布缠紧，把电缆装好复位。再次摇动这根电缆线来检查绝缘，电阻值没有变化。1700将2号机组投入运行，同样海况下运行二天，440 V绝缘低没有再报过警，故障基本排除。

图2 铠套电缆故障部位

1.2 实例2

某次航行途中，巡回检查到主配电板时，发现监测440 V绝缘的兆欧表指针由无穷大慢慢下降，立即对全船分头查找，没有异常，最后下到1.1 MΩ停了下来，当时是下午四点多钟，天气晴朗、海况良好，机舱外部没有使用设备，空调没开，空压机、冰机正好停机，最可能的就是厨房设备（正好是烧饭时间）。但切断厨房电，兆欧表没有反应，考虑到当时是航行状态，实际绝缘也不是太低，没有立刻采用分区拉电法。过了一会发现绝缘值在慢慢回升，最后趋于正常。但是故障根源没有找到，初步分析故障设备应该是短时工作的设备。果然第二天相同时间点故障再次发生，排除了短时工作的日用水泵、锅炉补水泵等。进一步分析研究，最后锁定冰库化霜，切断其配电开关，绝缘表立即恢复正常，原来是每天1600定时化霜（此时压缩机停机），化下的水流到了加热棒的接线柱上引起绝缘下降，霜化完了又恢复正常，经过绝缘处理后恢复正常。

2 船舶电网绝缘故障的监测

船舶供电系统分两部分：440 V动力供电系统和220 V照明供电系统，它们之间采用变压器连接，没有电的直接联系，船舶电网绝缘监测与之对应。由于照明系统分布较广，灯点数就多，照明系统绝缘故障占船舶电网绝缘故障的80%以上，因为只有磁的联系。这样当照明系统发生绝缘故障时，就不会影响到动力系统供电，提高了船舶航行的安全性。

2.1电网绝缘的监视方法

目前监视船舶电网绝缘常用的方法有两种：

1）绝缘指示灯（地气灯）

当电力系统一相绝缘下降或接地时，相应绝缘指示灯变暗或熄灭，而另两相绝缘指示灯比平时亮。其缺点是当三相绝缘同时下降，它就测不出来。

2）配电板式兆欧表

可以在线监测船舶电网对地绝缘值，有的还可以当绝缘低于报警设定值发出报警。

2.2电网绝缘故障的查找方法

1）分区拉电法（支路断电法）

船上所有负载都是由主配电板直接或经分配电板间接供电，这样整个供电网络就由很多供电支路来构成，而每一支路通断就由配电开关来控制。当配电板式兆欧表指向零或者一地气灯熄灭（另两个比平时亮），说明电网中正在运行的某一设备的某一点接地。常规的方法就用分区拉电法，其实质是把大系统分成小系统，再从小系统中把故障源分离出来。一般是先拉掉次要负载（如起货机、空调、厨房电等），再去拉重要负载，当断开某一配电开关时，指示灯或兆欧表恢复正常，就说明是这个区域或子路绝缘故障，再去找更小的区域，最后分段查找，直到找到接地点。

2）经验法

能否快速、准确地查找到故障点，与电气管理者的经验、对该轮供电系统的熟悉程度、故障分析判断的能力等有重大关系。一般经验来自两方面：间接经验和直接经验。间接经验来自书本上或他人传授的；直接经验是自身在解决绝缘故障时所获得的实践经验。

把各方面资料汇总可以得到，容易发生绝缘故障的设备主要是：①室外的电气设备，如起货机、锚机、绞缆机、吊艇机、舷梯、电笛、航行灯、信号灯、甲板照明、接线盒、水密开关、水密插座等；②室内的电气设备，如厨房间（电灶、茶水炉等）、洗衣间（洗衣机、烘干机）、卫生间（顶灯、镜前灯）等。

3 总结

船舶电气绝缘故障查找是船舶电气管理工作的重要组成部分。故障原因可能是绝缘层老化、磨损、水密损坏及操作管理不当等。故障表现的形态往往是多样性的，不同类型的船舶，又各有其特点。对于电气管理者来说，不能生搬硬套，必须从本船的实际出发，具体问题具体分析，灵活运用基本理论和相关经验，去分析处理各种实际的绝缘问题。

分区拉电法是绝缘故障查找中最基本的方法，但真正查找起来还是比较繁杂的，前面的故障实例1仅用这种方法就不可能查找出来，而且它必须要先断电，再恢复。这样对日光灯、水银灯频繁起停直接影响启动、影响寿命；对白炽灯就可能直接烧断灯丝；如果在航行期间要检查重要泵组是否有绝缘问题，必须先启动备用机组，再停止运行的机组，以此来逐个判别，泵多起停一次就多一次冲击。所以要尽量缩小范围，减少通断次数。结合本人经历总结如下：

遇到绝缘故障报警，不需要立刻采用分区拉电法，因为一般船舶都采用三相三线制的绝缘系统，单相接地不会影响设备运行，可以先确认是220 V还是440 V报警，结合当时船舶动态、海况、天气还有故障发生的时间等，进行综合分析研究后，再去采取相应措施。

如傍晚发生照明系统绝缘报警，此时在锚地、码头，我首先怀疑甲板照明，调查确认当天是否下过雨？或者是否冲洗过甲板、生活区？初步判断故障范围，再去进行具体操作，可以先切断外走廊照明、前后锚灯，最后才是主甲板大灯（一般用的水银灯启动困难，而且频繁起停影响其寿命）。如果是在航行途中，我会怀疑是航行灯、雷达（电罗经、雷达等通导设备大多数也是220 V系统供电的，在排除绝缘故障时不要疏忽。特别提醒在断电之前，与驾驶台联系一下，以免损坏设备。），或者海况较差，甲板上浪导致水密插座绝缘下降等（一般开航前必须对甲板水密门窗、插座等进行检查）。

如果是动力电网绝缘报警，会更复杂一些，一般我会先巡回检查电气设备是否有异常，询问是否有什么设备刚刚投入使用，特别是发生短时故障，一时找不到故障点，此时需要记下当时的详细信息（象船舶状态、天气、海况、几号发电机组、发生时间等），以备下次综合考虑。

4 结束语

在复杂的船舶电力系统中，要快速、准确地查寻到绝缘故障点的位置，需要管理者不断学习、总结经验，培养提高自己分析问题解决问题的能力。平时加强设备维护保养，及时发现隐患、排除故障。本文针对船舶电气绝缘故障案例进行分析处理，结合自身经历进行的总结体会，希望能够为今后船舶绝缘故障查找方面提供一定的参考与帮助。

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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

江苏省职业教育改革研究课题“高职轮机模拟器理实一体化特色教材教材研究”(项目编号:ZYB117)

孙立新（1969-）,男，硕士,讲师。研究方向：船舶自动化。