船舶電氣系統常見故障及分析研究

張　曉，胡緒昌，孟海輝

（中國衛星海上測控部，江蘇江陰 214431）

船舶電氣系統常見故障及分析研究

張曉，胡緒昌，孟海輝

（中國衛星海上測控部，江蘇江陰 214431）

文章對船舶電氣系統構成做了介紹，并梳理電氣系統中了主發電機、主配電板及電動機常見的故障現象、故障原因，總結了相應的故障排除方法。文章偏于實用性總結，對故障的理論分析較少。文章的經驗總結對幫助新船員掌握設備維修技巧有一定指導意義。

電氣系統故障檢測故障判斷

0引言

現如今，許多船員由院校畢業后直接來到船上工作，在經歷了大量的理論教學之后，還欠缺進一步處置故障的實踐運用及經驗總結。因此，有必要對船舶電氣系統中易發生的故障以及故障產生的根本原因進行分析，為后續更好排除故障積累經驗，為新船員盡快掌握機電設備維修管理提供學習方向。

1電氣系統的構成

船舶電氣系統由3大部分組成，分別為船舶供電系統、船舶電站、船舶電網。若根據船舶設備的不同功能作用對其進行劃分，那么它們可以進一步地細分為如下6大系統：供電系統、主推進裝置、系泊設備、照明系統、通訊系統、導航系統。

1.1船舶供電系統

船舶供電系統的作用是將其它能量轉變成為電能，并將電能傳輸至船舶電站。供電系統通常是由柴油機、汽輪機等原動機產生能量，帶動發電機組，由發電機組將機械能轉變為電能，然后通過電纜將電能傳輸至電站，為全船設備供電。

1.2船舶電站

船舶電站的即船舶的主配電板，部分自動化程度較高的船舶還包括電站自動管理系統，其主要作用是管理調節各發電機運行狀態，保證發電機運行穩定；同時負責向全船的電力輸出，管理電網負荷。

1.3船舶電網

船舶電網是指整個船舶所有用電設備包括發電機組、配電板在內的電氣設備及電纜所構成的電力網，電能通過電網進行傳輸使用。根據用電設備的不同，船舶電網又可分為應急電網、弱電電網、照明電網等。

2電氣系統常見故障及處理措施

電氣設備在長期運行過程中，不可避免會出現各種故障，其故障原因也多種多樣，部分可能由其設計性能、材料或安裝工藝不完善導致；部分可能是人為操作管理不當、或受海況影響導致。而設備不同故障原因導致的故障現象也有不同，排除故障的方法手段也有區別，那么如何根據不同故障現象找出故障原因，解決問題、恢復設備運行？下面就這些設備的常見故障進行分析。

2.1主發電機故障

發電機是整個船舶電站的能量來源，承擔著全船供電的最重要任務。發電機通常運行穩定，其發生故障主要為發電機電壓不能建立、發電機絕緣不良及發電機逆功率等［2］。據船舶發電機資料，對其故障分析處理主要為以下幾個方面：

1）發電機運行無法建立電壓：

此類故障出現時，通常伴隨聲光報警。其故障現象為：發電機的運行達到額定轉速，但是在報警時間內卻無法建立起有效電壓。出現此類故障，其原因可能是發電機勵磁磁場失效、電子調壓器（AVR）故障或是集電環上的整流器損壞引起。其故障處理方法如下：

①磁場失磁：我船發電機配有專門勵磁發電機，其磁場由永磁鐵提供，若磁場失磁則需更換該永久磁鐵。

②AVR故障：AVR內部構成簡單，僅為若干控制模塊與一并聯電阻，出現故障后通常只需更換相應故障模塊或電阻即可。

③整流器損壞：整流器位于發電機內部集電環上，通常不易損壞，若出現故障，則需拆開發電機端，將故障整流器換新。

2）發電機絕緣不良

發電機出現絕緣不良情況時，主配電板絕緣檢測表即會出現聲光報警。絕緣故障的原因多種多樣，一方面發電機在運行過程中，若存在一些機械類故障，如冷卻水溫度過高、發電機軸承磨損等，會導致發電機轉子繞組溫度過高，從而引起繞組絕緣下降或擊穿；另一方面，發電機也可能因受潮而使線路的絕緣性能降低［3］。

