试论船舶电气设备的故障及维护方法

试论船舶电气设备的故障及维护方法

李中

广州霍斯通工业自动控制系统管有限公司510730

摘要：笔者主要从常见的船舶电气故障；以及舶电气设备的维修方法等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。

关键词：船舶工业；电气设备；排除方法

现阶段，许多船员由院校毕业后直接来到船上工作，在经历了大量的理论教学之后，还欠缺进一步处置故障的实践运用及经验总结。因此，有必要对船舶电气系统中易发生的故障以及故障产生的根本原因进行分析，为后续更好排除故障积累经验，为新船员尽快掌握机电设备维修管理提供学习方向。

一、船舶电气设备管理的基本知识以及电气系统的构成

1.船舶电气设备管理的基本知识

船舶在航行期间，电气技术人员能够时刻保证电气设备处于安全可靠的运行状态，就是对全船所有船员生命及财产的重要保证，这也是技术人员的基本职责。当然，船舶电气设备的管理必须要有一定的基础条件，那就是每一名技术人员和管理者都应该了解所属的各个电气设备的工作原理、技术性能以及相对熟练的应急处置预案和方法。具体要求主要包括以下内容：

（1）熟知所属设备的布置及安装工艺。

（2）能够对设备进行熟练的操作维护保养。

（3）对运行电气设备的监视和检查必须定期细致进行。

（4）对设备故障能够及时迅速准确地进行定位、判断和检查，并且予以排除。

（5）能够具备处置突发设备故障和进行快速维修的能力。

（6）遵守各种设备操作规范，严格按照船舶电气设备的规范要求进行检查验收和运行调试。

（7）能够具备广泛、开阔、发展的管理视野，积极对不合理的设备和技术状态提出改进意见和方案。

现如今，船舶电气设备自动化程度越来越高，技术更新发展也很快，在日常的使用、维护管理和维修保养过程中，也有许多设备规范细则有待进一步完善，技术人员在操作过程中难免出现设备错操、误操、漏操，由此导致的设备故障问题也日益增多。这就需要轮机管理人员和电气技术人员在日常的工作和使用中不断总结和完善，不断创新电气设备的管理方法和制度，为操作者提供坚强的理论支撑。

2.电气系统的构成

船舶电气系统由3大部分组成，分别为船舶供电系统、船舶电站、船舶电网。若根据船舶设备的不同功能作用对其进行划分，那么它们可以进一步地细分为如下6大系统：供电系统、主推进装置、系泊设备、照明系统、通讯系统、导航系统。

（1）船舶电网

船舶电网是指整个船舶所有用电设备包括发电机组、配电板在内的电气设备及电缆所构成的电力网，电能通过电网进行传输使用。根据用电设备的不同，船舶电网又可分为应急电网、弱电电网、照明电网等。

（2）船舶电站

船舶电站即船舶的主配电板，部分自动化程度较高的船舶还包括电站自动管理系统，其主要作用是管理调节各发电机运行状态，保证发电机运行稳定；同时负责向全船的电力输出，管理电网负荷。

（3）船舶供电系统

船舶供电系统的作用是将其它能量转变成为电能，并将电能传输至船舶电站。供电系统通常是由柴油机、汽轮机等原动机产生能量，带动发电机组，由发电机组将机械能转变为电能，然后通过电缆将电能传输至电站，为全船设备供电。

二、故障的分类

船舶电气设备的故障种类繁多、复杂多变，不同的角度可以将故障区分成不同的种类。分析船舶电气设备故障种类，便于工作人员对数据进行统计和整理，为以后船舶电气设备的制造和维修提供数据和技术支持。

1.按故障的原因分类

按故障的原因分类，可以将故障分为结构性故障、工艺性故障和磨损性故障。结构性故障是由于设备在结构设计上的缺陷和选材不当而导致的故障；工艺性故障则是因为质量不过关而造成的故障；磨损性故障是由于设备在长期运行状态下经历磨损而性能下降造成的。

2.按照故障性质分类

船舶电气设备故障按照故障性质分类，可以分为人为故障和自然故障。船舶故障80%以上都属于人为故障，而自然故障是由于制造和安装不良而造成的。

3.按照故障对系统正常运行可能会发生影响的程度分类

按照故障对系统正常运行可能会发生影响的程度分类，可以将故障种类分为一般故障、严重故障和重大故障。一般故障虽然有异常但是没有到达报警的程度，严重故障会进行声光报警。如果发生全船跳电的情况，则被定义为重大故障

