【原】由一条澳检低绝缘缺陷谈船舶电力绝缘监测系统的原理

船舶讲武堂 2021-04-21

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2021 年 4 月 16日,当地时间 0840,PSCO 登上 PAS轮，在顺畅地完成了船舶证书和文件资料、助航仪器和驾驶台记录检查后，随即按清单内容检查了消防水系统、CO2 系统、甲板面上舾装设备等等。虽然 PSCO 具有轮机长身份背景(自我介绍：“I’m an engineer”)，对机电设备进行了全面且近似苛刻的检查，但最终还是很顺利地于 0932LT 结束了现场检查。

此次该轮未安排外协，首次抵澳并第一时间接受了 PSC 检查！虽然船员们现场的优异表现和良好的船风船貌，得到 PSCO 的高度认可！但是严谨认真的PSCO 还是依据主配电板和应急配电板绝缘测试时的异常情况（三相绝缘指示灯亮度不一），以及冰库缓冲间电子秤的不安全连接方式（临时外接开关未有效固定），合并开列如下缺陷：MSBandESB220Vsystem earth indicating phase is earthed and unsafe electricalconnection for weighing scale in provision chamber. 缺陷代码 16 码，要求 14 天内整改。

一. 缺陷表象：

1.按下配电板绝缘试验按钮前，在线绝缘检测表指示在0.5MΏ以上，三相绝缘指示灯一样亮，无报警异常；

2.按下 ESB 绝缘试验按钮后，绝缘表指示马上回“0”，点亮仪表面上 LED 红灯，低绝缘声光报警，同时三相绝缘指示灯出现亮度不一现象；

3.按下 MSB 配电板绝缘测试按钮后，绝缘表指示马上回“0”，并点亮仪表面上 LED 红灯，低绝缘声光报警，同时出现一相绝缘指示灯不亮。

二. 船舶电力系统绝缘监测装置组成及原理：

1.该监测系统由三相绝缘监测指示灯和在线绝缘监测表组成，是两套独立且互锁的监测系统。即日常工作时由绝缘表对系统进行连续监测，一旦某相绝缘低于报警值时会自动发出声光报警。当按下面板上绝缘灯测试按钮时，通过按钮的常闭和常开触头联动，断开绝缘表监测电路并连接监测指示灯电路，来显示各相绝缘变化情况；

2.三相绝缘指示灯直接连接在配电板汇流排上，受控于绝缘测试按钮（常开触头）来接地，具体工作原理如下：

当电网工作正常时，A、B、C 三灯构成一星形联接的对称三相负载，0′点为人工中性点。此时，三灯所承受的电压均为相电压，所以三灯亮度相同。

若 A 相线路上某点 D接地时(船体)，则A 灯被接地线短接，人工中性点 0 ′漂移至A 点，0′点电位与 A 点电位一致，故 A 灯将暗下来或熄灭(视接地电阻的大小而定)，而 B、C灯所受的电压从相电压上升为线电压，将特别亮。若 A 相线路漏电，虽然 A 灯还能发光，但三盏灯亮度有显著区别，从而可指示出线路绝缘情况。提示值班人员：“电力系统中A 线有接地情况”，需立即排查处理，如考虑是否有新安装的电气设备因接线碰壳而形成接地，以及本船运行中有哪些薄弱环节易于形成接地等。必要时，可以分区域断电，分级逐个检查，直到找出故障点并排除。

3.在按下配电面板上绝缘测试按钮时，首先是在线绝缘监测表的常闭触头被断开，绝缘表指针跳动后回归“∞”；

4.如需对连续监测绝缘表进行测试时，打开配电板面板，将绝缘表背后的旋钮旋转到 TEST 位，绝缘表将执行自检测试，绝缘表指针基本归“0”，同时仪表面上的 LED 报警灯点亮并发出声光报警。自检完毕后必须将仪表恢复到正常测量状态，即 220V 电路监测放置在 0.5MΏ，440V 放置在 1.0MΏ档；

