核心詞：
ZR-KVVRP 電纜 潛水器作業過程中面臨復雜海況和惡劣的工作環境,且現代潛水器的系統結構日益復雜,
RS485通訊電纜因此對可靠性和生存性提出了更高的要求。
供電系統作為潛水器各個設備與電源的橋梁,其健康狀態是潛水器完成作業任務和安全返航的前提。由于電池、設備、傳輸電纜、傳感器等均會絕緣問題,且由于潛水器工作環境的特殊性,溫度、鹽度的變化,海水腐蝕都會引起絕緣的損傷和破壞,使絕緣性能下降,電能消耗增加,輕則發生電化學腐蝕,影響潛水器正常工作,嚴重時還可能造成次生故障,導致潛水器失事事故。因此,絕緣檢測是潛水器供電系統的一個重要部分。不允許任何設備將潛水器上的電源和外殼、支架或海水直接導通。不允許連接到穿艙接插件芯線上的任何設備將穿艙接插件芯線與潛水器外殼、支架或海水直接導通。所有連接到穿艙接插件芯線上的設備都需要在潛水器上的電源和其穿艙線路之間建立通路,以便艙內的絕緣檢測儀可以對其進行檢測。電源隔離的設備和電池供電的設備也不能免除上述要求。潛水器絕緣檢測原理為檢測用電回路與外殼、大地及海水的絕緣關系,測量通過外殼所產生的電流來評估當前絕緣狀況。現有直流系統絕緣電阻檢測方法主要有電橋法、交流信號注入法、直流漏電流法和有源檢測法,其在潛水器供電系統的應用情況如下。平衡電橋法是一種傳統的接地檢測方法,在潛水器正電源和電源地線上建立一個由等值電阻R組成的電橋,如圖1所示,通過檢測UG的大小可以計算出R1或者R2的電阻值。當系統絕緣水平良好時,對地絕緣電阻R1、R2都較大,電橋處于平衡狀態,此時電壓UG很小。如果R1、R2出現不對等情況,其中一個電阻很小,電壓UG檢測出的數值將很大。這種方法結構簡單、易于實現。但是潛水器電氣系統與陸上電氣系統相比,具有一定的特殊性,如電路比較復雜,某一供電系統包含多個電平;潛水器漏水多發生于電源所有極均沒入海水中現象,此時R1、R2等值下降時,由于電橋平衡未被破壞,存在檢測死區。因此,電橋法較少應用于潛水器絕緣性能檢測中。交流信號注入法的原理如圖2所示,其中R1、R2是供電母線的正負回線對地絕緣電阻。信號發生器向直流系統中注入2-10Hz的低頻小信號,該信號通過接地故障形成回路,利用交流互感器檢測穿過其中心的交流漏電流,對CT感應出的電壓信號進行放大、檢波后,由控制MCU計算出該線路對地絕緣電阻值,并進行顯示報警。但是,低頻交流信號容易受外界的干擾,另外注入的低頻交流信號增大直流系統的電壓紋波系數,對于弱電系統影響比較大,不太適合使用在潛水器上。直流漏電流檢測法采用的是差流檢測的思想如圖3所示:對于任意無節點支路,流入該支路的電流和流出該支路的電流相等,即差流為0。同理,在一條沒有接地的電源線中,差流為0;如果電源線接地,相當于在該支路上增加了一個節點,差流不等于0。
1、即可以定量監測電源線的絕緣狀態 利用安裝在電源線接入端的穿心式直流漏電流傳感器檢測差流的大小和方向,即可以定量監測電源線的絕緣狀態。這種測量方法常應用電力供電電路檢測中。但是,潛水器的絕緣性能下降并不一定會在外殼上形成漏電電流,所以也不太適合在潛水器上使用。
2、主動檢測法是一種理想的潛水器檢測方法 有源檢測法是一種潛水器上使用的比較理想的檢測方法,如圖4所示。其原理就是相對某一供電回路,通過加裝一個外接電源,設置一個相對這個回路更低的一個電平測量點。
3、將通過外殼的相對低電平測量點形成電流 當供電回路其中任一個線路或元器件出現絕緣問題,就會通過外殼相對低電平測量點形成電流,通過測量電流則可明確潛水器的絕緣情況。設備裝置原理簡單,元器件很少。設備體積較小,一個電路通過波段開關可以檢測潛水器上的很多供電回路。不對潛水器上的用電回路產生干擾。操作方便,運行可靠。美國ALVIN號載人潛水器在一次連續兩次的下潛任務中,當潛水器到達海底后均發生了接地故障。采用有源檢測法兩次故障都得到了準確定位,即發生在A組蓄電池組的地端和進入載人球殼的穿艙件之間。為了不影響作業,潛航員切斷A組蓄電池組的供電回路,下潛繼續進行。潛水器回收后,機組人員經過幾個小時的徹底排查,發現在某個穿艙件的導線由于水滴滴入導致接地故障。采用油浸泡穿艙件,并用酒精清洗,ZR-KVVRP阻燃屏蔽控制電纜ZR-KVVRP阻燃屏蔽控制電纜ZR-KVVRP阻燃屏蔽控制電纜徹底解決接地故障。我國某潛水器在下潛過程中,在未達到指定深度時接地電流突然上升到報警值。經過潛航員的排查,發現有一個水下攝像機的供電回路出現漏水問題,潛水器緊急返回。經過詳細檢查,發現水下攝像機水密接插件在壓力作用下出現損壞,事后進行更換,故障點徹底清除。絕緣檢測作為潛水器供電安全狀態評估的重要指標,是未來潛水器不可缺少的環節。針對潛水器的工作特點,文章通過多個檢測方法的比較,提出的有源檢測方法,在實際中得到較好應用。
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