主機集控臺開關量信號接線板燒毀故障分析與排查

【摘 要】本文主要介紹了某船校飛期間主機集控臺開關量信號接線板燒毀故障的分析、處理過程，以及對供電線路的建議，為今后船舶動力、電力保障打好基礎。

【關鍵詞】電路板 繼電器

1故障現象及危害

某船在一次校飛期間，主機集控臺開關量信號接線板燒毀，其中31號線和32號線燒穿嚴重，經查驗為主機循環(huán)油艙液位的開關量傳感器的接入點。這塊板子雖然只是信號板，但它是監(jiān)測機艙設備運行狀況的窗口，它的燒毀，使值班人員與機艙設備失去了直接的聯系。如設備出現故障或緊急狀況，就無從了解和把握，更不能快速、準確、有效的排除和處理；并且值班人員在檢查巡視也要到機旁進行，增加了勞動量；同時也可能導致主機在較短時間內停機，如果船在復雜海域或大風浪區(qū)域航行，后果將不堪設想。

2故障檢查與分析

故障出現后，電工人員迅速進行緊急搶修，經測量為32號線對地絕緣電阻為零，明顯已接地。后通電測量正極對地為40V，把機艙充放電板電源斷電之后進行測量對地無電壓，然后到蓄電池輸出端測量電壓為26V，且對地都有電壓，正極對地13V，負極對地-13V。

接線板燒毀有兩種原因，一是線路短路而使電流增大，二是電源疊加而使接線板電源電壓升高。如果是線路短路，不可能只燒毀一塊板子，應該同時燒毀很多板子，所以確認為是電源疊加而造成的故障。

2.1集控臺電源供電原理

集控臺電源是由三路電源供給，一路是由主配電板提供正常220V，一路是由應急配電板提供應急220V，第三路是由機艙蓄電池提供直流24V。前兩路的220V電源是經變壓、整流后向負載供電，而直流24V電源是在正極的線路上串聯一個二極管，用它的正向導通，反向截止的特性來向負載供電。正常情況下是由主配電板提供電源，當主配電板電源失電時，則由應急配電板供電（用繼電器KM來實現），當220V電源都失電時，蓄電池經二極管供電。

2.2機艙24V充放電板的絕緣檢測儀原理

正負兩極取自自身電源，R1、R2、R3、R4為相同的康銅絲電阻，A、B接絕緣表頭，當絕緣良好時，絕緣電阻無窮大，系統(tǒng)中無漏電流產生，表頭當中無電流流過，亦即絕緣值為無窮大，當正極接地時，漏電流的走向是電源正極接觸電阻船體監(jiān)測儀接地點G 二極管D2表頭正極接入點A、表頭，表頭接線B 二極管D3-流入電源負極，若負極接地漏電流的流向是電源正極絕緣監(jiān)測儀電阻R1、R2二極管D1表頭正極接入點A、表頭，表頭接線B二極管D4監(jiān)測儀接地點G船體接觸電阻R回到電源負極，當接觸電阻減小亦即絕緣降低時，流經表頭的漏電流增加。

從以上兩個圖中可以看出，供電方式本身是可以使用的，可接入絕緣檢測系統(tǒng)以后，當線路中某一點對地絕緣為零（接地），就會出現電源疊加而使電壓升高，燒毀電板。其疊加是這樣的，正極對地24V，地對負極12V，構成回路36V超出了正常使用電壓24V。即：線路中某一點出現絕緣問題而接地，（以正極接地為例）它就會通過船體G再過整流橋中得二極管D2到充放電板的絕緣檢測表頭A，表頭B經整流橋二極管D3再過絕緣檢測儀電阻R4、R3回到負極，也就把對地的12V電壓加到了線路中，使故障點有了36V的電壓，形成了電源疊加。

3故障處理

現我們重新更換同型號的備用電路板，并對以燒穿的31號線和32號線進行更換處理。同時為了安全起見，對其他的電路板也進行了檢查和測量。并且，為了防止再次出現電源疊加而燒毀電路板現象，把蓄電池供的24V直流電源拆掉不用，只保留正常220V和應急220V兩路供電，這樣也就不存在電源疊加問題了。

4故障處理后的建議

當時故障處理的方法雖然解決了電源疊加問題，但這樣也就使主機集控臺的供電系統(tǒng)少了一定的保證；當正常和應急電源都失電的情況下，主機集控臺也就沒有了電源，與當初改造時的設想也有很大的出入；并且直接導致集控臺癱瘓，這對船舶來說是一個致命的隱患，所以應該保留蓄電池的直流24V供電線路。24V直流充放電板系統(tǒng)由于其絕緣監(jiān)測儀的接入使其正負兩極對地都有電壓（正負極對地都是12V）。如何使供電系統(tǒng)在出現故障時沒有電源疊加現象，現實線路中的三路電源的負極是共用的，只要使它們在供電時不互有聯系，也就解決了電源疊加的問題。

在整流橋的后面并聯一個中間繼電器，其常開觸點串聯在線圈之后的供電線路中，常閉觸點串聯在蓄電池供電線路中，這樣通過繼電器K的通斷，使其相互獨立供電不會出現電源疊加。這種情況下某一點電源接地的絕緣故障不會出現短路跳閘、燒壞元器件等現象，當主電源失電時切換為備用電源，切換在瞬間完成，單獨的直流電源單項接地出現的絕緣不良并不會造成嚴重的故障。同時，集控臺的供電安全也多了一層保護。

參考文獻：

[1]任永益、謝克彬.電工技術.國防科技大學出版社.1993.12

[2]輪機監(jiān)控系統(tǒng)改造說明書.上海駟愽公司.2006