绝缘监测表工作原理如下：

（1）绝缘表的结构：

绝缘表包括两个部分：测量机构(表头)和附加装置(整流电源)。表头是磁电仪表，当有直流电通过线圈时，此电流与永久磁铁在气隙中所产生的恒定磁场相互作用，使仪表可动部分发生偏转。当这个作用力矩与游丝产生的反作用力矩平衡时，指针就稳定下来，显示当前系统绝缘值。

（2）绝缘表测量原理：

流过表头的电流仅与电源电压 U 及被测的绝缘电阻 RX有关。由于通过发电机的定子绕组可形成通路，故测得的 RX是三相分别对地绝缘电阻的并联电阻值。兆欧表的附加装置提供直流电源，电源一端 4 接表头，另一端 3经开关接入电网，再经电网的绝缘电阻到地与表头构成直流回路。电网绝缘下降时，即绝缘电阻下降，漏电流增大，漏电流由整流电源正端流出来，经过接线柱 3、开关 K 到电网，再经绝缘电阻到地，进入测量机构正端，经测量机构流回4 端到整流电源负端。漏电流越大，测量机构表头指针偏转越大，说明绝缘电阻越小。表上刻度直接用绝缘电阻值标注，因此绝缘电阻值可以由表头上直接获得。电压 U 是由附加装置中的直流稳压电源产生的。

三. 进一步分析及整改要求：

尽管这次检查时，在线绝缘监测表没有报警，但测试时三相绝缘指示灯亮度不一已经表明三相绝缘值不一且存在偏低现象，特别是主配电板已有一盏灯不亮，说明某相绝缘值已经严重偏低到接近报警；

1.不排除三只指示灯规格差异或质量问题引起检测时亮度不一致；

2.结合抵港前大风浪天气的影响，首先考虑甲板220V 电路受潮影响绝缘的可能（特别关注甲板面 220V 插座水密盖需保持用后随即盖好的习惯），其次考虑如伙食冰库和厨房等空气相对潮湿场所的 220V 电路状况，最后考虑其它 220V 电路的绝缘检查；

3.轮机长安排人员配合电机员通过隔离开关一路一路地断开检查。找到某一低绝缘电路后，再对各个插头和接线盒内状况进行检查判断接地部位，直至恢复正常；

4.现场仔细检查发现机舱底层一日光灯管电缆老化破皮，在换新电缆后，MSB 绝缘三相指示灯恢复正常；

5.ESB 绝缘指示灯泡检查并更换成统一规格型号的灯泡后，亮度恢复一致，说明 ESB 绝缘正常。

四. 小结：

鉴于在线绝缘监测没有报警且在许用范围内，其低绝缘排查是有一定难度的！得益于该轮团队协调配合，很快查找到机舱底层一盏日光灯有低绝缘现象，并发现应急配电板绝缘测试 3 只指示灯泡参数差异的问题，通过更换电缆和指示灯泡，该缺陷得以快速纠正。

现代船舶布满了 220V 电路和电气设备，特别是室外的灯具、接线盒、开关插座，受船舶振动和风浪雨水的影响，以及电气设备的电子器件的老化等，220V 电路绝缘低问题比较突出。一旦低绝缘现象出现，如未引起主管人员重视或未及时排查处理，后续更为严重的电气设备故障或损毁就在所难免!为此，造船规范要求船用配电板必须配置连续监测绝缘和绝缘电阻监测报警器，管理上也有严格的维护保养要求。

应该说配电板上的绝缘监测装置是船舶用电状况的“眼睛”，需要每位值班人员特别是电机员每日进行对视交流，读取及判断相关信息，及时处理所发现的问题，否则就是一个摆饰。船舶是否存在 220V 绝缘问题？也能很客观地体现出主管人员的专业技能和工作勤勉性！

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