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浅谈船舶电气接地故障的查找及解决方法

文章更新时间:2023-09-05 点击量:597

摘要:随着现代船舶电气自动化水平的不断提高,船舶电力系统供电的安全性和可靠性也随之提高。

出现了更严格的要求。电绝缘性能作为影响供电可靠性的因素之一,逐渐成为各方关注的焦点。本文分析了电力系统的接地故障,并提出了寻找和解决方案,以便为相关工程案例提供参考。


关键字:船舶电气;接地故障;寻找和解决方案


引言

随着现代船舶电气自动化程度的不断提高,船舶电站的容量已经从千瓦级发展到兆瓦级,随之而来的是电网的绝缘问题更加突出。由于船体之间的电容分布等因素,电网不是理想的“地面"绝缘系统。如果电网绝缘不好,可能会出现单相接地故障,导致更大的漏电流或接地故障电流。虽然其电流值不足以触发保护,但如果长期存在这种故障,会导致以下后果:1)局部发热,加重绝缘损坏,尤其是中压系统容易产生电弧,甚至导致接地安装不稳定;2)>10mΩ当人们误触设备时,带电金属外壳会造成触电风险;3)故障进一步扩大。当两条相线接地时,会出现短路故障,导致开关跳闸断电,对船舶航行和人身安全造成不同程度的危害。为了保证电力系统的安全性和可靠性,分析和快速搜索电气系统的接地故障类型尤为重要。


1电绝缘电阻对接地故障的影响及解决方法


1.1影响电缆绝缘性能的主要因素

1)船舶电气设备工作环境特殊,长期处于高温、高湿、高盐和振动环境中。DC电机碳刷产生的“碳粉"往往会导致电气设备和电缆的绝缘体老化、损坏和绝缘电阻下降,导致接地故障。

2)船舶建造时,照明灯具接线“碰壳"的问题往往会导致电气接地故障;当安装在内装板上的设备用“自攻螺钉"固定时,电气接地故障往往是由于刺穿电缆绝缘等问题造成的。在船舶建造、维修和日常管理过程中,有必要定期测量电气设备和电网的绝缘性能,并比较测量数据。如有必要,可绘制相应的曲线图,以判断绝缘电阻的变化趋势,进而制定电气设备和电缆的维护、更换和维护计划。本文将以电力系统中常见的电机和电阻分析为例。


1.2电机绝缘性能分析

1)当电机绝缘电阻为1M时。Ω上述情况下,电动机处于正常工作状态,可以随时投入运行。应注意其工作环境的变化,避免电动机长时间在过载临界值下运行。

2)当电机绝缘电阻为0.1时。MΩ~1MΩ在范围内,电机停止工作后,可以使用自己的加热器或灯泡进行干燥和潮湿操作,以提高其绝缘性能。电机重新投入工作前测量其绝缘电阻。如果还没有恢复,严禁工作并及时维护。

3)当电机的绝缘电阻为0.05M时。Ω~0.1MΩ在范围内,电机应进行解体清洗、烘烤、浸漆等操作,使其绝缘电阻稳定在1MΩ以上。在紧急情况下,当电机投入使用时,如果电机的绝缘性能因潮湿而降低,可以采用“点动"的方法来提高其绝缘性能。

4)当电机被海水浸泡,绝缘电阻严重降低时,为了避免更换所有绕组,浸泡在海水中的电机可以在温度约80℃的蒸馏水中浸泡15小时以上,使电机中的盐wan全溶解在蒸馏水中。然后,用真空烤箱加热干燥绕组,测量绕组的绝缘值。如果绝缘改善,电机可以继续使用。


1.3船用电缆绝缘性能分析

由于船舶电缆在湿热、高温、振动、盐雾、油雾等不良环境中长时间运行,其绝缘材料会逐渐老化,从而降低电缆的绝缘性能,甚至严重时会引起火灾,危及船舶的航行安全。


1.4电气接地故障查找方法

电气接地故障可以通过绝缘状态和性能来判断。电网断电或设备未供电时,可根据便携式兆欧表测量的静态绝缘电阻进行判断;电网带电时,可根据配电板兆欧表或交流绝缘监测装置测量的动态电阻进行判断。动态电阻可以更好地反映环境、介质损耗、极化和机械振动对电阻的影响,从而更真实地反映电网的绝缘状态。

绝缘仪表法发现故障;交流绝缘测量装置法发现故障



2预防电气接地故障的措施


2.1加强管理,提高思想意识

船舶电力系统通常是三相三线绝缘供电系统。当一相接地发生在线路上时,只会导致非接地相的电压升高,电气设备仍然可以正常运行。但如果不及时排除,当另一相接地时,会造成短路故障和开关跳闸,进而对电网供电的可靠性产生不利影响。因此,机电设备管理人员应加强对接地故障的风险意识,严格遵守规章制度,有效避免接地故障。


2.2定期测量绝缘电阻并做好记录。

1)根据系统和设备的电压等级,选择相应的兆欧表。

2)一般情况下,动力网络绝缘电阻≥1MΩ,照明网绝缘电阻应≥0.5MΩ。

3)建立数据库管理系统,并将数据作为维护的基础。


2.3加强设备管理

1)保持电气设备密封的完整性。对于安装在室外环境和潮湿场所的电气设备,应定期观察密封橡胶圈的老化程度,并及时更换。对于带填料函的设备,电缆引入密封后,可以用热缩软管密封,可以提高密封性能,避免密封橡胶圈老化。

2)避免电气设备长时间过载运行,防止绝缘部分因过热而老化。热继电器和空气断路器应根据相关标准合理选择,并根据相关标准确定过载值。

3)设备接线应符合相关工艺要求,尽量使用冷压铜头,避免电缆芯线刺穿绝缘。

4)内装舱安装固定相关设备时,应注意电缆的分布,避免安装螺钉刺穿电缆绝缘层。


2.4加强技术保障,防止微杜逐步发展

1)使用变压器进行两次隔离。

因为影响电气设备绝缘性能的主要因素是潮湿环境,所以对于安装在厨房、卫生间等潮湿场所的电气设备,采用隔离变压器进行两次隔离,从而避免上述电气设备绝缘性能的降低对其它电网设备的影响。

2)采用新型交流电网绝缘监测装置

伴随着现代科技的发展,新型交流电网绝缘监测装置不仅可以监测电网的绝缘性能,而且可以快速指出接地故障点的位置,从而为船员快速排除故障提供技术保障。


3绝缘监测及绝缘故障定位产品





4技术参数







5结论

船舶电气接地故障对电网的安全可靠运行至关重要。为避免接地故障,应从提高安全意识入手,加强电气系统绝缘电阻的测量和监测。尽早发现潜在故障隐患,采取科学合理的方法快速消除,确保船舶和人员的安全。



参考文献:

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[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.8版

[4]安科瑞IT系统绝缘监测故障定位装置及监控系统(中英文)2022.8版