引起船舶電氣設(shè)備常見故障的因素分析

劉清泉

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，船舶航運(yùn)事業(yè)發(fā)展十分迅速，各種船舶制造工程越來越多，對船舶的使用要求也在不斷提升。電氣設(shè)備是船舶設(shè)備的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)對船舶的平穩(wěn)運(yùn)行，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。一旦出現(xiàn)了嚴(yán)重的電氣設(shè)備故障，甚至影響到船舶航運(yùn)的安全性，需要認(rèn)真做好電氣設(shè)備的檢修和排查工作，積累更多的故障排查經(jīng)驗(yàn)。為此，我將要在本文中對引起船舶電氣設(shè)備常見故障因素進(jìn)行分析，希望對促進(jìn)我國航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

【關(guān)鍵詞】船舶，電氣設(shè)備，故障因素

1 前言

伴隨著造船技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)和新設(shè)備在造船當(dāng)中的應(yīng)用不斷增加，各種設(shè)備之間的聯(lián)系更加緊密，船舶正逐漸向著一體化和自動化的方向進(jìn)行發(fā)展，對各種電氣設(shè)備的使用越來越多，發(fā)揮的作用也越來越大。一旦這些設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)了問題，后果往往比較嚴(yán)重，需要認(rèn)真做好設(shè)備故障的應(yīng)對工作。

2 船舶電氣設(shè)備知識以及常見故障的意義

對于船舶來說，電氣設(shè)備在船舶運(yùn)行中的作用非常突出，對保證船舶的正常航行，有著非常重大的意義，需要船上相關(guān)人員及時了解船舶電氣設(shè)備的組成部分，掌握這些電氣設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的故障類型，以及故障發(fā)生的具體原因，以及相對應(yīng)的維修方法，只有這樣才能在故障發(fā)生時，及時定位故障發(fā)生的部位和類型，從而及時采取故障應(yīng)對措施，恢復(fù)這些設(shè)備的正常功能，保證船舶的正常航行。

3 船舶電氣設(shè)備的分類

船舶電氣設(shè)備主要包括電力系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、內(nèi)部通訊系統(tǒng)、外部無線通信與導(dǎo)航系統(tǒng)、內(nèi)部監(jiān)控模塊等。由于設(shè)計制造、安裝、使用、后期維護(hù)等各種因素的影響，以及在船舶實(shí)際航運(yùn)過程中可能遇到的各種環(huán)境因素，導(dǎo)致這些設(shè)備在實(shí)際使用過程中，出現(xiàn)各種故障的概率相對比較高，整體性能在受到影響之后，就容易出現(xiàn)各種各樣的故障。在其運(yùn)行的過程中，很多電氣故障都發(fā)生在電力系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)當(dāng)中。

主板出現(xiàn)的故障。在船舶航行的過程中，往往顛簸比較大，主配板在經(jīng)常的震動環(huán)境當(dāng)中，一些部位很容易出現(xiàn)震動裂紋，嚴(yán)重時會直接導(dǎo)致面板的開裂，對電板的正常使用，造成非常大的影響。此外，在電板的接線部位，雖然采用了外殼進(jìn)行防塵處理，但還是難以避免灰塵顆粒附著情況的發(fā)生。灰塵顆粒會直接覆蓋在接線端，如果灰塵集聚過多，會直接造成電板接觸不良情況的發(fā)生，并最終引發(fā)電板的短路，威脅到電氣設(shè)備的安全使用。如果系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，就會導(dǎo)致電氣系統(tǒng)當(dāng)中的電流流動比較異常，如果異常情況比較嚴(yán)重，就容易導(dǎo)致配電板出現(xiàn)異常。

發(fā)電機(jī)重選故障。如果發(fā)電機(jī)長時間不進(jìn)行使用，內(nèi)部電刷滑環(huán)就容易出現(xiàn)接觸不良的情況，嚴(yán)重時會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)重選磁場失磁的情況，最終導(dǎo)致勵磁電壓的小時、無法正常產(chǎn)生勵磁電流，或者電機(jī)無法自勵。如果對電機(jī)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置不正確，也非常容易導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)逆功率故障。一旦出現(xiàn)電機(jī)維護(hù)的情況，很容易導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部受潮的情況、發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣磨損過度，這時電機(jī)就會出現(xiàn)絕緣不良故障。如果電機(jī)運(yùn)行過程中的振動現(xiàn)象比較嚴(yán)重，也容易導(dǎo)致電機(jī)線路開路情況的發(fā)生。電路系統(tǒng)故障在船舶電氣設(shè)備故障中也比較常見。如果在電機(jī)正常運(yùn)行的過程中，突然發(fā)生了電路系統(tǒng)故障，就容易導(dǎo)致電壓不能及時供給，很容易形成電機(jī)電壓異常的現(xiàn)象。

