船舶電氣系統故障和保障措施的分析

周均怡 陳偉 潘銀飛

摘 要：船舶電氣系統故障的出現將在極大程度上對船舶的正常運行造成影響，為減免因船舶電氣故障而給船舶帶來的損失，本文重點就“船舶電氣系統故障和保障措施的分析”這一話題展開了探討，就船舶電氣系統日常運行過程中所存在的系統故障進行分析，為找尋更為合適的電氣系統維修手段積累經驗，以此來實現提升船舶電氣設備安全性的根本目的。

關鍵詞：船舶;電氣系統;故障;保障措施

中圖分類號：U665? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）06-0105-03

1船舶電氣系統故障概述

船舶電氣系統是船舶中極為重要的一部分，通過對其功能進行劃分，我們大致可以將其劃分為9種，其分別是船舶電力系統、船舶電力推進裝置以及照明系統、通訊系統、導航系統等。其中，船舶電力系統主要負責將化學能轉化為電能，從而為船舶中的各類用電器提供電能，而電力推進裝置則主要負責為船舶行駛提供充足的動力支持。船舶中的照明系統、通訊系統與導航系統則主要負責為船舶提供照明、無線電通話以及內部通訊與導航等。雖然隨著船舶電氣系統的逐步發展，其供電過程中的安全性與供電效率均有了一定的提升，但其船舶電氣系統在長期使用的過程中難免會出現一些故障。這些電氣系統故障的出現不僅僅可能會對船舶的正常行駛造成一定的影響，甚至還有可能會導致安全事故的發生，從而對船舶中工作人員的生命健康安全造成威脅。因此為避免此類現象的出現，我們首先需要對船舶電氣系統使用中所常見的故障進行了解。首先，船舶電氣系統在日常使用中最為常見的故障便是電磁安全隱患。導致這一故障的主要原因是外界環境因素的影響，船舶在行駛的過程中難免會遇到一些極端天氣，這類天氣既會對船舶的行駛造成嚴重影響，同時還會導致船舶電氣系統受到嚴重的電磁干擾，從而導致其出現故障。電磁安全隱患這類故障不僅會對導航以及通信等功能的正常使用造成影響，同時還有可能會導致電氣設備中的電磁元件產生損壞，從而導致火災的發生。其次，常見的船舶電氣系統故障還包括有系統設備錯誤率較高。導致船舶電氣系統出現這一故障的原因有多樣性，例如外界天氣因素與人為因素等均有可能導致這一故障的出現。而這一故障的出現不但會導致船舶中的諸多電氣設備無法正常運行，同時還會導致船舶中的管理人員對當前船舶電氣系統的運行狀態出現誤判。除此之外，常見的船舶電氣系統故障還有操控系統故障。導致這一故障的發生原因往往為控制線路設計較為簡單所導致的。當前船舶中所使用的電氣控制系統大都均為單一的控制線路，但在這一控制線路中若某一用電器出現了故障將會直接影響到控制系統對船舶中其余用電器的控制。控制系統故障這一問題不僅僅會對船舶中多種用電器的管控造成影響，甚至還會影響到船舶工作人員對船舶行駛方向及動力提供的控制，因此電氣控制系統故障在船舶運行過程中是極為危險的。最后，在常見的船舶電氣系統故障中還包括有接地故障。為了保障船舶中多種用電器的用電安全，船舶中的用電器往往均設計了接地線路，但當接地線路出現故障時也會直接導致用電器無法使用，甚至還有可能會對用電器的硬件設施造成一定的損害。

2 船舶電氣系統故障處理技術分析

為了應對船舶電氣系統所出現的諸多故障，我們特設計了相應的船舶電氣系統故障處理技術。當前我們所常用的船舶電氣系統故障處理技術大致有兩種，其分別是故障定位技術與故障接觸技術，下面我將分別對其進行簡要論述。

2.1故障定位技術

故障定位技術是指通過對線路進行通電，并對用電器的相關數據進行測量與比對所確定故障位置的方法。當前，在故障定位中所使用的故障定位技術大致可以分為兩類，分別是短路故障定位技術與接地故障定位技術。其中，短路故障定位技術是指利用短路故障的特征，從而對電氣系統的故障位置進行定位的檢測技術。通常在利用短路故障定位技術時，工作人員可以使用過電流法與故障測距法兩種方法對其故障位置進行精準定位，以便維修人員進行維修。過電流法的原理主要是通過利用饋線終端裝置，從而對線路中的點流量進行檢測，以便判斷出故障區段與故障原因等數據信息。其饋線自動化系統結構圖如圖1所示。

故障測距法則主要是通過對電氣系統線路中的阻抗進行測量來判斷故障地點的方法。在利用阻抗法對故障位置進行判斷時，工作人員首先需要對船舶電氣系統中的饋線進行分段，其次，工作人員還需要對其故障時所測的各項數據進行分析與計算，從而測得饋線中各處的阻抗值，以便判斷出故障的位置。雖然阻抗法可以較為準確地判斷出電氣系統故障的區段，但這一方法不僅需要耗費大量的人力資源，還會造成大量時間的浪費。為進一步提升其故障定位效率，我們對阻抗法進行了一定的完善，從而形成了電流對比法。電流對比法是指通過對船舶電氣系統中的線路電流進行監測，從而實現對故障位置的判定。與傳統的阻抗法相比，這一方法不僅工作效率更高，同時其準確率也有一定的提升。在故障定位技術中工作人員不僅僅會對短路故障定位法進行應用，同時還會應用接地故障定位方法。接地故障定位方法主要是針對產生接地故障所設計的故障位置定位方法。接地故障定位方法的原理主要是通過對電氣系統的接地線中注入特殊的信號電流，從而判斷其故障點的位置。這一方法不僅僅具有簡單、便捷的特點，同時還具有較高的準確性。除此之外，接地故障定位法還具有較高的定位效率，利用該方法維修人員可以及時找到故障產生位置，從而對其進行維修以免影響到船舶電氣系統的正常運行。