4.按故障发生和演变过程的特点分类

如果按照故障发生和演变过程的特点来分类，可以将故障划分为突发性故障、渐进性故障、波及性故障和管理性故障。

三、常见的船舶电气故障

1.船舶电气绝缘故障

某轮航行中绝缘破损引起电子调速器发生故障。该电子调速器在工作过程中出现了转速信号丢失的情况，导致执行器在当前位置锁定而无法解开。正常情况下，如果主机飞轮前端的一组脉冲式转速检测单元发生故障，将会自动切换至另一组保证主机的正常运转。然而，工作人员并没有发现在发生执行器锁死故障的情况下，出现系统切换的动作和警报。在主机进行日常保养时，发现机舱平台主机旁电缆支架上的绝缘层出现磨损严重的情况。经过仔细检查，确认该电缆是造成执行器锁死故障的原因。电缆的绝缘层遭到严重损坏会干扰转速信号，在转速信号错误发出后会执行锁死命令。在对该电缆进行绝缘修复后，没有再发生类似情况。由此可见，故障的原因就在此处。

2.发电机中产生的故障

某船No.2主发电机在较重负载时的频率正常，但电压下降迅速且电流急速上升，而在空载和轻载时的电压和频率是正常的。在理论上分析，这种故障的现象是由于发电机励磁电流太小导致的发电机电压下降。在实际工作中，第一步检查发电机的控制箱内部，发现发电机的电子元件和线圈没有烧焦的痕迹，即使更换发电机的自动电压调整器控制板，也没有办法使故障消失。因此，进一步检查交流励磁机和同步发电机的励磁绕组。在解体发电机之后检查旋转整流器，发现整流器上的一只二极管因为短路而被烧坏，只需更换二极管并进行仔细调整，就可以使发电机正常运转。

3.电网系统故障

（1）继电器在电力系统中主要是保护电路稳定，是电流保持在一定的额度，当继电器出现松动或者相关硬件设备长期未得到保修，虽然电气系统会正常运行，但是热继电器不会运作，无法发挥对电路的保护作用。（2）在照明系统中经常会出现绝缘电阻比正常水平低的状况，如果没有得到及时解决，可能会引起主配电板电路负荷过大，出现短路。（3）如果在电气设备运行中发现接触器触头温度、声音异常，停止运行所耗费的时间过长，都可能是继电器部件出现问题，需要进行维修检查。（4）当设备上绝缘指示灯灯亮和灯灭同时出现的时候，可能是接线盒出现松脱现象引起的接地故障。

四、船舶电气设备的维修方法

1.船舶接触器和继电器故障维修

当接触器和继电器发生故障时，应先检查电磁线圈是否断线，后检查传动机构是否卡住、气室是否漏气或其他物体阻塞了气道。当发生上述问题时，应及时停运接触器和继电器，对其进行拆检处理，替换损坏部件，清理被堵塞的气道。在继电器运行的过程中，其热元件的整定电流应为发电机额定电流的0.95～1.05倍，超过上限或低于下限都可能造成继电器无法工作。设备过热后，需要拆解并及时冷却。此外，冷却设备时不可过激，以防继电器材料因冷、热交替而出现裂痕。

2.主配电板维修

主配电板常发生的故障为开关故障。当主开关无法合闸时，应先检查脱扣锁钩之间的衔接处，后检查过载、失压、分励脱扣器等是否在相应的位置上。如果这些部位没有问题，则需要检查主开关半导体脱扣器的控制电路板是否存在故障。当主开关可以合闸，电网上仍然无电压时，应找到开关动触头，检查其是否脱落、断裂、烧坏。如果触头断裂，则应及时替换。如果主开关突然跳闸，则可能是因过度使用电网而发生了过载现象，需要调整设备的运行状况后再合闸。

3.发电机故障维修

但发电机发生故障时，如果是因外部碰撞而引发的故障，则需要拆检发电机，找到裂痕，更换损伤的零部件；如果是因内部渗水而导致发电机过热，则需要拆检发电机，清洁内部零部件，重新刷保护漆并烘干，保证零件内部无水分后重新启动发电机；如果是因原动机振动过大而造成发电机短路，则需要调整发电机的位置，使发电机与振源保持一定的距离，将发电机与原动机的轴线调整至同一位置。

结语

电气设备的工作状况能够直接影响船舶的航行情况和使用寿命，所以必须重视对船舶电气故障的研究。在设备的日常工作过程中要严格根据使用说明进行相关操作，同时要认真对设备进行维护保养尽量减少由于人为原因造成的设备故障。

参考文献：

[1]胡绪昌.船舶电站[M].北京：中国书籍出版社，2016，（08）.

[2]黄朝静.浅谈小型船舶电气设备故障的分析与处理[J].交通科技，2014，（06）.

[3]孟海辉.船舶电气系统组成及故障判断处理研究[J].科技信息，2016，（02）.