船舶電氣設(shè)備故障診斷的研究

崔正

摘 要：隨著電氣設(shè)備系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展，科技競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高的推動(dòng)下，船舶電氣設(shè)備在船舶行業(yè)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。船舶電氣設(shè)備的故障率也處于較高水平，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修之前，要有一套科學(xué)的診斷方法。本文從故障診斷的重要性展開(kāi)敘述，介紹了診斷相關(guān)的基本知識(shí)，從根源出發(fā)描述了故障形成原因，簡(jiǎn)述了現(xiàn)在故障診斷常用的方法，并且分析了其特點(diǎn)，最后文章對(duì)于具體故障的現(xiàn)象，提出宜采用的診斷方法，并加以分析。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣設(shè)備；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.035

1 故障診斷基本知識(shí)

船舶電氣設(shè)備的故障診斷是指管理人員根據(jù)各種變表征運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)參數(shù)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷設(shè)備發(fā)生故障的性質(zhì)、部位，預(yù)測(cè)故障發(fā)展趨勢(shì)的一種技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是由當(dāng)前預(yù)測(cè)未來(lái)，由現(xiàn)象判斷本質(zhì)。[1]船舶電氣設(shè)備在實(shí)際的使用過(guò)程中會(huì)受到很多因素影響，內(nèi)在因素：艦船電氣設(shè)備經(jīng)常會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造上的缺陷、制造材料、安裝技藝等情況的影響；在實(shí)際使用的過(guò)程中，船舶電氣設(shè)備的工作條件較差，溫度、濕度等惡劣的自然條件也直接影響著電氣設(shè)備的安全運(yùn)行；有些電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備或零件長(zhǎng)期工作逐漸磨損，設(shè)備的性能會(huì)降低，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障；在實(shí)際操作與管理中，存在不當(dāng)行為，形成潛伏性的故障，影響設(shè)備安全運(yùn)行。

2 故障診斷方法

（1）經(jīng)驗(yàn)診斷。這種檢測(cè)方式不僅快捷、容易操作，在大型機(jī)組船舶電氣設(shè)備的檢測(cè)中也具有相對(duì)較強(qiáng)的實(shí)用性。該方法在具體應(yīng)用中遵循了由易到難的原則，先從簡(jiǎn)單、直觀的問(wèn)題入手，只需要認(rèn)真觀測(cè)相應(yīng)的具體區(qū)域，就可以對(duì)較容易且明顯的故障進(jìn)行檢測(cè)。其次遵循優(yōu)先檢查故障發(fā)生率高的部位，因?yàn)樵谝恍╇姎庠O(shè)備中，每次故障往往發(fā)生在相同的地方。

（2）闕值診斷。闕值診斷是一種通過(guò)測(cè)試，以電氣設(shè)備狀態(tài)量測(cè)試所得特征是否超過(guò)規(guī)定闕值，來(lái)確定設(shè)備是否存在故障。測(cè)試結(jié)果與規(guī)定闕值的偏離度決定了故障的嚴(yán)重程度。闕值診斷簡(jiǎn)單易行；但存在判斷不夠全面，易誤報(bào)等缺點(diǎn)。

（3）頻率特性診斷。頻率特性診斷是指根據(jù)測(cè)試設(shè)備的頻率特性或者某種物理量的頻譜與樣板對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備是否故障[2]，如果測(cè)試頻率特性與樣板相符合，則沒(méi)有故障，否則故障。

（4）紅外線診斷。紅外線診斷是利用紅外線技術(shù)對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和識(shí)別，在電氣設(shè)備信號(hào)連接的前提下，將紅外線技術(shù)應(yīng)用到故障檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)，識(shí)別出電氣故障產(chǎn)生的原因，同時(shí)獲取故障發(fā)生點(diǎn)的位置。

