船舶電氣故障診斷與策略分析探討

周育偉

（廣西海警總隊船艇修理廠，廣西 北海 536000）

船舶電氣故障診斷與策略分析探討

周育偉

（廣西海警總隊船艇修理廠，廣西 北海 536000）

隨著我國海洋運輸的快速發展，大型船舶在海上運輸中起到無可替代的作用，未來我國的大型船舶運輸業更是有良好的前景，要盡可能的保證大型船舶的正常工作。隨著電氣化的發展，現代船舶普遍實現了電氣化控制，其中的電氣控制系統是船舶結構中最關鍵的部分，因此，對船舶電氣控制技術的了解以及對故障診斷方法的研究至關重要。本文通過論述船舶電氣系統的主要構成、特點、常見的故障及故障診斷的方法，從理論層面對電氣故障診斷策略進行分析研究，并提出了相關的建議。

船舶；電氣故障；故障診斷

現代的大型船舶都有一整套的發電、配電設備與控制系統，隨著自動化技術的不斷提高，船舶的電氣控制系統也不斷更新，所用的電氣設備也變得越來越復雜。船舶長期漂浮在海上，由于海上環境的濕度較大、海水的堿性較強，且電氣設備經常受船舶震蕩、外力的影響，電氣設備發生故障的概率較大。因此，及時發現電氣設備的故障，有效進行故障處理，是船舶電氣運維工作的重中之重。目前大多數船舶采用了專家系統方法對電氣故障進行分析，作為管理人員還要結合自身經驗對故障進行分析與處理。

1 船舶電氣系統的構成

（1）電站。船舶的發電系統是船舶電氣系統最關鍵的部分，一般由原動機、發電機、變壓器等相關設備構成。該發電系統是用柴油機作為原動力機，是船舶的動力來源，為發電機提供動力，并通過變壓器進行電壓變換，供船舶使用。一般情況下根據船舶所處的不同狀態，來決定采用相應的電站進行電力供電，對于大型的船舶，針對其作業、停泊、航行、應急等不同狀態配置了不同的電站，給船舶的電力供應提供了安全的保障。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”，在船舶停泊時提供電力；“應急電站”，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備提供電能，如說雷達、發報機、廣播等裝備。

（2）電力網。船舶上的電力網也是電氣系統的重要組成部分，將電站的電能穩定地傳輸到各個用電設備。電力網的安全可靠，對于船舶的穩定運行起到巨大的作用，船舶電力系統的性質決定了電力網必須保證安全可靠供電，要求關鍵的設備采用多回路供電，一旦輸電線路局部發生破損或接地，必須保證設備的安全供電，同時隔離故障減小影響，采取最快的措施對故障進行處理。船舶電力網分為：“電力輸送網”為船舶上的各種重要機械進行供電，“照明電網”負責提供照明設備用電，“弱電裝置電網”為一些裝置提供電力，“應急電網”，提供應急動力和照明用的。

2 船舶電氣系統的常見故障

（1）電氣接地故障。電氣接地故障主要是電力網線路造成的接地故障，船舶上的電力線路由于經常受到外力的拉扯、摩擦，很容易使線路的絕緣外皮發生破損，造成絕緣水平降低，一旦發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行。

（2）發電機故障。發電機電壓不能及時建立，一般是由于磁場失磁造成的，可嘗試按充磁按鈕進行電壓恢復。發電機電壓異常，如突然失壓、電壓波動過大，可能是發電機的自動恒壓勵磁裝置發生異常引起的。

（3）主配電板故障。發電機主配電板易發的故障有：主配電板跳閘故障，主配電板不閉合故障。勵磁調速系統出現故障，在單臺發電機提供電力時，發電機的出口端電壓易受負荷的沖擊，經常造成電壓匹配的條件不能滿足，勵磁調速系統可能受到較大的影響。

（4）電動機故障。船舶上的電動機在作業時，經常出現過負荷現象，電壓波動也會對發電機造成較大的危害，由于船舶上的大型負荷較少，易發生三相不平衡情況，由于電動機長時間工作，易造成內部絕緣下降，發生繞組的短路，這些故障都會伴隨著溫度的升高，因此，加強對發電機溫度的監測，是診斷發電機是否發生故障的重要參數。

3 船舶電氣系統故障處理原則

對于船舶電氣系統的維護，人們積累了大量的實踐經驗，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，嚴禁工作人員進行帶電操作，提高運維人員的安全性。要保證在開展檢修工作時，應急電源的可靠供電，必須提供足夠的照明及基本檢修設備的正常工作，盡量減小電壓的波動。

（2）順序原則。對船舶電氣故障進行檢修處理，必須按照一定的順序進行，既可提高安全性，又能提高工作效率。首先，先動態后靜態的原則，即先檢修處于工作狀態的設備，及時對故障進行處理。然后再對非工作狀態的設備進行檢修。第二，遵循先易后難的原則。即先對結構簡單的部位進行排查。第三，遵循從外部到內部的原則。即先檢查設備的外部情況。

4 船舶電氣系統故障診斷策略

（1）發電機故障診斷。船舶發電機的故障類型較多，常見的故障有：機端電壓不能及時建立、機端電壓出現異常狀態（突降或波動較大）、發電機出現逆功率及出現內部絕緣問題等。第一，機端電壓不能夠及時建立。該故障為船舶發電機最常見的故障，引起該故障的原因基本上是內部的磁場出現消磁了，因此，針對該類故障采取的處理策略是按動發電機的充磁按鈕進行增加磁場。第二，機端電壓發生異常狀態。該類故障對于船舶電氣系統的影響是比較嚴重的，引起的原因很可能是發電機的自動恒壓勵磁裝置發生異常，及電氣線發生短路或斷路。第三，內部的絕緣受到損害。該類故障也是常見故障，造成絕緣損傷的主要原因是長時間使用沒有進行維修保養造成的，因此，對于船舶的發電機，工作人員一定要定期的進行維護和檢修，延長發電機的使用壽命。

（2）配電板故障診斷。配電板是船舶電氣系統的重要組成部分，將發電系統的電能分配到各個用電設備上，由于配電板經常動作，發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磁調節故障等。跳閘故障是發生概率最高的，一般是由于線路發生短路、出現過載現象或者發電機逆功率造成的。針對該類情況，故障處理最有效的措施是：對配電板繼電保護的整定值進行重新調整，按船舶的負荷情況對過載線路、設備進行分級卸載。配電主板不閉合故障，指的是在控制系統閉合命令發出以后，主板開關沒有能夠立即動作，甚至1min以后，主板開關依然沒有完全閉合。該故障處理的策略是：檢查配電主板的運行狀態，對于未能閉合的主板開關改用手動的閉合方式，完成主板的閉合。除了上述兩種最常見的電氣故障外，還有電力網故障故障等。在電力網故障中，發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，對于電力網故障，由于線路結構簡單，比較容易找出故障的位置，及時的排除故障。

5 結語

現代船舶電氣系統運用了大量的電氣設備，電氣故障多種多樣，本文簡要對船舶電氣故障的類型、特點、檢修原則及檢修策略進行論述，在現有的理論基礎上結合現場的實際經驗，提出了幾點故障處理措施，希望廣大同業人員互相借鑒。

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1671-0711（2016）07（上）-0043-02