船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的故障檢測(cè)與恢復(fù)方法優(yōu)化

郭利民 王偉

【摘 ?要】近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)科技水平的提升。在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的時(shí)代背景下，船舶制造技術(shù)有了很大的進(jìn)步，從以前的獨(dú)立構(gòu)造逐漸演變?yōu)檎w自動(dòng)化，電氣系統(tǒng)亦隨之有所改變。這種變化的發(fā)展在提高船舶性能的同時(shí)，也增加了維修的困難，給船舶電氣維修人員增加了很大的壓力。船舶電氣維修人員不僅要掌握電氣專業(yè)的理論知識(shí)，同時(shí)還要具備非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如此才可以不斷的提高維修水平，保證船舶電器系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而促進(jìn)船舶的技術(shù)進(jìn)一步提升。本文就船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的故障檢測(cè)與恢復(fù)方法展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】電氣;自動(dòng)化;系統(tǒng);檢測(cè);故障;恢復(fù);優(yōu)化

引言

隨著船舶運(yùn)輸行業(yè)飛速的向前發(fā)展。船舶在多個(gè)系統(tǒng)的互相合作下穩(wěn)定運(yùn)行，若是其中某一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效，甚至?xí)苯訉?dǎo)致船舶無(wú)法正常航行。尤其是船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是為其它系統(tǒng)提供電力支持，是其他系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，若是該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致其他系統(tǒng)的運(yùn)行受到威脅，從而導(dǎo)致船舶無(wú)法正常航行。所以，對(duì)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)與恢復(fù)非常必要。

1船舶電氣設(shè)備故障分類

工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣是船舶電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的主要特征。受其影響，電氣設(shè)備相互間影響較大，故障復(fù)雜多變，分類也比較困難。按故障性質(zhì)分類，可分為人為故障和自然故障;按故障原因分類，可分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)故障、工藝流程故障、運(yùn)轉(zhuǎn)磨損故障、管理維修故障;此外，按故障后果分類，可分為一般故障、嚴(yán)重故障和重大故障。

2船舶電氣系統(tǒng)排除故障的一般方法

隨著現(xiàn)代化檢測(cè)設(shè)備技術(shù)水平的不斷提高，可以利用設(shè)備對(duì)故障進(jìn)行快速的檢測(cè)判斷，但是專業(yè)知識(shí)的提升和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累更可以提高故障檢測(cè)的效率，因?yàn)橥ㄟ^(guò)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)可以首先對(duì)故障發(fā)生的大致區(qū)域進(jìn)行判斷，然后再利用設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，可以大大的提高檢測(cè)效率，為故障排除創(chuàng)造時(shí)間。這種判斷主要是依靠感官觀察來(lái)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)設(shè)備某些部位的異常狀態(tài)進(jìn)行觀察從而判斷出故障發(fā)生的區(qū)域，主要是通過(guò)‘觀”‘聞”‘聽(tīng)”‘觸”四個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行判斷，在發(fā)生故障時(shí)，對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行外觀觀察，看是否有異常的顏色，現(xiàn)場(chǎng)是否出現(xiàn)短路和短路現(xiàn)象，然后對(duì)氣味進(jìn)行判斷，事故現(xiàn)場(chǎng)是否有異味，不同的位置出現(xiàn)故障所發(fā)出的味道是不同的。第三步是聽(tīng)，是否有異常的聲音，與平時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否一致。最后是觸摸，感覺(jué)溫度是否出現(xiàn)異常。通過(guò)這些方法的判斷，然后加上經(jīng)驗(yàn)的積累，再與其他相同部位進(jìn)行對(duì)比分析，就可以快速的判斷出故障的發(fā)生位置，在利用設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)可以有效的提高故障檢測(cè)的效率。