對于此類故障，主要重在平時的維護保養，經常性地對發電機的空氣濾器進行更換、對線路進行絕緣檢查、及時清除發電機繞組上的灰塵和油漬，防止絕緣故障的發生。而一旦出現該故障，則需要立即停止發電機運行，以絕緣表對該發電機的線路進行排查，找出故障點并進行線路包扎或更換。

3）發電機逆功率

逆功率是指發電機并入電網后未能向電網供電，反而由于自身電壓過低，從而使電網對其供電，使該發電機成為了消耗電能的電動機。此類故障主要發生在發電機的并網操作過程中，并網操作時，若待并聯發電機電壓小于電網電壓或待并機的頻率低于電網頻率，并入電網后，由于增加負荷，該發電機電壓、頻率會進一步下降，逆功率情況就會發生。對于船舶電站，該故障發生后，在3～10 s之內即會出現逆功率保護，自動從電網斷開故障機組。

發電機逆功率故障的發生，通常是由于人員實施發電機并車是未按要求操作引起，屬于操作失誤。對于這一故障的預防處理，一是對操作人員專業素質要求過硬，注重平時訓練指導，避免誤操作；二是提前檢查、調試好每一臺發電機組并網的設定參數，避免并車故障。

2.2主配電板故障

主配電板主要有4類故障，分別為主配電板絕緣及網絡絕緣報警、主配電板跳閘、主配電板拒動誤動及主配電板外部故障［4］。

1）主配電板跳閘

發電機主配電板跳閘，屬于少見故障，但若發生必會對全船用電造成極大影響，尤其在任務期間，更是必須保證杜絕此類故障發生。該故障主要電氣原因為大電流短路，過載以及逆功率這三種情況。

對于此類故障，一是要防止電網過載；二是要經常檢查電網絕緣，防止短路；三是對相應斷路器的保護整定值進行合理設置和調整。

2）主開關拒動誤動

其故障現象為：按下主開關閉合按鈕，命令信號燈亮起并持續3s后主開關仍未動作。若發生此類故障現象，首先要檢查開關本體是否有報警，對開關進行復位；然后對開關是否接收到合閘信號進行確認；最后才對開關本體電路板是否故障進行排查。

3）主配電板外部故障

此類故障應在船舶設計之初就做好主配電板的防振、隔熱處理。

2.3電動機故障

當電動機出現三相電壓不平衡，電壓高低異常、繞組短路、斷路等，容易引起電動機發熱、震動、溫升超限，電動機短時運行就會冒出青煙，若不及時處理還會導致電動機軸承磨損。另外，風扇損壞也會導致散熱不良引起電動機過熱燒壞。對于此種故障，重點是要做好日常的維護保養工作，確實認真細致地檢查電動機絕緣、軸承的磨損狀態，確保運行安全可靠。

3總結

本文介紹了船舶電氣系統的組成，對船舶電氣系統中主發電機、主配電板及電動機的常見故障現象、故障原因和處理方法進行了歸納總結，為崗位人員在學習專業、實際維修中提供了方向和指引，對崗位人員在工作中如何處理故障具有一定指導意義。

［1]叢培亭.船舶電站［M］.北京:中國書籍出版社，2007.

［2]趙海.淺談小型船舶電氣設備故障的分析與處理［J］.交通科技，2009，237（06）:81-82.

［3]文元全.船舶電氣［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［4]徐燕.船舶電氣系統組成及故障判斷處理研究［J］.科技信息，2011，（02）:324.

Analysis of Fault for Ship's Electrical System

Zhang Xiao，Hu Xuchang，Meng Haihui
（Offshore Measurement And Control Department of China satellite，Jiangyin 214431，Jiangsu，China）

The structure of ship's electrical system is introduced，and the common fault phenomena and the fault reasons normally occurred in the main generator，main distribution panels and motor，andthe corresponding fault elimination methods are presented.The article pays attention to the practical summary，and the theory analysis on the fault is less.The experience summary in the article is of certain guiding significance for helping the new crew to master the equipment maintenance skills.

electrical system；fault detecting；fault judgement

TM930

A

1003-4862（2016）07-0022-02

2015-12-15

張曉（1990-），男，助理工程師。研究方向：船舶動力工程。