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探究船舶电气接地故障的成因及应对措施

2020-05-13 413 上传者：管理员

摘要：接地故障是船舶电气中一种常见的故障类型，但是造成船舶电气接地故障的原因却有很多，因此如何更好的掌握船舶电气中的接地故障种类以及做好相应处理，成为了船舶运行的重要保障。金翠，本文以研究船舶电气装置出现接地故障的处理方案为重点，针对其造成原因和解决办法进行了总结和提出，旨在更好的促进我国船舶行业的发展。

关键词：
分析处理方法
接地故障
船舶工业
船舶电气
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船舶电气设计阶段，电气接地故障出现极为频繁，若不能将问题及时解决，就会影响船舶电气设备的正常运行，易引发安全隐患，而不同类型的接地故障可能存在一定的潜伏性，在设备的运行过程中极容易被忽视，因此为降低船舶电气运行故障率，对接地故障及时处理。

1、接地技术的重要性

目前电气设备的集成化水平越来越高，同时电路之间的集成度越来越密集，这样就导致电路之间产生干扰概率显著提高。不同信号线和电源线之间的距离越小，使得电子干扰发生的概率显著提高，尤其是一些大功率的射频电路，电路之间的干扰显著提高，如何有效通过接地技术来解决这个问题也是船舶电气发展需要考虑地重要问题^[1]。

另外，接地技术能够使得电子产品在复杂环境下工作，往往受外界因素影响存在着各种干扰，其中包括雷击等外界干扰，同时还有电压不稳、大电压、大电流影响等，但是通过使用接地技术能够有效解决这个问题。在船舶电气设计初级阶段，接地技术被引入电路设计过程中是为了防止船舶电气在运行过程中遭受雷击的侵扰而采取的必要保护措施。随着时代发展，电路集成化发展使得电容兼容问题日益突出，接地技术主要被引入到电路中来使得电路更好工作运行。电子工程师需要结合实际项目需要来进行科学有效设计来最大程度减少电路之间的电磁干扰等问题。

2、船舶电气的接地故障

2.1 船舶电气的接地故障成因

船舶在长期运行过程中，会受到各种外界因素影响，使电气设备在工作过程中出现各种故障，对船舶正常运行造成一定影响。需要对于船舶电气故障产生的原因进行一定的了解和调查，制定相应的解决措施^[2]。目前通过对于船舶电气故障搜集和分析，主要可以归结到以下几点：1）船舶电气设备在设计和安装环节存在着很多问题，设计和安全的不科学性导致设备经常出现各种电气问题，这种问题主要是集中发生在大容量电气装置当中，在探究船舶电气故障时首先需要考虑到船舶设备设计和安装的问题；2）船舶电气设备在长期运行过程中，外界条件作用下容易使得设备出现腐蚀问题，不仅会影响着电气设备使用寿命，同时还容易造成接地故障地出现；3）电气设备在运行过程中，长期处于超负载运行或者维护工作开展不到位，这些问题存在都容易使得电气设备容易出现接地故障。

2.2 船舶电气接地故障影响

船舶设备在发生电气接地故障之后，常常会出现电气漏电问题，对于船上人员或者其他设备造成一定的影响。船舶电弧电阻一般电容值都很大，这样就容易产生很大的零序电压。如果船舶设备发生电气接地故障时，虽然接地故障不会导致电气设备元器件直接损坏，但是会使得电气元器件工作点来回震荡，变得不稳定^[3]。产生这种现象的主要原因是间接性旁路存在使得电气设备和岸基期间的电流和电压参数出现异常，影响着船舶电气设备正常运转。

3、船舶电气中接地技术作用

3.1 防雷保护地

防雷保护地是船舶电气中最重要的一个问题，尤其对于电器设备来说，如果出现雷雨天气，船舶电气中没有采取正确的接地措施，那么将对于操作人员和设备造成很大的破坏。在防雷技术设计过程中常使用的技术有即过压保护地，这种技术最长使用的是避雷针、避雷器等装置，这种方式能够有效防止雷电等大电压冲击，能够将大电压导入到大地中，从而有效保护相关产品和设备。在船舶电气中通过进行合适的防雷保护设计，一方面能够有效保护操作人员的安全，另一方面还能够使得电子产品能够稳定工作，免受雷击地冲击等。

