船舶電氣事故的故障樹分析研究

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摘 要：在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展背景下，各國(guó)之間的商業(yè)貿(mào)易在不斷的增加，海運(yùn)是一種在國(guó)際商品貿(mào)易中被廣泛運(yùn)用的貨物運(yùn)輸方式。但是船舶工作過(guò)程中發(fā)生的電氣事故會(huì)影響到正常的貨物運(yùn)輸工作，對(duì)經(jīng)濟(jì)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(shí)的對(duì)故障原因進(jìn)行確定，迅速的處理故障，盡快的恢復(fù)船舶的運(yùn)行。本文圍繞船舶電力事故的故障以及故障樹分析理論進(jìn)行簡(jiǎn)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(rèn)識(shí)

船舶電氣設(shè)備是船舶系統(tǒng)中一個(gè)不可忽視的部分，為船舶進(jìn)行各項(xiàng)活動(dòng)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(dòng)化水平在不斷的提高。受到運(yùn)行環(huán)境的影響，船舶電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)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(yùn)行，出現(xiàn)電氣故障的時(shí)候要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，并由專業(yè)的維修人員進(jìn)行維修，以恢復(fù)電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)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(yàn)與知識(shí)儲(chǔ)備對(duì)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(dòng)化水平有了很大的提高，對(duì)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(shí)處理并迅速的恢復(fù)船舶的正常運(yùn)行。因此，我們有必要利用故障樹理論對(duì)以往發(fā)生的電氣事故進(jìn)行研究與分析，更為系統(tǒng)的對(duì)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(rèn)識(shí)

故障樹分析是一種起到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估與安全性檢測(cè)的方法，最早于第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候被運(yùn)用到軍事領(lǐng)域。我國(guó)引入故障樹分析技術(shù)的時(shí)間較晚，故障樹的理論基礎(chǔ)就是對(duì)可能會(huì)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(jìn)行描述的理論，在這之中，事件就是用來(lái)描述各種故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài)以及正常工作時(shí)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(shí)間確定為頂事件，將其放置于故障樹的頂部，對(duì)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(duì)電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)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(duì)電氣事故故障的程度與原因等進(jìn)行分析，故障樹分析法的分析步驟主要是，先建立一個(gè)故障樹模型，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的可靠性進(jìn)行分析，找出每個(gè)環(huán)節(jié)與系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，進(jìn)而確定系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)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(shí)候，利用故障樹可以對(duì)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，對(duì)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的部位進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性進(jìn)行預(yù)測(cè)，出現(xiàn)異常情況的時(shí)候編寫維修報(bào)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(duì)事故發(fā)生時(shí)的因果關(guān)系進(jìn)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(yùn)行提供保障。

3 船舶電氣設(shè)備故障分析

電氣設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)各種故障，某個(gè)環(huán)節(jié)的故障就有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行受到影響。發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)因?yàn)橛蜏剡^(guò)高，冷卻速度慢，管道有漏油的現(xiàn)象等，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的開關(guān)跳閘。系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入空氣，冷卻水的壓力過(guò)低，出現(xiàn)聲光報(bào)警現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)的電磁不足時(shí)，電壓不能正常建立，發(fā)電機(jī)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(guò)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(jī)開關(guān)跳閘，輸電線路的絕緣材料使用壽命過(guò)長(zhǎng)，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(guò)低，控制箱出現(xiàn)故障，電源電壓過(guò)高，熱繼電器使用頻繁，電流值低于被保護(hù)設(shè)備的電流，受熱元件變形，主電路開路故障。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行停止，控制線路反應(yīng)異常。諸多問題都會(huì)對(duì)船舶的安全運(yùn)行帶來(lái)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(shí)候，可以采用人工建樹，計(jì)算機(jī)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(jí)事件的對(duì)應(yīng)內(nèi)容與可以用來(lái)表達(dá)這些內(nèi)容的邏輯關(guān)系進(jìn)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(shí)候，要對(duì)系統(tǒng)有進(jìn)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(duì)所管理的系統(tǒng)有深入的認(rèn)識(shí)，系統(tǒng)安全性分析的一個(gè)重點(diǎn)就是要清楚系統(tǒng)故障發(fā)生的原因。頂事件在定義的時(shí)候要使其能處于一個(gè)滿足分析目的的范疇之內(nèi)，并可以對(duì)未來(lái)發(fā)生的趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。在確定故障的邊界條件時(shí)，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(duì)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(gè)部件在頂事件發(fā)生時(shí)所呈現(xiàn)的工作狀態(tài)。必然事件是指在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候必定存在的事件。確定邊界的時(shí)候，可以將發(fā)生機(jī)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(duì)系統(tǒng)這個(gè)整體而言，都可能會(huì)產(chǎn)生重要的影響。小部件出現(xiàn)的故障可能造成運(yùn)行的中止。所以，對(duì)小部件與低概率的事件都要給予重視，設(shè)計(jì)好應(yīng)對(duì)方案。在故障樹的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)對(duì)故障的整體性與局部性的關(guān)注，提出中間事件，由此增強(qiáng)事件的重要性。

為了更好的解決電氣故障，近年來(lái)，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(kù)可以將信息長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行保存，在必要時(shí)刻對(duì)信息進(jìn)行共享。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)獨(dú)立性很強(qiáng)，在電氣事故發(fā)生以后可以將信息單獨(dú)的進(jìn)行歸納與存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)存在冗余的情況，通過(guò)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(kù)。將以往發(fā)生的典型案例進(jìn)行記錄，及時(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新。

5 結(jié)語(yǔ)

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

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