船舶電氣故障診斷與策略分析探討

周育偉

（廣西海警總隊(duì)船艇修理廠，廣西 北海 536000）

船舶電氣故障診斷與策略分析探討

周育偉

（廣西海警總隊(duì)船艇修理廠，廣西 北海 536000）

隨著我國(guó)海洋運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，大型船舶在海上運(yùn)輸中起到無可替代的作用，未來我國(guó)的大型船舶運(yùn)輸業(yè)更是有良好的前景，要盡可能的保證大型船舶的正常工作。隨著電氣化的發(fā)展，現(xiàn)代船舶普遍實(shí)現(xiàn)了電氣化控制，其中的電氣控制系統(tǒng)是船舶結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的部分，因此，對(duì)船舶電氣控制技術(shù)的了解以及對(duì)故障診斷方法的研究至關(guān)重要。本文通過論述船舶電氣系統(tǒng)的主要構(gòu)成、特點(diǎn)、常見的故障及故障診斷的方法，從理論層面對(duì)電氣故障診斷策略進(jìn)行分析研究，并提出了相關(guān)的建議。

船舶；電氣故障；故障診斷

現(xiàn)代的大型船舶都有一整套的發(fā)電、配電設(shè)備與控制系統(tǒng)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高，船舶的電氣控制系統(tǒng)也不斷更新，所用的電氣設(shè)備也變得越來越復(fù)雜。船舶長(zhǎng)期漂浮在海上，由于海上環(huán)境的濕度較大、海水的堿性較強(qiáng)，且電氣設(shè)備經(jīng)常受船舶震蕩、外力的影響，電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率較大。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的故障，有效進(jìn)行故障處理，是船舶電氣運(yùn)維工作的重中之重。目前大多數(shù)船舶采用了專家系統(tǒng)方法對(duì)電氣故障進(jìn)行分析，作為管理人員還要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行分析與處理。

1 船舶電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）電站。船舶的發(fā)電系統(tǒng)是船舶電氣系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，一般由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等相關(guān)設(shè)備構(gòu)成。該發(fā)電系統(tǒng)是用柴油機(jī)作為原動(dòng)力機(jī)，是船舶的動(dòng)力來源，為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，并通過變壓器進(jìn)行電壓變換，供船舶使用。一般情況下根據(jù)船舶所處的不同狀態(tài)，來決定采用相應(yīng)的電站進(jìn)行電力供電，對(duì)于大型的船舶，針對(duì)其作業(yè)、停泊、航行、應(yīng)急等不同狀態(tài)配置了不同的電站，給船舶的電力供應(yīng)提供了安全的保障。船舶上的電站分：主電站，為全船正常工作提供電力；“停泊電站”，在船舶停泊時(shí)提供電力；“應(yīng)急電站”，在船舶遇到緊急情況下提供電力；“特殊電站”，向船舶上各種特殊設(shè)備提供電能，如說雷達(dá)、發(fā)報(bào)機(jī)、廣播等裝備。

（2）電力網(wǎng)。船舶上的電力網(wǎng)也是電氣系統(tǒng)的重要組成部分，將電站的電能穩(wěn)定地傳輸?shù)礁鱾€(gè)用電設(shè)備。電力網(wǎng)的安全可靠，對(duì)于船舶的穩(wěn)定運(yùn)行起到巨大的作用，船舶電力系統(tǒng)的性質(zhì)決定了電力網(wǎng)必須保證安全可靠供電，要求關(guān)鍵的設(shè)備采用多回路供電，一旦輸電線路局部發(fā)生破損或接地，必須保證設(shè)備的安全供電，同時(shí)隔離故障減小影響，采取最快的措施對(duì)故障進(jìn)行處理。船舶電力網(wǎng)分為：“電力輸送網(wǎng)”為船舶上的各種重要機(jī)械進(jìn)行供電，“照明電網(wǎng)”負(fù)責(zé)提供照明設(shè)備用電，“弱電裝置電網(wǎng)”為一些裝置提供電力，“應(yīng)急電網(wǎng)”，提供應(yīng)急動(dòng)力和照明用的。

2 船舶電氣系統(tǒng)的常見故障

（1）電氣接地故障。電氣接地故障主要是電力網(wǎng)線路造成的接地故障，船舶上的電力線路由于經(jīng)常受到外力的拉扯、摩擦，很容易使線路的絕緣外皮發(fā)生破損，造成絕緣水平降低，一旦發(fā)生絕緣擊穿則造成接地故障或者短路故障，威脅人身安全及船舶的正常運(yùn)行。

（2）發(fā)電機(jī)故障。發(fā)電機(jī)電壓不能及時(shí)建立，一般是由于磁場(chǎng)失磁造成的，可嘗試按充磁按鈕進(jìn)行電壓恢復(fù)。發(fā)電機(jī)電壓異常，如突然失壓、電壓波動(dòng)過大，可能是發(fā)電機(jī)的自動(dòng)恒壓勵(lì)磁裝置發(fā)生異常引起的。

（3）主配電板故障。發(fā)電機(jī)主配電板易發(fā)的故障有：主配電板跳閘故障，主配電板不閉合故障。勵(lì)磁調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在單臺(tái)發(fā)電機(jī)提供電力時(shí)，發(fā)電機(jī)的出口端電壓易受負(fù)荷的沖擊，經(jīng)常造成電壓匹配的條件不能滿足，勵(lì)磁調(diào)速系統(tǒng)可能受到較大的影響。

