船舶发电机电路故障分类和诊断张升龙

船舶发电机电路故障分类和诊断张升龙

张升龙

（大连中远海运海事工程技术有限公司辽宁大连116113）

摘要：随机电子技术的不断成熟，船舶发电机的工作过程日益复杂，自动化程度越来越高，电路是船舶发电机的主要部件，电路一旦发生故障，可能导致船舶发电机无法正常工作，因此如何提高船舶发电机电路故障诊断正确率和故障诊断效率显得十分重要，受到相关学者的高度重视。

关键词：船舶发电机；电路故障；分类器设计；诊断结果

引言

我国在造船技术方面关注度和投入都比较高，催生了造船技术的提高，不断开发和引入新设备和新技术，以往的船舶运行形式是各环节设备独立运行，在新设备中将大大改善这一传统运行方式，将迎来自动化、一体化、新的和更加高效的运行方式。目前许多船舶中已经普遍使用电气系统，当代的船员需要具备专业的机械知识和综合的电力知识，所以过去考核一名船员是否能胜任工作的条件已经过时了。在选拔船员时，需要关注到船员是否具备丰富的电力方面的知识与技能，是否能在遇到紧急故障的情况下做出迅速的判断采用灵活手段顺利的解决问题的能力。

1船舶电气设备及常见故障的必要性

目前，电气设备是船舶必不可少的一部分，船舶电气设备能够有效保障船舶在运行中的安全。船员只有了解了船舶电气设备的基础构造和运行规则，在船舶实际航行中才能在电气设备出现问题时发现故障根源，并快速寻找到恰当的维修方法。同时，定期排查和维护工作也是极为重要的，提前做好预防措施，才能在遇到故障的时不慌乱，并及时作出应急措施，防止故障和问题恶化。检修人员要有丰富的处理故障的经验，在确保维修方面的理论基础扎实之上还要有实践操作能力，确保了船舶航行的安全系数。

2船舶发电机电路故障分类和诊断模型

2.1船舶发电机电路故障诊断的特征向量

特征向量提取是进行船舶发电机电路故障诊断的第1步，通常采用传感器对船舶发电机电路的工作状态信号进行采集，信号包括正常状态和异常状态，由于船舶发电机电路的工作状态无法直接描述船舶发电机电路是否有故障，因此必须从船舶发电机电路工作状态信号中提取特征向量X={x1，x2，…，xn}，由于特征向量的取值范围不同，因此对其进行如下处理：xi′=xi−min（xi）max（xi）−min（xi）。

2.2RBF神经网络

RBF神经网络是众多神经网络中的一种，其在隐含层引入了径向基函数，可以对任何非线性问题进行高精度拟合，而且采用负梯度下降法对各层节点之间的连接权值进行了自动调整，使得学习过程的效率得以提高，收敛速度加快，避免了其他神经网络易陷入局部极小的缺陷，最后RBF神经网络的输出计算公式为ym（k）=w1h1+w2h2+••••••+wmhm。

2.3船舶发电机电路故障诊断原理

船舶发电机电路故障分类和诊断是一个分类问题。首先通过传感器采集船舶发电机工作状态信号，从状态信号提取船舶发电机电路故障特征，并进行归一化作为输入向量，然后通过模式识别技术建立船舶发电机电路故障的分类器，本文采用模式识别技术中的RBF神经网络建立船舶发电机电路故障的诊断模型，最后对船舶发电机电路故障诊断模型性能进行分析.

3船舶电气设备常见故障的检修方法

3.1硬件替换法

①在初步排查了故障部位后，一般采用硬件替换法，在已经圈定的故障部位进一步确认圈定部分是不是主要故障的根源所在，采用与圈定出来的故障配件型号相近、性能一致的部件来替换，替换之后再重新运行设备，观察其能不能正常运行，假如能正常运行的话则说明故障就是之前圈定出来的部位，如果不能正常运行，那就说明故障在其他地方，就继续进行排查，直到找到故障根源；②硬件替换法相对来说更快捷，但这种检修方法的效率不高，在遇到比较紧迫的情况下，不能及时解决问题，而且需要船舶上有足够多的备用硬件设备，不然无法进行检修排出故障，所以硬件替换法只适用于在一般非紧急情况中。

3.2经验指引法

在对船舶电力设备的维护检修中，需要船员定期检查维修，还要对检修过程中遇到的故障部位和故障原因做好登记和记录，这些记录最好长期保存，这样可以在不断的检修过程中对故障做出总结汇总，可谓从实践中出真知，有了扎实的理论基础更需要到实践中去检验它的可靠性，并且船员之间可定期召开经验总结会，经验丰富的船员必要时可以一对一对新的船员进行指导和经验的传授，共同分享总结对船舶电气设备检修的经验，这样可充分认识常有的故障问题，还能总结出最快速有效的解决方案。这有利于减少故障的发生，也有利于下次解决故障问题。船舶电气设备维检修最常用、最有效的方法就是经验指引法了。

3.3直观检测法

检测人员根据电气设备的直观外在状况来判定故障症状的方法称为直观检测法。用眼睛、鼻子、耳朵以及手这些身体感知，并用“五识”来观察设备和仪器的故障。用眼睛观察电气设备的外观和设备仪器的相关数据进行排查，来判定设备是否正常运行，从数据中得知整个电气系统是否正常运行。用耳朵听电气设备有没有异常声音，一般情况下，运行良好无故障的设备声音会细微且均匀。用鼻子闻设备运行时散发出的气味，通过嗅觉去判断电气设备有无异味，由于电气设备大部份由绝缘材料制作而成，如果运行过程中设备温度超出常规温度，便会散发异味，而设备正常运行便不会产生异味。用手触摸电气设备表面，感受温度是否正常，设备运行会产生热量，难免会使温度上升，但在合理的温度范围内是不会影响电气设备的正常运行，需要提醒的是，在触摸设备时要做好防护措施，避开带电的部位，以确保安全。直观检查法通过仪器设备和数据报告来排出设备故障，这需要依照电气设备的一系列指标来进行，所以检查电气设备的仪器也要保证其精确性，才能使工作人员从这些设备的数据中做出判断，从而得出有效的结论。

3.4短路排查法

相对来说船舶电气系统是独立运行的，独立系统又由众多小的独立系统构成的，而联系各个小的系统设备是通过电力进行的，因此发现某个部分出现故障时，通过电气系统中原有的电路断点进行短接，来确定哪个部位出现故障，需注意在线路短接排查完成后，要拆除短接线，避免因短接线的存在致使更大的故障发生。

结语

随着科技的发展，建造船舶的技术在革新，所运用到船舶中的电气设备也更先进，在一定程度上增加了维修工作的难度和工作量，这也就需要维修人员要不断学习新的电气知识和技术，对船舶电气设备要能熟练操作，及时了解设备出现故障的原因，同时掌握并使用各种检测故障的方法。船舶电气设备故障的排查方式多种多样，排查工作人员要灵活使用，不要拘泥于一种或者两种方法形成思维定式，尽根据实际情况分析故障，必要时候可以探索创新检修手段，采用最便捷高效的方法解决问题，以保障船舶电力系统设备的正常运行才能为船舶的安全保驾护航。

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