摘要：交流電網(wǎng)和電氣設(shè)備的絕緣直接影響船舶電力系統(tǒng)的安全，其絕緣電阻的降低是一個(gè)不可避免的過(guò)程，成為電網(wǎng)安全的嚴(yán)重隱患。電氣設(shè)備絕緣材料的劣化過(guò)程是不可逆的。在線監(jiān)測(cè)船舶交流電網(wǎng)，快速定位絕緣故障支路，對(duì)保證船舶電力系統(tǒng)的安全和航行安全具有重要意義。

關(guān)鍵字：交流網(wǎng)絡(luò)；絕緣電阻；在線監(jiān)控；定位；

一引言

船舶交流電網(wǎng)是船舶的大動(dòng)脈，直接影響船舶的生命力和執(zhí)行力。船舶環(huán)境條件惡劣，電網(wǎng)絕緣容易受損，給船舶電氣設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)隱患。如果船舶電網(wǎng)絕緣缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段，絕緣條件將繼續(xù)惡化，導(dǎo)致供電系統(tǒng)故障或控制功能障礙，特別是在進(jìn)出港口或危險(xiǎn)航道時(shí)，造成安全事故。因此，建立有效的船舶交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)消除安全隱患，對(duì)于保證船舶安全尤為重要。

二影響交流電網(wǎng)絕緣性能的因素

船舶交流電網(wǎng)的絕緣缺陷可以分為兩種:一種是分布缺陷；另一種是集中缺陷。一般來(lái)說(shuō)，分布缺陷的產(chǎn)生基本上是由于過(guò)熱、潮濕、動(dòng)力負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓的工作環(huán)境，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備整體絕緣性能下降。這種缺陷產(chǎn)生過(guò)程緩慢，但具有普遍性；集中缺陷主要是指絕緣缺陷集中在一個(gè)或幾個(gè)部位或區(qū)域，如區(qū)域局部受潮、設(shè)備局部機(jī)械損壞等。這種缺陷發(fā)展迅速，因此具有很大的危險(xiǎn)性。

1環(huán)境因素

船舶及其設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期在高鹽、高溫、高濕、油霧的海洋環(huán)境中運(yùn)行。在這種環(huán)境下，霉菌容易大量繁殖，導(dǎo)致絕緣材料性能差，甚至絕緣故障。絕緣材料表面吸附潮濕的氣體，導(dǎo)致絕緣材料表面積聚粉塵和水蒸氣，在水和電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生放電，破壞絕緣材料表面；空氣中的水、氧、化學(xué)灰塵和陽(yáng)光輻射會(huì)加速電氣設(shè)備絕緣材料表面的老化。

2設(shè)備因素

電氣設(shè)備主要由絕緣材料和各種導(dǎo)電和導(dǎo)磁材料組成，其中絕緣材料多為有機(jī)材料，由氧化聚合、分解、揮發(fā)等一系列化學(xué)反應(yīng)制成。在這個(gè)過(guò)程中，絕緣材料變脆，介質(zhì)損耗增加，吸濕性增加，導(dǎo)電增加，導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能不可逆轉(zhuǎn)。電氣設(shè)備的絕緣性能受自身?xiàng)l件和外部因素的影響，總體呈下降和劣化的趨勢(shì)。

電氣設(shè)備的絕緣性能在電氣設(shè)備制造、長(zhǎng)途運(yùn)輸、裝卸和運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種缺陷。在正常工作中，電氣設(shè)備的絕緣材料受到電磁場(chǎng)的影響。

三交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)與定位

船舶電網(wǎng)的安全運(yùn)行是船舶安全航行的基礎(chǔ)。船舶設(shè)備在船舶航行過(guò)程中工作時(shí)間較長(zhǎng)，由于溫度、濕度、電壓和頻率的變化而產(chǎn)生的加熱、損耗、機(jī)械振動(dòng)等因素直接影響絕緣電阻的高低，絕緣電阻隨著溫度和濕度的升高而降低。隨著絕緣性能的不斷下降，嚴(yán)重威脅著船舶的航行安全，因此絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)成為船舶bi備的設(shè)備。

1絕緣電阻測(cè)量原理？

測(cè)量交流電網(wǎng)絕緣電阻的基本原理如下圖1所示。一般情況下，在交流電網(wǎng)的某個(gè)相和地之間加入穩(wěn)定的DC電壓，測(cè)量DC電壓產(chǎn)生的DC電流值，然后根據(jù)下面的公式計(jì)算交流電網(wǎng)對(duì)地的絕緣電阻值:

根據(jù)圖1所示絕緣電阻測(cè)量的基本原理，可以制定相應(yīng)的在線絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，進(jìn)而制造絕緣監(jiān)測(cè)儀。絕緣監(jiān)測(cè)儀通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓從電網(wǎng)獲得交流電源，獲得穩(wěn)定的DC電壓，然后將電壓添加到相和地之間，從而測(cè)量交流電網(wǎng)的對(duì)地絕緣電阻。如果測(cè)得的絕緣電阻達(dá)到預(yù)設(shè)值，監(jiān)測(cè)儀會(huì)立即向報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行聲光報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)報(bào)警的功能。