2.2故障接觸技術

故障接觸技術是針對接觸類故障所設計的故障處理技術。接觸故障是指由于觸頭以及線路接觸點出現故障而引發的故障問題。接觸類故障不僅僅會直接影響到用電器的正常供電及使用，同時還會使得船舶電氣系統中的用電器出現數據信息錯誤等問題。并且由于在船舶電氣系統中不僅僅擁有多種類型的用電器，同時還具有較多的開關與觸頭系統，因此在長時間的使用過程中難免會出現接觸類故障問題。通常船舶電氣系統中用電器接觸類故障的表現大致為開關及供電線路觸頭出現過熱的現象。觸頭過熱這一問題不僅會導致用電器出現超負荷運轉，從而對其用電器的使用年限造成一定的影響，同時觸頭過熱這一問題也會導致用電安全隱患的提升，甚至還會導致火災等問題，對工作人員的生命健康安全造成嚴重的威脅。除此之外，船舶電氣系統中的用電器接觸類故障往往還會表現為觸頭磨損。觸頭磨損這一現象往往出現在開關處，由于開關需要長期進行位移，因此在長期的使用過程中難免出現機械磨損以及觸頭接觸不良等問題。并且用電器開關在使用的過程中還極有可能會出現電磨損的現象，這主要是由于電弧或電火花在開關中產生所導致的。再者，接頭熔焊也是常見的接觸類故障的表現之一。在上文中曾提到開關在閉合的過程中極有可能會產生電弧與電火花，而電弧與電火花的產生將會產生較高的溫度，從而對接頭造成嚴重的損傷。通過對相關數據進行分析，我們可以發現電弧與電火花的溫度可以達到3000℃-6000℃，而開關接頭由于其焊接區均在0.1mm-1mm之間，因此其承受溫度大致為105℃。因此，在長期的使用過程中其接頭極有可能會出現熔焊的現象而影響到其用電器的正常使用。并且用電器在使用過程中，其開關觸頭的電流甚至還會達到開關額定電流的10倍以上，從而產生大量高溫對開關造成嚴重的損害。

3船舶電氣系統故障保障措施

為解決船舶電氣系統在實際運行過程中出現的系統故障，而給船舶運行造成的影響等一系列問題，本文相應地提出了船舶電氣系統故障保護措施。以此來保障船舶電氣系統的安全，此外還需要做呼吁號召工作，鼓勵船舶電氣系統的相關工作人員能夠利用多樣化的故障監測方法做好故障預測、監測工作，盡可能減少船舶電氣系統故障出現的頻率，保障船舶電氣系統的安全運行。

3.1電氣系統故障監控

電氣系統故障監控的出現是為了給以船舶電氣系統運行提供一個相對安全的運行環境。相關工作人員需要具備專業的電氣系統故障監控素養，在電氣系統運行過程中做好故障監控準備，將電氣系統故障控制在一個可控范圍內。一旦船舶電氣系統在實際運行過程中因相關因素出現系統故障時，故障監控人員可以第一時間監測到系統故障，進而及時在船舶內部拉響警報，進一步通知到各個部門，針對所出現故障做出故障種類辨別，以此來采取相應的故障解決措施，爭取在第一時間內做出正確的解決措施，將船舶電氣系統的損失降到最低，進一步保證船舶電氣系統的安全運行。

3.2電氣系統故障預測

基于近年來電氣系統故障一直頻頻發生在船舶電氣系統運行過程中，嚴重影響了船舶電氣系統的安全運行。實踐表明，可以通過電氣系統故障預測來對船舶電氣系統故障進行一定的預防。電氣系統預測工具能夠根據電氣系統所反饋回來的相關信息進行系統安全數據的分析、檢測，一旦電氣系統存在一定的問題，故障預測系統能夠提前檢測出來，進而提醒系統檢測技術員在第一時間對船舶電氣系統進行相關處理，將一些潛在的風險因素轉化為可控范圍內的風險，同時為后續系統故障預防做好技術鋪墊。只有這樣才能在實質上保障船舶電氣系統的安全運行，為船舶電氣系統的運行創造一個穩定、安全的運行環境，保障船舶系統的整體效益。

4小結

綜上，當前我國社會經濟正處于一個迅速發展的階段，基于此種社會背景之下我國的船舶制造技術水平也在不斷提升，同過去相比我國的船舶制造技術有著質的飛躍。與此同時，我國在船舶電氣系統的設計上也有了很高的造詣，這將在一定程度上促使船舶電氣系統應用質量能夠得到更好的保障，進一步提升船舶制造領域自動化水平。為避免因船舶電氣系統故障所帶來的不良后果，本文重點研究了船舶電氣系統的一些故障影響因素，并針對這些影響因素提出了船舶電氣系統故障保障措施，以此來解決存在于船舶電氣系統中的不良影響因素。總的來說，解決好船舶電氣系統的故障問題于船舶制造業而言至關重要。

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