船舶电力系统接地与防触电保护研究

梁小虎 麻蕊 吕宏

中船黄埔文冲船舶有限公司 广东 广州 510000

摘要：船舶电力系统结构设置较为复杂，而且在船体运行阶段，会受制于诸多的外界因素，比方说出现接地故障问题，会对船舶的应用带来负面影响，相关部门对这项工作要高度重视。分析船舶电力系统接地，以及防触电保护应用的实践方法，完成触电问题的分类处理，做好深入性的探究分析，明确船舶电力系统的接地类型等相关的内容。本文将结合实践细致化分析，以期能够给从业人员带来积极参考。

关键词：船舶电力系统；接地；防触电保护；策略

引言：船舶运行环境条件较差，而且湿度大且温度较高，环境之中的油气、烟雾等含量相对较大，在航行的过程中，常常会出现振动、摇摆等问题，导致船舶的电气设备、供电线路绝缘损坏等问题。尤其是钢质船结构之中，人员触电的概率较大，相对于陆地触电风险会更多，所以在船舶电力系统之中，使用有效地防触电方案极为关键。在交流配电系统之中，由于接地种类不同而且配电系统的结构设置不同，所以防触电的原理、特点等也有所不同。要分析接地保护的类型，了解不同配电系统的特征，提升船舶电网运行的安全性、可靠性，降低人员触电的安全问题。

1. 触电的危害以及基本分类

人体接触到带电体之后，会感受到高压电的流动。在触电之后，电流都会对人体带来一定的损害问题。研究表明，电击、电伤是触电常见的形式。电流受到一定的伤害之后，到人体表面会称为电伤。而一部分电力或者一定程度的伤害，进入到人体内部器官之后，就会出现电击。电击的危害性较大，甚至会导致人的生命安全问题。交流电流在人体之中，超出人体承受的范围之后，就可能会损害中枢神经，那么人的心脏骤停，便会死亡。

人在社会活动之中，可能会受到间接电击、直接电击等不同形式的伤害。如果遭受电击所发生的伤害，是在人体直接基础电气线路、设备，那么便是直接电击。而地与人体之间有触电电流，则是直接电击的常见表征。在电力系统之中，供电线路绝缘，或者电气设备受到损伤，就会有单相碰壳接地的情形，这部分带电设备外露部分，与人体接触之后可能会受到电击，被人们称为间接电击。

2. 船舶电力系统之中常用的接地类型

为避免触电事故问题出现，在船舶检验法规的要求之下，工作电压超出50V则电气设备以及其他零部件等等，就要设置接地保护装置。船舶电气设备、配电系统接地是接金属船体、非金属船体的接地铜板结构。船舶电力系统，常用的接地类型，主要包含以下几个方面：

（一）保护接零

在三相四线制的电力系统之中，电源中性点是接地结构，可以将电气设备的外壳与系统之中的零线连接，这种技术形式，能提升人员的安全性。避免电气设备因为绝缘损坏而出现人员触电的问题，这是保护接零的方式。保护接零是工作接地、保护接地组合的形式，而且技术特征较为明确。

（二）保护接地形式

为保障船舶运行阶段，各部门的人员安全，避免电气设备因为绝缘损坏，而出现人员触电问题。可以将电动机、变压器等外壳可导电部分的接地处理工作做好，设置相应的保护接地结构。保护接地的形式也需要划分开来，一种是电气设备外壳之中，可导电部分各自用接地线的接地^[2]。另一种是电气设备的外壳，可导电部分采用共用的接电线接地形式。金属船壳船舶保护接地，常常会使用直接接地的形式，而非金属外壳的船舶，为提升自身的运作效率，会使用公共接地的形式。

（三）工作接地

为确保电气设备在正常运转之下，能完成接地处理，那么会选用工作接地的技术方案。比方说中性点接地的电力系统之中，对发电机的中性点的接地处理。中性点是通过接地线，所构成的配电线路的回路结构。