絕緣監(jiān)測(cè)裝置是根據(jù)絕緣電阻測(cè)量的基本原理制造的，成本低，簡(jiǎn)單實(shí)用，同時(shí)滿足船級(jí)社關(guān)于船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)的相關(guān)要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。然而，這種類(lèi)型的絕緣監(jiān)測(cè)器只監(jiān)測(cè)整個(gè)電網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。當(dāng)整個(gè)船舶電網(wǎng)的絕緣值低于設(shè)定值時(shí)，絕緣監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)發(fā)出絕緣報(bào)警，但絕緣故障的具體位置無(wú)法準(zhǔn)確判斷，會(huì)嚴(yán)重影響船舶的正常航行。

2傳統(tǒng)的絕緣故障查找和定位方法

絕緣監(jiān)測(cè)器發(fā)出聲光報(bào)警后，為了保證船舶的安全航行，必須找出故障位置并排除故障。當(dāng)電網(wǎng)的某個(gè)支路因絕緣低而發(fā)生絕緣報(bào)警時(shí)，絕緣報(bào)警會(huì)自行消除。因此，目前廣泛使用的絕緣故障搜索和定位方法是支路斷電法。

支路斷電法是從配電板開(kāi)始，依次斷開(kāi)主配電板的所有開(kāi)關(guān)。首先檢查主配電板引出的所有支路，確認(rèn)無(wú)誤后，依次斷開(kāi)各分電箱的電源，定位具體故障的分電箱，然后從故障分電箱定位具體故障線路和設(shè)備。由于支路斷電法工作繁瑣，甚至影響主輔機(jī)在檢查過(guò)程中的正常運(yùn)行，因此有必要研究更高效的故障支路搜索和定位方法。

3絕緣故障自動(dòng)定位方法

隨著現(xiàn)代船舶的大規(guī)模發(fā)展，船舶電網(wǎng)越來(lái)越復(fù)雜，支路越來(lái)越多。當(dāng)絕緣故障發(fā)生在航行過(guò)程中時(shí)，主要設(shè)備不允許停電檢查。因此，研究絕緣故障支路的自動(dòng)定位方法尤為重要。

絕緣分支的定位方法；單相絕緣故障的定位方法；多相絕緣故障的定位方法；絕緣監(jiān)測(cè)裝置

四絕緣監(jiān)測(cè)和絕緣故障定位產(chǎn)品

1絕緣監(jiān)測(cè)及絕緣故障定位產(chǎn)品

AIM-T系列工業(yè)絕緣監(jiān)測(cè)儀器

AIM-AIM-T300主要應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)所的IT配電系統(tǒng)，主要包括AIM-T300。、AIM-三款產(chǎn)品，T500和AIMT500L，均適用于純交流、純DC和交流DC混合系統(tǒng)。

AIM-T300適用于450V以下的交流、DC和交流DC混合系統(tǒng)，AIM-T500適用于800V以下的交流、DC和交流與DC混合系統(tǒng)。AIM-與AIM-T500相比，T500L增加了絕緣故障定位功能。

2絕緣故障定位產(chǎn)品

AIM-T500L絕緣監(jiān)測(cè)儀采用工業(yè)絕緣故障定位產(chǎn)品，主要包括ASG200測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、AIL200-12絕緣故障定位儀，AKH-0.66L系列電流互感器，適用于IT配電系統(tǒng)，出線回路較多。

3絕緣監(jiān)測(cè)耦合儀

AIM-T500絕緣監(jiān)測(cè)儀采用絕緣監(jiān)測(cè)耦合儀，主要包括ACPD100、ACPD200，適用于交流電壓高于690V、DC電壓高于800V的IT配電系統(tǒng)。

五技術(shù)參數(shù)

1絕緣監(jiān)測(cè)儀技術(shù)參數(shù)

2測(cè)試信號(hào)發(fā)生器技術(shù)參數(shù)

3絕緣故障定位儀技術(shù)參數(shù)

4電流互感器技術(shù)參數(shù)4AKH-0.66L系列

5絕緣檢測(cè)耦合儀技術(shù)參數(shù)

六結(jié)語(yǔ)

定位故障支路，提高船員排除電網(wǎng)絕緣故障的效率，可以有效保證船舶電力系統(tǒng)的供電安全。通常，通過(guò)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，船員可以通過(guò)分析獲得各支路絕緣狀態(tài)的變化趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)絕緣性能在正常維護(hù)中快速下降的設(shè)備的維護(hù)，延緩其下降趨勢(shì)，排除故障或在其故障發(fā)生前更換，避免在船舶航行中發(fā)生故障，確保航行安全。

參考文獻(xiàn)

［1］薛宇.船舶電氣接地故障的查找及防治[J]．中國(guó)水運(yùn)，2012(4)；

［2］萬(wàn)炳康.船舶電網(wǎng)絕緣性能對(duì)船舶安全航行的影響[J].江蘇船舶，2002(1)；

［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6版；

［4］安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)故障定位裝置及監(jiān)控系統(tǒng)（中英文）2020.01版