3電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理措施

3.1主發(fā)電機(jī)故障

3.1.1發(fā)電機(jī)運(yùn)行無(wú)法建立電壓

此類故障出現(xiàn)時(shí)，通常伴隨聲光報(bào)警。其故障現(xiàn)象為：發(fā)電機(jī)的運(yùn)行達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，但是在報(bào)警時(shí)間內(nèi)卻無(wú)法建立起有效電壓。出現(xiàn)此類故障，其原因可能是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁場(chǎng)失效、電子調(diào)壓器（AVR）故障或是集電環(huán)上的整流器損壞引起。其故障處理方法如下：①磁場(chǎng)失磁：我船發(fā)電機(jī)配有專門勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其磁場(chǎng)由永磁鐵提供，若磁場(chǎng)失磁則需更換該永久磁鐵。②AVR故障：AVR內(nèi)部構(gòu)成簡(jiǎn)單，僅為若干控制模塊與一并聯(lián)電阻，出現(xiàn)故障后通常只需更換相應(yīng)故障模塊或電阻即可。③整流器損壞：整流器位于發(fā)電機(jī)內(nèi)部集電環(huán)上，通常不易損壞，若出現(xiàn)故障，則需拆開(kāi)發(fā)電機(jī)端，將故障整流器換新。

3.1.2發(fā)電機(jī)絕緣不良

發(fā)電機(jī)絕緣不良，屬于常見(jiàn)故障，主要是由于發(fā)電機(jī)受潮或者絕緣電阻磨損，這是船舶電氣系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的故障，經(jīng)常的進(jìn)行例行檢查維護(hù)可有效的避免此種故障的發(fā)生。

3.1.3發(fā)電機(jī)逆功率

逆功率是指發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后未能向電網(wǎng)供電，反而由于自身電壓過(guò)低，從而使電網(wǎng)對(duì)其供電，使該發(fā)電機(jī)成為了消耗電能的電動(dòng)機(jī)。此類故障主要發(fā)生在發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)操作過(guò)程中，并網(wǎng)操作時(shí)，若待并聯(lián)發(fā)電機(jī)電壓小于電網(wǎng)電壓或待并機(jī)的頻率低于電網(wǎng)頻率，并入電網(wǎng)后，由于增加負(fù)荷，該發(fā)電機(jī)電壓、頻率會(huì)進(jìn)一步下降，逆功率情況就會(huì)發(fā)生。對(duì)于船舶電站，該故障發(fā)生后，在3～10s之內(nèi)即會(huì)出現(xiàn)逆功率保護(hù)，自動(dòng)從電網(wǎng)斷開(kāi)故障機(jī)組。發(fā)電機(jī)逆功率故障的發(fā)生，通常是由于人員實(shí)施發(fā)電機(jī)并車是未按要求操作引起，屬于操作失誤。對(duì)于這一故障的預(yù)防處理，一是對(duì)操作人員專業(yè)素質(zhì)要求過(guò)硬，注重平時(shí)訓(xùn)練指導(dǎo)，避免誤操作;二是提前檢查、調(diào)試好每一臺(tái)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的設(shè)定參數(shù)，避免并車故障。

3.2主配電板

（1）發(fā)電機(jī)主配電板跳閘。屬于常見(jiàn)故障。原因有大電流短路。過(guò)載。逆功率。進(jìn)行固定的檢查和保證其他部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)能夠有效的預(yù)防此故障。（2）發(fā)電機(jī)主配電板不閉合，屬于一般故障，主要表現(xiàn)為主開(kāi)關(guān)由于機(jī)械或者電氣故障而不能閉合，可將自動(dòng)同步操作改為手動(dòng)同步操作。（3）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，屬于嚴(yán)重故障，并聯(lián)機(jī)組的總電流發(fā)生重大差異，使得系統(tǒng)不能夠合理穩(wěn)定的分配功率，端電壓受到嚴(yán)重的負(fù)載沖擊，無(wú)法滿足電壓相等，影響到手動(dòng)或自動(dòng)并車功能。