3. 船舶电力系统接地与防触电保护策略

（一）三相三线绝缘系统防触电

分析触电的危害以及类型之后，做好细致化的探讨分析，能更全面地了解船舶电力系统的接地类型。三相三线绝缘系统之中，主要是对电源中性点对地绝缘的操作，而负载侧电气设备，可导电外壳利用保护接地线与金属船体连接的方式，能够达到防止借鉴电机触电的目的。

在系统运行阶段，如果电气设备的某相绝缘损坏碰壳的情况出现，如果技术人员接触这一带电外壳，那么人体电阻与接地保护电阻会出现并联的情形，而且接地电流会通过接地线以及人体流过，造成巨大的伤害问题。分析在船舶办公区域人体的干燥情况、潮湿情况等等，计算出人体的阻抗数值。在触电的过程中人体阻抗要远低于接地电阻。这种情况之下，支路的电流与阻抗的大小会出现反比，所以多数电流被接地装置分流，流经人体的电流明显减少，所以这种技术操作形式，能够达到防触电的目标。

在船舶运行阶段，如果电气设备没有保护接地，或者保护接地接触不良的问题存在，如果接地电阻较大，与某相碰壳的情形出现，那么自动开关保护装置可能会持续使用，此时电气设备的外壳就会附带相电压。如果工作人员触及这类设备，那么供电线路与船体分布电容、人体会构成一个回路，此时就会有电流流经人体。流经人体的电流，会因为分布电容增加而逐渐增加。如果输电线路较长，那么发电机与电气设备的容量也会比较大，供电线路分布电容也会逐渐增大，所以做好分布电容的管控极为关键。

（二）中性点接地的四线系统防触电

中性点接地的四线系统之中，根据不同接地类型，会分成不同的电源中性点直接接地。在电力系统之中，可能也会有导电外科直接接地的情形，此时外科接地与电源中性点接地没有直接的关系。

如果在电力系统之中，有某相碰壳的情况出现，电流经保护接地装置、电源中性点接地装置之后，构成一种特殊的回路。而且金属船体接地电阻相对较小，接地电流会比较大，自动开关保护装置跳闸，会切断故障线路^[3]。如果自动开关保护装置不动作，那么工作人员不小心触及带电的外壳，此时人体电阻较大，绝大部分的电流都会流经接地装置，能流过人体的电阻会比较小，能够达到保护人身安全的目标。在中性接地防护阶段，如果接地不良的情况出现，或者漏电电流不够，以及线路自动开关装置不动作等情形，都会对人体带来一定的触电损伤问题。

三相四线制供电系统之中，设置保护接零系统，如果出现某项碰壳的情形，电流经过设备，可导电外壳会形成相线，保护中性线的短路结构。此时会形成较大的短路电流。这种情形之下，线路上的保护装置动作立即切断有故障线路，进而达到保护人员安全的目标。

在三相负载不平衡，比方说超出船检规范的情形之下，工作零线上有电流，这部分电流运行阶段，可能会对中性线以及系统设备的可导电外壳形成一定的压力。与电源的相线碰地之后，自动开关不会跳闸，那么设备的外壳电压就会升高，一些有危险性的电压，就会通过中性线扩散。

TN-S系统之中，防间接电极触电的情况，会使用保护接零的技术形式。如果有某相触碰设备外壳，电流经过设备、外壳之后，会形成一种单相短路，能够达到保护线防护的作用。如果短路的电流较大，令线路上的保护装置烧熔，切断故障部分的线路之后，能够达到保护人员安全的目标。三相负载不平衡，或者工作零线不平衡以及对地，会出现电压。保护线相连接的电气设备的外壳没有电压，防护技术可靠性增强。

4. 结束语：

船舶电力系统接地以及防触电保护应用，有一定的现实影响作用。从船舶电力系统应用实际来看，了解触电问题的危害性，做好触电类型的分类，确定常用的接地类型，实施防触电保护工作，能够保障船舶电力系统的安全性，有助于维护工作人员的生命安全。

参考文献：

[1]吕灼英.船舶电力系统接地与防触电保护应用分析[J].江苏船舶,2004,21(3):3.

[2]海霞.浙江舟山:普陀区开展船企电焊机防触电保护器安装情况专项整治[J].中国安全生产,2014.

[3]常玉周.船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015(6).