王许
（中海石油化学股份有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］近年来，海洋石油富岛有限公司300 kt/a合成氨装置UPS电源接地故障报警频发，造成了不必要的损失和影响。为此，结合2024年3月5日UPS配电柜内XA95101型接地报警继电器触发动作、2024年3月11日压控室220 V AC接地报警器无法复位这两起典型的UPS电源接地故障，分析与排查可能的故障原因，采取了相应的处理措施；并对UPS电源接地故障进行预警研究，提出了强化巡检机制、完善应急响应机制、供电系统优化、升级线缆防护、创新检测方法、采取系统化排查策略等一系列预警措施。实践表明，基于多参数（电压偏置、漏电流、绝缘电阻）协同监测的预警机制，可显著提升化工装置IT系统的供电可靠性，可为同类装置接地故障的快速诊断与预防性维护提供一点可复用的技术范式。
［关键词］合成氨装置；UPS电源接地故障；接地报警继电器动作；接地报警器动作；原因分析；处理措施；预警研究
［中图分类号］TQ083+.1；TM762 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0063-03
0 引 言
海洋石油富岛有限公司化肥一期300 kt/a合成氨装置（简称富岛一期合成氨装置）、520 kt/a尿素装置于1996年10月投产，总体运行情况较好。近年来，富岛一期合成氨装置UPS电源接地故障报警频发，造成了不必要的损失和影响——UPS存在效率低、热患高、寿命短、易接地等一系列物理缺陷，由UPS构建的供电系统如果接地会对重要负荷的安全用电构成重大威胁，供电系统运行存在较大的安全隐患。
富岛一期合成氨装置UPS供电采用IT系统，即电源端不接地，这种系统主要在化工装置中应用，其在首次接地故障时不会导致电源中断，提高了系统供电的连续性。虽然首次故障时系统还能运行，但必须及时处理，否则若另一相再发生接地，就会形成短路，导致保护装置动作而全部停电。石油化工领域中，重要生产装置或场所的PLC、DCS、FCS、SIS、CCS及MMS等系统均属于控制系统，若没有稳定可靠的电源，就不能保障装置长周期连续稳定运行，即UPS的稳定运行直接关乎企业的安全生产。以下就富岛一期合成氨装置两起典型的UPS电源接地故障及其诊断、处理、预警等作一介绍。
1 两起典型的UPS电源接地故障
1.1 接地报警继电器动作
2024年3月5日，巡检（人员）发现UPS配电柜内XA95101型接地报警继电器触发动作，面板红色报警指示灯持续点亮，L/N漏电流＞0.5 A，红灯报警；技术人员使用FLUKE 179型数字万用表对供电回路进行测量，测得L相电压121 V、N相电压98 V，明显偏离UPS浮空供电状态下两相均应为110 V的基准值。执行报警复位操作后，报警消除，系统暂时恢复正常运行。
1.2 接地报警器动作
2024年3月11日上午，富岛一期合成氨装置压控室220 V AC接地报警器无法复位，经详细检测，UPS输出端电压呈现异常状态，L相电压220 V、N相电压0 V，与正常UPS浮空供电模式下两相平衡（L-PE=110 V、N-PE=110 V）的运行参数严重偏离，表明供电系统中N相已发生对地短路故障，形成单相接地运行状态。若220 V UPS供电回路单侧甚至双侧同时出现接地故障，将会导致各控制系统失电进而引发生产装置停车。2024年3月11日下午，在压控室开展接地报警专项检查时，发现220 V交流接地报警装置持续报警且无法复位。压控室共有7套机组控制系统，采用2路220 V AC UPS浮空供电，供电回路每相配置了1台接地报警器，当回路有接地现象发生时，就会发出报警，但最初报警器安装在压控室配电柜中，需打开机柜门才能发现报警信息，后经测试发现，接地报警器带有报警触点，可以引入控制系统进行报警显示，于2020年大修期间实施了改造，将4个报警器报警触点串联在一起引入压缩SIS系统DI通道，任一报警器出现报警触点断开，可在系统报警灯屏闪烁报警并发出蜂鸣声。2路UPS都配置了接地报警器，当接地报警器检测到接地电阻＜0.1 kΩ时，提示“接地故障”报警。
2 可能故障原因及排查
2.1 可能故障原因
① 电缆外皮磨损、老化或机械损伤导致相线直接接触接地体（如金属桥架、管道）；② 接头绝缘不良或长期受潮/腐蚀导致绝缘失效；③ 负载设备（电机、变频器、变压器等）内部绕组绝缘击穿，相线碰触接地外壳；④ UPS内部元件（如逆变器、滤波电容）绝缘劣化，导致输出端对地短路；⑤ 化工生产环境中的腐蚀性气体及高温、潮湿加速绝缘材料老化；⑥ 振动区域电缆长期受力导致绝缘层破裂；⑦ 布线时电缆被挤压或弯曲半径过小，长期运行后绝缘受损；⑧ 维护过程中误操作（如工具遗留、接线错误）导致相线接地；⑨ 雷击或操作过电压（如开关分合闸）导致绝缘薄弱点瞬间击穿；⑩ 导线在振动或温度变化下周期性接触接地体，形成不稳定接地故障。
2.2 故障排查
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期