（5）專家系統(tǒng)診斷。專家系統(tǒng)診斷是一種將專家的專業(yè)知識(shí)及含糊、復(fù)雜的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)存入計(jì)算機(jī)，非專家利用計(jì)算機(jī)的推理功能，以對(duì)話形式作出專業(yè)判斷的系統(tǒng)。[2]專家系統(tǒng)診斷的主要內(nèi)容是對(duì)于研究診斷知識(shí)的獲取、表示和利用問(wèn)題。研究故障表征與故障之間的各種的邏輯關(guān)系，以及推理中的更新算法是整個(gè)診斷過(guò)程的推理策略，研究如何進(jìn)行控制診斷過(guò)程進(jìn)行和采用何種推理策略是診斷過(guò)程的控制策略。

（6）故障樹(shù)診斷法。故障樹(shù)診斷法，是在設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中，分析可能造成設(shè)備故障的各種因素（包括硬件、軟件、人為、環(huán)境等），畫(huà)出邏輯圖，即故障樹(shù)，從而確定故障原因、各種可能組合及發(fā)生的概率，以便采取措施進(jìn)行糾正，提高可靠性。故障樹(shù)診斷的內(nèi)容一般包括故障樹(shù)的建立、建立故障樹(shù)的數(shù)學(xué)模型、故障樹(shù)的定性分析、故障樹(shù)的定量計(jì)算。

3 具體故障診斷分析

各種電氣設(shè)備具有不同的結(jié)構(gòu)和功能，并且電氣設(shè)備發(fā)生的故障也多種多樣，對(duì)于不同設(shè)備的故障，采用的診斷形式也就不同，本文就以下幾種故障形式，分析相對(duì)應(yīng)的診斷方法。

（1）絕緣故障診斷。絕緣故障診斷應(yīng)該基于故障樹(shù)的思路，進(jìn)行分層診斷、逐層深入及細(xì)化，來(lái)達(dá)到故障分析的目的，并且采用可回溯的診斷策略，提高故障的診斷正確率。對(duì)于大部分情況，都是采用斷路法來(lái)進(jìn)行診斷這種故障，也就是在通電設(shè)備的相關(guān)輸電線路中，依次分階段實(shí)施斷路。從而對(duì)判斷出那個(gè)區(qū)域出現(xiàn)絕緣故障。在確定故障存在于某區(qū)域后，管理維修人員應(yīng)該做出相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，然后再采用表測(cè)法來(lái)對(duì)其故障的具體位置進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更精準(zhǔn)的診斷與修復(fù)。

這種方法不僅可以發(fā)現(xiàn)更多安全隱患，也能夠通過(guò)細(xì)致、逐步排查的分層的方法將相對(duì)較為隱蔽的故障診斷出來(lái)，所以這種方法應(yīng)用的比較廣泛，但是由于方法的簡(jiǎn)單，就會(huì)造成需要投入的工作量比較大。

（2）設(shè)備發(fā)熱故障診斷。設(shè)備的發(fā)熱是船舶電氣設(shè)備中比較常見(jiàn)的一種故障，通常都是采用紅外線診斷方法，采用這種診斷方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅準(zhǔn)確、直觀、針對(duì)性較強(qiáng)，可以檢測(cè)出常規(guī)的技術(shù)難以發(fā)覺(jué)的故障，并且不需要與電氣設(shè)備相連，所以產(chǎn)生的相互影響較小，與傳統(tǒng)人工手段判斷相比，紅外檢測(cè)提高了工作效率以及診斷的精度。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，船舶的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，現(xiàn)代電氣設(shè)備在船上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題也引起人們的重視，對(duì)于船舶故障的維修前的診斷工作是必不可少的步驟。船舶的本文從故障診斷的重要性展開(kāi)敘述，介紹了診斷相關(guān)的基本知識(shí)，從而描述了故障形成原因。簡(jiǎn)述了現(xiàn)在故障診斷常用的方法，并且分析了其特點(diǎn)，對(duì)于不同的設(shè)備類型、設(shè)備結(jié)構(gòu)及故障現(xiàn)象，診斷流程也不完全相同，故障診斷缺乏特定的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，宜采用將經(jīng)驗(yàn)與其他診斷方法結(jié)合的方法去診斷，提高診斷的科學(xué)性以及準(zhǔn)確度。船舶電氣設(shè)備診斷的發(fā)展方向隨著時(shí)代的發(fā)展，也會(huì)逐漸趨向于綜合性、針對(duì)性、快捷性、準(zhǔn)確性。

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