電網(wǎng)系統(tǒng)故障。繼電器在電力系統(tǒng)中非常常見，通過對繼電器的使用，可以讓電流保持在一定的額度。如果出現(xiàn)繼電器松動，或者設(shè)備長期得不到維護(hù)的秦光，就難以保證電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，很多繼電器會因此失效，難以在電路發(fā)生異常后，發(fā)揮應(yīng)有的保護(hù)作用。在船舶照明系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，時常會出現(xiàn)絕緣電阻異常低的狀態(tài)，如果不能及時采取恰當(dāng)?shù)拇胧蜁苯訉?dǎo)致主配板的運(yùn)行負(fù)荷過大，甚至出現(xiàn)短路的情況。如果在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，接觸器觸頭發(fā)生了溫度異常、聲音異常等現(xiàn)象，應(yīng)該及時進(jìn)行維護(hù)，查找出現(xiàn)象的原因，如果不及時進(jìn)行處理，就會導(dǎo)致嚴(yán)重故障的發(fā)生，設(shè)備被迫停機(jī)。如果設(shè)備絕緣指示燈出現(xiàn)了閃爍的情況，就表示其中的接線盒可能出現(xiàn)了松動的情況，如果不及時進(jìn)行處理，很有可能造成接地故障的發(fā)生。

電動機(jī)故障。一旦電氣系統(tǒng)當(dāng)中的電動機(jī)出現(xiàn)了故障，其嚴(yán)重程度往往比較高，這很多時候是由于電路當(dāng)中的電壓異常導(dǎo)致的，電壓忽高忽低，如果不及時進(jìn)行處理，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)短路的情況，并最終引起電機(jī)溫度的異常升高，甚至超過電機(jī)所能承受的極限，最終導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)異常震動，甚至有冒煙情況的發(fā)生。在這個過程中，應(yīng)該引起我們注意的是，如果電機(jī)系統(tǒng)的負(fù)載部分出現(xiàn)了運(yùn)行堵塞現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)容量超過極限，轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動中容易與鐵芯摩擦，這會進(jìn)一步增加電機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，并最終導(dǎo)致故障的發(fā)生。

4 船舶電氣設(shè)備常見故障的檢修方法

經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)法。在船舶的日常維護(hù)工作中，應(yīng)該認(rèn)真做好船舶的檢修工作，并及時對檢修中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄。船舶維修人員應(yīng)該及時總結(jié)船舶電氣設(shè)備維修中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，對各種電氣設(shè)備故障有更加深入的認(rèn)識，能夠在發(fā)現(xiàn)故障問題之后，憑借自己的經(jīng)驗(yàn)對故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，及時定位故障。從某種意義上來說，經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)法是開展船舶電氣設(shè)備維修中，使用最為頻繁的一種方法，其效果也最突出。

硬件替換法。如果能夠大致判斷故障發(fā)生的部位，就可以采用該方法，如果故障發(fā)生部位較大，或者元器件更換工作量較大，就不適合使用該方法。其在具體使用的過程中，主要使用與部件型號、性能相匹配的部件進(jìn)行替換，看替換后設(shè)備是否可以恢復(fù)運(yùn)行。如果設(shè)備可以恢復(fù)運(yùn)行，表示確實(shí)是該部件發(fā)生了故障，需要進(jìn)一步對該部件進(jìn)行維修。如果故障不能夠恢復(fù)，表示不是由該部件引起的故障，需要替換另外的部件，接著進(jìn)行嘗試，直到鎖定故障為止。硬件替換法是一種使用相對比較簡單的設(shè)備檢修方法，為了可以進(jìn)一步提升檢修工作開展的效率，能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速更換設(shè)備，找到故障發(fā)生的部位，對維修工作人員有著較高的要求，需要其能快速和準(zhǔn)確操作。

