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绝缘在线监测对保障舰船安全尤为重要

舰船交流电网是船舶的大动脉,直接影响舰船的生命力及执行力。舰船环境条件较为恶劣,电网的绝缘易受损害,给舰船电气设备的正常运行带来隐患。如果舰船电网绝缘缺乏有效的监测手段,绝缘状况将会持续恶化,造成供电系统故障或控制功能紊乱,尤其是在进出港或航行于危险航道时,酿成安全事故。因此,建立有效的舰船交流电网绝缘监测系统,及时消除安全隐患,对保障舰船安全尤为重要。


舰船交流电网绝缘缺陷可分为两种:一种是分布性缺陷;另一种是集中性缺陷。一般而言,分布性缺陷的产生基本是因为过热、受潮、动力负荷以及长时间过电压的工作环境而造成机电设备整体绝缘性能下降。这种缺陷产生过程缓慢,但却具有普遍性;集中性缺陷主要是指绝缘缺陷集中于某一个或某几个部分或区域,如区域局部受潮、设备局部机械损伤等,这种缺陷发展快,因而危险性大。

1.1环境因素
   舰船及其设备运行环境恶劣,长期运行于高盐、高温、高湿和油雾的海洋环境中,在这样的环境条件下霉菌容易大量繁殖,造成绝缘材料性能变差,甚至会使绝缘失效;绝缘材料表面对潮气的吸附,引起绝缘材料表面积聚粉尘、水蒸汽,在水和电场的作用下产生放电,破坏绝缘材料表面;而空气中的水分、氧气、化学尘埃和阳光辐射,会加速电气设备绝缘材料表面老化。
   舰船电气设备所处的工作环境普遍较差,机舱安装设备众多,正常航行时机舱温度高达45℃~50℃甚至更高,加上内部工作舱室通风不畅,在这样的环境下电气设备绝缘性能下降尤为严重;另一方面,舰船在大风浪中航行时,船体持续地摇摆、倾斜,甚至遭受海浪的猛烈冲击,船内设备也随之遭遇不同程度的震动。舰船内的主机、辅机和其他各种机械设备在正常运行中也不可避免地会产生不同程度的震动,从而导致机电设备及船上各种电缆都受到持续的冲击、震动,因而产生各种弯曲、拉伸、扭转、摩擦等物理形变,使绝缘材料遭到不断磨损和破坏。

1.2设备因素
   电气设备主要由绝缘材料以及各种导电、导磁材料构成,其中绝缘材料大部分为有机材料,通过氧化聚合、分解、挥发等一系列的化学反应而制成。在这个过程中,绝缘材料变脆、介质损耗增加、吸潮性增大、电导增大,从而引起绝缘材料电气性能产生不可逆的转化。电气设备的绝缘性能受自身条件和外界因素影响,总体呈现不断下降、劣化的趋势。
   在电气设备制造、长途运输及装卸、运行等过程中,电气设备的绝缘性能不可避免地会产生各种缺陷。在正常工作中,电气设备绝缘材料受电磁场作用,绝缘性能下降:材料的电荷分布不均匀,电容率变大,绝缘性能变差;绝缘材料在直流电场下产生漏电流,电导率增大;电荷在电场中产生运动,不论是前后、左右的移动还是转向,均需从电场中吸收能量,使自身的热振动加剧,引起发热而加速绝缘老化。因此,电气设备的正常工作过程也是一个自身绝缘性能不断下降的过程,当绝缘性能下降到某一临界点时,如果绝缘材料的局部电导急剧增加,就有可能在薄弱的一点或几点发生击穿,致使电气设备失去绝缘特性。