3.2 信号接地

对于电子来说，信号线需要有一个统一的基准，确定每一个信号都在此基准上进行变化，确定一个信号地，使电路系统具有一定的鲁棒性，能够在一定程度上避免外界变化对于电路内部信号影响，使得电路系统能够更加稳定工作。信号地、模拟地和工作地能够将信号线有效隔离开来，使得信号和电源线之间的干扰变小^[4]。现在地空通信在通信模式上都以模拟信号进行信息传递，虽然模拟信号容易传播和电路实现，但是存在着一个致命的缺点就是模拟信号在传播过程中容易受到外界信号的干扰，这样就使得通信安全和质量难以保障，但是数字信号在安全性和抗扰性方面有着显著的提升。数字信号在介质传播过程中以数字形式进行传播，各种干扰信号以模拟信号存在，这样很难对于数字信号进行影响。尤其是噪声信号和原始信号在波形十分相似时，这样很容易造成信号之间的叠加，从而使得信号质量受到严重的干扰，往往是传输线路越强，噪声影响越大，加强模拟信号到数字信号的转变对于电力的发展至关重要。

3.3 有效避免电磁干扰影响

电磁干扰是船舶电气中需要考虑重要问题。只有将电磁干扰问题有效解决，才能够更好保障电路正常工作和运行，尤其是随着电路不断朝着微小化和集成化地方向发展，有效解决电源地和信号地之间干扰问题是未来接地技术发展重要内容。为了保障接收机接收信号的强度。可以采取以下的措施：1）可以将衰减器安装在接受机的前端部分，这样安装能够使得外界信号对于主频道的干扰降低到最小程度。2）为了保障接收机的电路抗干扰能力，在电路设计方面可以设计多级调解回路，这样的电路能够有效增加电路的抗干扰能力，保障电路具有良好的容错能力和鲁棒性，使得接收机电磁干扰很严重时也能够正常地工作。3）为了增强接收机的抗干扰能力，在接收器的器件方面也要进行合理的设计和选型，例如在混频器中的器件选型过程中可以使用平方律特性优良的构件，这样也能够有效抵抗外界的干扰。

4、船舶电气装置出现接地故障的处理方案

4.1 确定故障位置

如果船舶电气设备出现故障之后，首先需要故障的位置和确定接地故障具体的类型。然后观察电气设备故障修复地难易程度以及电气设备处于的环境情况，再次还需要考虑到电气设备实际运行地状态情况。最后，为了更好寻找故障，需要将电源进行断开。通过判断警报声来判断故障大体位置，再比较线路的电阻值进一步判断电路故障的位置，一般电阻值越小的线路，出现故障概率越高。

4.2 针对接地故障采取具体措施

在处理船舶电气设备故障中，针对不同的故障类型需要制定不同的处理方案。

1）针对设备老化出现的接地故障主要可以通过以下方式进行处理，首先要根据故障信息来判断电气设备老化的元器件，及时更换老化的部件。另外需要加强对于电气设备维护和检修力度，掌握元器件老化程度以及磨损情况，及时进行更换。

2）由于电气设备设计和安全导致的接地故障。在开展电气设备接地设计过程中应该遵守相关的行业规划，对于电气设备设计和安装要充分考虑到各种因素影响，尤其是电磁干扰等问题地影响，需要做好电缆接地、设备接地和特种接地这3种接地方式。另外对于工作电压超过24V的电气装置，一定要做好接地措施。在具体接地过程中可以将电气设备直接固定或焊接在船体上或者是采用支架焊接的方式。

3）为了更好减少接地故障地出现，需要做好设备维护和检修工作。对于设备相关运行参数要及时进行记录，对于一些元器件磨损情况也要进行相应地备注。对设备部件进行分析，确定设备的隐患。一旦发生地面故障，应及时采取有效措施。设备在运行过程中，若出现电线收缩、绝缘性能不佳等问题，极有可能造成电路电压、电流、电阻等异常情况，甚至导致相关设备断开。在此基础上，有必要确定电气设备各部件的位置是否合理。一旦发生故障，应及时调整和维护。

5、结语

船舶电气接地技术直接影响船舶正常运行，因船舶接地故障产生原因有很多，需要船舶维护人员掌握具体的原因，制定有针对性维护措施，提高处理效率。另外还需要做好维护工作，及时发现安全隐患，从而提高设备使用寿命。

参考文献：

[1]黄朝静,谢根,赵天翔,等.船舶电气设备接地问题的分析和预防[J].科技风,2018,(28):189+192.

[2]杨子风.船舶电气的接地故障及分析处理方法[J].船舶标准化工程师,2018,51(04):91-93.

[3]李澄,周微平,周小强.一起特殊的35kV系统异名相跨线接地故障分析与思考[J].工业控制计算机,2019,32(12):95-96+98.

[4]黄乔铃.船舶电气的接地故障及其对应处理探究[J].建材与装饰,2017,(30):229-230.

李怀景.船舶电气接地故障及分析处理方法[J].船舶物资与市场,2020,(2):23-24.