4船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的故障檢測(cè)與恢復(fù)方法優(yōu)化

4.1電氣故障直觀檢測(cè)法

直觀檢測(cè)法是船舶電氣設(shè)備最常見(jiàn)的故障檢測(cè)方式，其包含“看、聽(tīng)、聞、摸、測(cè)”5種方式。電氣設(shè)備故障觀測(cè)中，外邊變形情況、電子觀測(cè)儀表指數(shù)、裝置狀態(tài)等都是較為有效的手段。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，部分電氣單元會(huì)出現(xiàn)異常響動(dòng)，此時(shí)，通過(guò)聽(tīng)聲音對(duì)比，即可發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備故障。聞氣味在電路絕緣系統(tǒng)燒熔檢測(cè)中較為常見(jiàn)，通常，燒熔的絕緣裝置會(huì)發(fā)生刺激性氣味。采用觸摸法進(jìn)行設(shè)備故障檢測(cè)時(shí)，應(yīng)輕輕接觸設(shè)備檢測(cè)位置，然后通過(guò)熱度、振動(dòng)情況檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，其基本原理在于設(shè)備故障振動(dòng)時(shí)，故障組件會(huì)發(fā)出較高熱量。采用測(cè)試儀檢測(cè)船舶電氣設(shè)備故障時(shí)，應(yīng)就測(cè)試設(shè)備上電阻值變化情況、參數(shù)紊亂情況進(jìn)行分析，并將具體測(cè)試數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，然后編制合理的檢修措施，對(duì)故障部位進(jìn)行修復(fù)控制。

4.2故障數(shù)據(jù)源獲取

船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)常見(jiàn)的故障為電路接觸問(wèn)題與短路故障，因此，主要對(duì)其電路故障進(jìn)行檢測(cè)與定位。對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)與定位是故障檢測(cè)與恢復(fù)方法中的基礎(chǔ)與核心，也是故障恢復(fù)的前提。。故障數(shù)據(jù)源的獲取是進(jìn)行故障檢測(cè)的前提和基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)源的完善程度決定著檢測(cè)的準(zhǔn)確率和速率。

4.3電氣故障電路檢測(cè)

相比于直觀檢測(cè)排查法，電路檢測(cè)法的應(yīng)用具有較高的專業(yè)性。檢測(cè)實(shí)踐中，替代法、短路法是電路檢驗(yàn)法應(yīng)用的2種有效手段。就替代法而言，其在懷疑舊設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)的同時(shí)，采用新電路板或組件進(jìn)行替代，然后對(duì)比新舊設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，進(jìn)行設(shè)備故障檢修的過(guò)程。而在接觸器和繼電器觸點(diǎn)檢測(cè)中，可在短接法的支撐下，排除短路問(wèn)題是否存在。需要注意的是，短路法檢查電氣故障過(guò)程中，一旦完成檢測(cè)就需要及時(shí)地拆除檢測(cè)接線，同時(shí)嚴(yán)禁使用導(dǎo)線作為開(kāi)關(guān)和接觸點(diǎn)，避免熔斷、短路問(wèn)題的再次發(fā)生。此外，對(duì)于短路法發(fā)現(xiàn)的故障問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修正，防止船舶電氣設(shè)備損傷進(jìn)一步擴(kuò)大。

結(jié)語(yǔ)

船舶電氣設(shè)備的更新?lián)Q代提高了電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，為船舶的安全運(yùn)行提供了基礎(chǔ)保證。為了保證船舶的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)電氣系統(tǒng)發(fā)生的故障進(jìn)行快速檢測(cè)。短維修時(shí)間，隨著電氣設(shè)備的不斷更新，為故障檢測(cè)提高了難度，這就需要電氣維修人員不斷的提升專業(yè)技術(shù)知識(shí)，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠快速的診斷出故障的發(fā)生部位，從而實(shí)現(xiàn)快速維修，為船舶的安全穩(wěn)定航行提供基礎(chǔ)的保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉連賀.淺談船舶電氣自動(dòng)化發(fā)展及其設(shè)備故障的排除[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2016，6（7）.

[2]楊瑞強(qiáng).關(guān)于船舶電氣自動(dòng)化的發(fā)展及設(shè)備故障的排除研究[J].科技傳播，2016，8（17）.

（作者單位：揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司）