船舶電氣事故的故障樹分析研究

張元潭

摘 要：在經(jīng)濟全球化的發(fā)展背景下，各國之間的商業(yè)貿(mào)易在不斷的增加，海運是一種在國際商品貿(mào)易中被廣泛運用的貨物運輸方式。但是船舶工作過程中發(fā)生的電氣事故會影響到正常的貨物運輸工作，對經(jīng)濟發(fā)展造成一定的不利影響。因此，在船舶電氣事故發(fā)生以后，要及時的對故障原因進行確定，迅速的處理故障，盡快的恢復(fù)船舶的運行。本文圍繞船舶電力事故的故障以及故障樹分析理論進行簡單的探討與研究。

關(guān)鍵詞：船舶電氣事故；故障樹分析研究；船舶系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.025

1 船舶電氣事故的認識

船舶電氣設(shè)備是船舶系統(tǒng)中一個不可忽視的部分，為船舶進行各項活動提供電氣支持，在科學(xué)技術(shù)的引領(lǐng)下，船舶電氣設(shè)備的自動化水平在不斷的提高。受到運行環(huán)境的影響，船舶電氣設(shè)備的運行狀態(tài)會受到影響，故障的發(fā)生在所難免。為了不影響到船舶的正常運行，出現(xiàn)電氣故障的時候要及時地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，并由專業(yè)的維修人員進行維修，以恢復(fù)電氣系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)。傳統(tǒng)的解決方式中，維修人員要憑借自身的工作經(jīng)驗與知識儲備對故障做出判斷，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，船舶電氣設(shè)備的自動化水平有了很大的提高，對維修人員的工作水平也提出了更高的要求，復(fù)雜的電氣系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各種不同程度故障的出現(xiàn)，都難以保證事故可以及時處理并迅速的恢復(fù)船舶的正常運行。因此，我們有必要利用故障樹理論對以往發(fā)生的電氣事故進行研究與分析，更為系統(tǒng)的對故障有深入的把握，找出系統(tǒng)內(nèi)的薄弱環(huán)節(jié)，由此可以提高電氣系統(tǒng)的安全系數(shù)，減少事故發(fā)生的可能性。

2 故障樹分析的認識

故障樹分析是一種起到風(fēng)險預(yù)估與安全性檢測的方法，最早于第二次世界大戰(zhàn)的時候被運用到軍事領(lǐng)域。我國引入故障樹分析技術(shù)的時間較晚，故障樹的理論基礎(chǔ)就是對可能會引發(fā)船舶電氣系統(tǒng)故障的各種原因事件與相互聯(lián)系的樹狀邏輯關(guān)系圖進行描述的理論，在這之中，事件就是用來描述各種故障發(fā)生時的狀態(tài)以及正常工作時狀態(tài)的總稱。故障樹中，預(yù)先設(shè)定好的狀態(tài)將最不希望發(fā)生的時間確定為頂事件，將其放置于故障樹的頂部，對導(dǎo)致其他故障發(fā)生的事件稱之為底事件，位于故障樹的底部。中間事件則既是邏輯門的輸入事件，又是其他邏輯門的輸出事件，這樣的故障樹中包括了系統(tǒng)中的各類信息傳遞關(guān)系，將故障樹作為工具對電氣系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的故障進行分析的方法，就被稱之為故障樹分析法。這種方法可以直觀的對電氣事故故障的程度與原因等進行分析，故障樹分析法的分析步驟主要是，先建立一個故障樹模型，對系統(tǒng)內(nèi)部的可靠性進行分析，找出每個環(huán)節(jié)與系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，進而確定系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)進行升級與改造，提高系統(tǒng)的可使用性。

具體到故障樹的使用，在船舶電氣事故發(fā)生的時候，利用故障樹可以對電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行判斷，對系統(tǒng)在運行時的部位進行檢測，對系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性進行預(yù)測，出現(xiàn)異常情況的時候編寫維修報告，提高維修人員的系統(tǒng)與設(shè)備維修水平。故障樹的使用，可以對事故發(fā)生時的因果關(guān)系進行梳理，并提供解決故障的方法，減少船舶事故發(fā)生的可能性，為船舶的正常運行提供保障。