（4）電動(dòng)機(jī)故障。船舶上的電動(dòng)機(jī)在作業(yè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象，電壓波動(dòng)也會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成較大的危害，由于船舶上的大型負(fù)荷較少，易發(fā)生三相不平衡情況，由于電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作，易造成內(nèi)部絕緣下降，發(fā)生繞組的短路，這些故障都會(huì)伴隨著溫度的升高，因此，加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)溫度的監(jiān)測(cè)，是診斷發(fā)電機(jī)是否發(fā)生故障的重要參數(shù)。

3 船舶電氣系統(tǒng)故障處理原則

對(duì)于船舶電氣系統(tǒng)的維護(hù)，人們積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，處理故障必須按照一定的原則和步驟。

（1）安全原則。要求在對(duì)故障的排查與處理過程中，必須切斷所有電源，掛接地線及安全警示牌，嚴(yán)禁工作人員進(jìn)行帶電操作，提高運(yùn)維人員的安全性。要保證在開展檢修工作時(shí)，應(yīng)急電源的可靠供電，必須提供足夠的照明及基本檢修設(shè)備的正常工作，盡量減小電壓的波動(dòng)。

（2）順序原則。對(duì)船舶電氣故障進(jìn)行檢修處理，必須按照一定的順序進(jìn)行，既可提高安全性，又能提高工作效率。首先，先動(dòng)態(tài)后靜態(tài)的原則，即先檢修處于工作狀態(tài)的設(shè)備，及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。然后再對(duì)非工作狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行檢修。第二，遵循先易后難的原則。即先對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部位進(jìn)行排查。第三，遵循從外部到內(nèi)部的原則。即先檢查設(shè)備的外部情況。

4 船舶電氣系統(tǒng)故障診斷策略

（1）發(fā)電機(jī)故障診斷。船舶發(fā)電機(jī)的故障類型較多，常見的故障有：機(jī)端電壓不能及時(shí)建立、機(jī)端電壓出現(xiàn)異常狀態(tài)（突降或波動(dòng)較大）、發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率及出現(xiàn)內(nèi)部絕緣問題等。第一，機(jī)端電壓不能夠及時(shí)建立。該故障為船舶發(fā)電機(jī)最常見的故障，引起該故障的原因基本上是內(nèi)部的磁場(chǎng)出現(xiàn)消磁了，因此，針對(duì)該類故障采取的處理策略是按動(dòng)發(fā)電機(jī)的充磁按鈕進(jìn)行增加磁場(chǎng)。第二，機(jī)端電壓發(fā)生異常狀態(tài)。該類故障對(duì)于船舶電氣系統(tǒng)的影響是比較嚴(yán)重的，引起的原因很可能是發(fā)電機(jī)的自動(dòng)恒壓勵(lì)磁裝置發(fā)生異常，及電氣線發(fā)生短路或斷路。第三，內(nèi)部的絕緣受到損害。該類故障也是常見故障，造成絕緣損傷的主要原因是長(zhǎng)時(shí)間使用沒有進(jìn)行維修保養(yǎng)造成的，因此，對(duì)于船舶的發(fā)電機(jī)，工作人員一定要定期的進(jìn)行維護(hù)和檢修，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的使用壽命。

（2）配電板故障診斷。配電板是船舶電氣系統(tǒng)的重要組成部分，將發(fā)電系統(tǒng)的電能分配到各個(gè)用電設(shè)備上，由于配電板經(jīng)常動(dòng)作，發(fā)生故障的概率也比較大。配電板常見的故障有：跳閘故障、主板不閉合故障以及勵(lì)磁調(diào)節(jié)故障等。跳閘故障是發(fā)生概率最高的，一般是由于線路發(fā)生短路、出現(xiàn)過載現(xiàn)象或者發(fā)電機(jī)逆功率造成的。針對(duì)該類情況，故障處理最有效的措施是：對(duì)配電板繼電保護(hù)的整定值進(jìn)行重新調(diào)整，按船舶的負(fù)荷情況對(duì)過載線路、設(shè)備進(jìn)行分級(jí)卸載。配電主板不閉合故障，指的是在控制系統(tǒng)閉合命令發(fā)出以后，主板開關(guān)沒有能夠立即動(dòng)作，甚至1min以后，主板開關(guān)依然沒有完全閉合。該故障處理的策略是：檢查配電主板的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于未能閉合的主板開關(guān)改用手動(dòng)的閉合方式，完成主板的閉合。除了上述兩種最常見的電氣故障外，還有電力網(wǎng)故障故障等。在電力網(wǎng)故障中，發(fā)生概率較高的故障為，電氣接地故障、短路故障、繼電器故障等，對(duì)于電力網(wǎng)故障，由于線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較容易找出故障的位置，及時(shí)的排除故障。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代船舶電氣系統(tǒng)運(yùn)用了大量的電氣設(shè)備，電氣故障多種多樣，本文簡(jiǎn)要對(duì)船舶電氣故障的類型、特點(diǎn)、檢修原則及檢修策略進(jìn)行論述，在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)故障處理措施，希望廣大同業(yè)人員互相借鑒。

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