短路排查法。船舶電氣系統(tǒng)相對來說是一個比較獨(dú)立的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)有很多子系統(tǒng)所組成。一旦某個部位出現(xiàn)惡劣故障，可以直接通過斷路器開關(guān)、繼電器等進(jìn)行短接處理，查看電氣系統(tǒng)是否可以恢復(fù)正常運(yùn)行，這樣才能夠快速鎖定故障發(fā)生部位。但需要我們注意的是，在進(jìn)行短接的過程中，應(yīng)該及時做好短接線的拆除工作，避免短接線的存在而導(dǎo)致電氣系統(tǒng)無法正常恢復(fù)運(yùn)行，從而釀成更大故障的發(fā)生。

對電機(jī)應(yīng)該每半年用萬能表對其相繞組的電阻值進(jìn)行測量，其絕緣電阻應(yīng)該不小于0.5兆歐。對于易燃和易爆環(huán)境中的電機(jī)，應(yīng)該至少每半年檢測一次，其絕緣電阻應(yīng)該不低于一兆歐。對于整體封閉式電機(jī)，應(yīng)該每年一次對其拆裝進(jìn)行檢測，檢測其軸承、定子、轉(zhuǎn)子、絕緣性等是否出現(xiàn)了問題。在電機(jī)檢修的過程中，還應(yīng)該對相關(guān)控制設(shè)備和導(dǎo)線進(jìn)行檢測。

做好對啟動電抗器接地故障的應(yīng)急處理工作。相關(guān)工作人員應(yīng)該及時對電抗器的質(zhì)量進(jìn)行檢查，及時發(fā)現(xiàn)該故障發(fā)生的主要原因。為了盡快恢復(fù)生產(chǎn)，應(yīng)該對電氣設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行有效的對比，并及時調(diào)整該設(shè)備的保護(hù)參數(shù)，將壞掉的電抗器更加及時屏蔽掉，最后再重新啟動設(shè)備。在這個過程中，在設(shè)備恢復(fù)使用之后，應(yīng)該定期檢查設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。

當(dāng)前在電氣設(shè)備的管理上存在很大的問題，沒有指定完善的操作規(guī)章制度和完善的電氣操作流程，是造成電氣設(shè)備事故頻發(fā)的主要原因之一。雖然我國的電氣裝備技術(shù)水平已經(jīng)有了很大程度的提升，但對電氣設(shè)備的運(yùn)行管理，還采用傳統(tǒng)的管理模式，這造成其很難適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用要求。在對電氣設(shè)備的管理當(dāng)中，有很多管理工作人員的職業(yè)素質(zhì)不高，很難及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行中存在的問題，在故障發(fā)生后，也很難采取及時有效的應(yīng)對措施。完善的維護(hù)管理制度可以為維護(hù)工作的展開提供制度性的保障。通過不斷完善設(shè)備維護(hù)基本制度，可以進(jìn)一步規(guī)范化管理流程，讓操作人員可以按照各種維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)開展作業(yè)，避免因?yàn)榫S護(hù)管理混亂造成各種操作失誤。另外一方面，一定要完善對設(shè)備的檢查制度，定期開展對設(shè)備的故障檢查，及時排出設(shè)備的各種故障，從而保證電氣設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)前各種故障檢測技術(shù)發(fā)展非常迅速，通過相關(guān)技術(shù)裝備的應(yīng)用，可以更加快速和準(zhǔn)確定位故障發(fā)生的部位，并發(fā)出報警讓先關(guān)人員開展檢修工作，避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的故障，非常適合在船舶電氣設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行應(yīng)用。

5 結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對船舶電氣設(shè)備使用提出了更高的要求。針對其運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障，應(yīng)該進(jìn)行深入的分析，掌握故障發(fā)生的原因，制定出科學(xué)的故障排查和解決方法，盡快恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳志良，李能，姚玉斌，等.船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元可靠性預(yù)計的修正方法[J].中國航海，2019（4）：22-23.

[2]武定銀，張志成，張興波，等.基于船舶電氣工程的實(shí)踐體系構(gòu)建的重組研究[J].船舶物資與市場，2020（1）：33-34.

[3]李祥娟.船舶電氣設(shè)計中常見的問題及優(yōu)化方案[J].船舶物資與市場，2019（5）：55-56.

[4]張賓.現(xiàn)代電力電子技術(shù)與船舶電氣[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2019（3）：44-45.