船舶電氣自動化系統的故障檢測與恢復方法優化

郭利民 王偉

【摘 ?要】近年來隨著經濟的發展，促進了我國科技水平的提升。在科學技術日益發展的時代背景下，船舶制造技術有了很大的進步，從以前的獨立構造逐漸演變為整體自動化，電氣系統亦隨之有所改變。這種變化的發展在提高船舶性能的同時，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的理論知識，同時還要具備非常豐富的實踐經驗，如此才可以不斷的提高維修水平，保證船舶電器系統的穩定運行，從而促進船舶的技術進一步提升。本文就船舶電氣自動化系統的故障檢測與恢復方法展開探討。

【關鍵詞】電氣;自動化;系統;檢測;故障;恢復;優化

引言

隨著船舶運輸行業飛速的向前發展。船舶在多個系統的互相合作下穩定運行，若是其中某一系統出現故障，就會導致系統失效，甚至會直接導致船舶無法正常航行。尤其是船舶電氣自動化系統，該系統主要是為其它系統提供電力支持，是其他系統穩定運行的基礎，若是該系統出現故障，就會導致其他系統的運行受到威脅，從而導致船舶無法正常航行。所以，對船舶電氣自動化系統進行故障檢測與恢復非常必要。

1船舶電氣設備故障分類

工作環境復雜、惡劣是船舶電氣設備運行環境的主要特征。受其影響，電氣設備相互間影響較大，故障復雜多變，分類也比較困難。按故障性質分類，可分為人為故障和自然故障;按故障原因分類，可分為結構設計故障、工藝流程故障、運轉磨損故障、管理維修故障;此外，按故障后果分類，可分為一般故障、嚴重故障和重大故障。

2船舶電氣系統排除故障的一般方法

隨著現代化檢測設備技術水平的不斷提高，可以利用設備對故障進行快速的檢測判斷，但是專業知識的提升和實踐經驗的積累更可以提高故障檢測的效率，因為通過經驗和專業知識可以首先對故障發生的大致區域進行判斷，然后再利用設備進行檢測，可以大大的提高檢測效率，為故障排除創造時間。這種判斷主要是依靠感官觀察來進行，通過對設備某些部位的異常狀態進行觀察從而判斷出故障發生的區域，主要是通過‘觀”‘聞”‘聽”‘觸”四個步驟來進行判斷，在發生故障時，對故障區域進行外觀觀察，看是否有異常的顏色，現場是否出現短路和短路現象，然后對氣味進行判斷，事故現場是否有異味，不同的位置出現故障所發出的味道是不同的。第三步是聽，是否有異常的聲音，與平時的運轉是否一致。最后是觸摸，感覺溫度是否出現異常。通過這些方法的判斷，然后加上經驗的積累，再與其他相同部位進行對比分析，就可以快速的判斷出故障的發生位置，在利用設備進行檢測可以有效的提高故障檢測的效率。

3電氣系統常見故障及處理措施

3.1主發電機故障

3.1.1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。

3.1.2發電機絕緣不良

發電機絕緣不良，屬于常見故障，主要是由于發電機受潮或者絕緣電阻磨損，這是船舶電氣系統中比較常見的故障，經常的進行例行檢查維護可有效的避免此種故障的發生。

3.1.3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3～10s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。

3.2主配電板

（1）發電機主配電板跳閘。屬于常見故障。原因有大電流短路。過載。逆功率。進行固定的檢查和保證其他部件的正常運轉能夠有效的預防此故障。（2）發電機主配電板不閉合，屬于一般故障，主要表現為主開關由于機械或者電氣故障而不能閉合，可將自動同步操作改為手動同步操作。（3）發電機勵磁調節系統，屬于嚴重故障，并聯機組的總電流發生重大差異，使得系統不能夠合理穩定的分配功率，端電壓受到嚴重的負載沖擊，無法滿足電壓相等，影響到手動或自動并車功能。

4船舶電氣自動化系統的故障檢測與恢復方法優化

4.1電氣故障直觀檢測法

直觀檢測法是船舶電氣設備最常見的故障檢測方式，其包含“看、聽、聞、摸、測”5種方式。電氣設備故障觀測中，外邊變形情況、電子觀測儀表指數、裝置狀態等都是較為有效的手段。當電氣設備發生故障時，部分電氣單元會出現異常響動，此時，通過聽聲音對比，即可發現電氣設備故障。聞氣味在電路絕緣系統燒熔檢測中較為常見，通常，燒熔的絕緣裝置會發生刺激性氣味。采用觸摸法進行設備故障檢測時，應輕輕接觸設備檢測位置，然后通過熱度、振動情況檢測設備的運作狀態，其基本原理在于設備故障振動時，故障組件會發出較高熱量。采用測試儀檢測船舶電氣設備故障時，應就測試設備上電阻值變化情況、參數紊亂情況進行分析，并將具體測試數值與標準數值進行對比，然后編制合理的檢修措施，對故障部位進行修復控制。

4.2故障數據源獲取

船舶電氣自動化系統常見的故障為電路接觸問題與短路故障，因此，主要對其電路故障進行檢測與定位。對故障進行檢測與定位是故障檢測與恢復方法中的基礎與核心，也是故障恢復的前提。。故障數據源的獲取是進行故障檢測的前提和基礎，其數據源的完善程度決定著檢測的準確率和速率。

4.3電氣故障電路檢測

相比于直觀檢測排查法，電路檢測法的應用具有較高的專業性。檢測實踐中，替代法、短路法是電路檢驗法應用的2種有效手段。就替代法而言，其在懷疑舊設備運作狀態的同時，采用新電路板或組件進行替代，然后對比新舊設備的運作狀態，進行設備故障檢修的過程。而在接觸器和繼電器觸點檢測中，可在短接法的支撐下，排除短路問題是否存在。需要注意的是，短路法檢查電氣故障過程中，一旦完成檢測就需要及時地拆除檢測接線，同時嚴禁使用導線作為開關和接觸點，避免熔斷、短路問題的再次發生。此外，對于短路法發現的故障問題，應及時進行調整和修正，防止船舶電氣設備損傷進一步擴大。

結語

船舶電氣設備的更新換代提高了電氣系統的運行效率，為船舶的安全運行提供了基礎保證。為了保證船舶的安全穩定運行，需要對電氣系統發生的故障進行快速檢測。短維修時間，隨著電氣設備的不斷更新，為故障檢測提高了難度，這就需要電氣維修人員不斷的提升專業技術知識，豐富實踐經驗，能夠快速的診斷出故障的發生部位，從而實現快速維修，為船舶的安全穩定航行提供基礎的保證。

參考文獻：

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（作者單位：揚州中遠海運重工有限公司）