3 船舶電氣設(shè)備故障分析

電氣設(shè)備在運行的時候會出現(xiàn)各種故障，某個環(huán)節(jié)的故障就有可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的正常運行受到影響。發(fā)電機原動機出現(xiàn)故障時因為油溫過高，冷卻速度慢，管道有漏油的現(xiàn)象等，導(dǎo)致發(fā)電機的開關(guān)跳閘。系統(tǒng)內(nèi)進入空氣，冷卻水的壓力過低，出現(xiàn)聲光報警現(xiàn)象。發(fā)電機的電磁不足時，電壓不能正常建立，發(fā)電機的電壓出現(xiàn)異常現(xiàn)象，電線線路出現(xiàn)故障，電刷使用過于頻繁，沒有做好維系保養(yǎng)工作，導(dǎo)致跳電。主配電板的發(fā)電機開關(guān)跳閘，輸電線路的絕緣材料使用壽命過長，絕緣能力降低。主觸頭的壓力彈簧失效，保養(yǎng)工作不到位，造成接觸面產(chǎn)生問題。電力網(wǎng)的電力系統(tǒng)絕緣電阻過低，控制箱出現(xiàn)故障，電源電壓過高，熱繼電器使用頻繁，電流值低于被保護設(shè)備的電流，受熱元件變形，主電路開路故障。電動機運行停止，控制線路反應(yīng)異常。諸多問題都會對船舶的安全運行帶來不利的影響。

4 船舶電氣事故故障樹分析

在建立故障樹的時候，可以采用人工建樹，計算機建樹兩種方法，人工建樹中，將最不希望發(fā)生的事件確定為頂事件，并找出導(dǎo)致電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，一直追溯到底事件，然后將各級事件的對應(yīng)內(nèi)容與可以用來表達這些內(nèi)容的邏輯關(guān)系進行梳理，使得邏輯門與頂事件可以相互連接。

建立故障樹的時候，要對系統(tǒng)有進一步的了解，系統(tǒng)所體現(xiàn)的安全性能等各有差異，系統(tǒng)的管理人員有責(zé)任對所管理的系統(tǒng)有深入的認識，系統(tǒng)安全性分析的一個重點就是要清楚系統(tǒng)故障發(fā)生的原因。頂事件在定義的時候要使其能處于一個滿足分析目的的范疇之內(nèi)，并可以對未來發(fā)生的趨勢做出預(yù)測。在確定故障的邊界條件時，要參照系統(tǒng)提供的假設(shè)條件，有依據(jù)的做出邊界確定，邊界條件應(yīng)該主要包括系統(tǒng)分析的對象也就是頂事件，這是最為關(guān)鍵的邊界條件。初始狀態(tài)，就是系統(tǒng)中各個部件在頂事件發(fā)生時所呈現(xiàn)的工作狀態(tài)。必然事件是指在系統(tǒng)運行的時候必定存在的事件。確定邊界的時候，可以將發(fā)生機率低的事件看作不容許事件，但是并不意味著可以忽略其的存在，這些事件對系統(tǒng)這個整體而言，都可能會產(chǎn)生重要的影響。小部件出現(xiàn)的故障可能造成運行的中止。所以，對小部件與低概率的事件都要給予重視，設(shè)計好應(yīng)對方案。在故障樹的結(jié)構(gòu)中，通過對故障的整體性與局部性的關(guān)注，提出中間事件，由此增強事件的重要性。

為了更好的解決電氣故障，近年來，在科學(xué)技術(shù)的支持下，故障樹分析軟件開發(fā)工作取得了很大的成果。數(shù)據(jù)庫可以將信息長時間的進行保存，在必要時刻對信息進行共享。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性很強，在電氣事故發(fā)生以后可以將信息單獨的進行歸納與存儲。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫存在冗余的情況，通過數(shù)據(jù)共享解決這一問題。根據(jù)以往的故障案例可以建立船舶電氣事故數(shù)據(jù)庫。將以往發(fā)生的典型案例進行記錄，及時的對數(shù)據(jù)信息進行更新。

5 結(jié)語

本文圍繞船舶電氣事故的故障樹進行了簡單的分析與研究，船舶在國際貿(mào)易中發(fā)揮的作用越來越大，在出現(xiàn)電氣故障的時候要及時地對故障進行維修，運用故障樹理論可以幫助維修人員系統(tǒng)的對故障做出認識，提供有效的幫助，迅速使船舶恢復(fù)到正常的運行狀態(tài)。

參考文獻：

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