船舶电气系统安装调试过程危险源辨识探究

船舶电气系统安装调试过程危险源辨识探究

潘江涛

江南造船（集团）有限责任公司201913

摘要：电气设备对船舶运行发挥着重要作用，船舶要想更加安全稳定的运行，电气系统必须要保证安全可靠性。本文基于安装调试电气系统的方法，研究了作业过程辨识危险源的方法，最后提出了对危险源的控制措施，从而让安装调试过程避开危险源，得到安全保障。

关键词：船舶电气系统；安装调试；危险源；识别方法；危险控制

引言

在安装调试船舶电气系统工作中，存在诸多危险源，从放线布线开始到设备的安装调试，具备很高的安全风险。面对这样的高风险作业，作业人员必须要能够准确的辨识出危险源，在作业过程中注意自己的操作，保证安全的进行作业。

一、船舶电力系统

经过长时间的应用，船舶已经朝向机电一体化方向发展，经过直流发展到交流，在船舶辅机设备上电力驱动得到了更好的应用，更被应用在主动力上。电动机驱动螺旋桨的使用推动了船舶电力的发展，电动机通过原动机对发电机的带动，获得带动螺旋桨的电能源，让非机械传动获得了能量。在推进电力的过程中具备高安全性、高灵活性以及良好机动性的特点[1]。随着电力电子技术的飞速发展、微机控制技术的逐渐成熟，船舶电力系统获得了良好的发展，不断提高了推进效率和运行效率，让电气系统的应用范围逐渐扩大，在各类游轮、特种船舶以及油船中得到应用。

在很多民用船舶上，都使用了电气系统，为船舶的经济、技术指标等做出了巨大的贡献。船舶电力系统主要指的是配电装置、电源装置以及负载在一定方式下有序连接起来，船舶本身可以实现生产电能、传输电能，并将电能应用在船舶运行中。船舶电力系统利用发电机组以及原动机进行能力的生产和转换，借助导线和电缆的铺设构成了完整的输送网络，让船舶配电设备可以提供更加优质的电能，让各种能量都能转化为电能，同时电能能够被用电设备所使用。

二、船舶电气系统的安装调试方法

（一）电罗经

在船舶中，将航向分罗经在有需要的舱室中安装，包括驾驶室、舵机舱以及海图室等舱室。另外方位分罗经则需要在驾驶室两侧的甲板上进行安装。主罗经需要尽量在船舶中心线以及平行线上展开安装，进行安装的基准线需要和船艏相对准，要保证平行度控制在0.5。范围之内。在操舵台上安装主罗经需要将电缆向两侧分开敷设，要预留出足够的空间方便提供给主罗经安装操作，同时也要保证安装主罗经基座可以调节误差。安装电罗经的各个部位需要由制作厂提供具体的资料，保证部件的清洁、定位、紧固以及接线可以满足工艺要求。

（二）配电板

对配电板的安装需要在甲板底座上进行，要注意电缆设置电缆框不会影响到舱室防火以及水密性能，在完成接线之后需要封闭填料，在前后需要设置充足的通道，前通道的宽度不应小于0.8m，后通道不应小于0.6m，在左右两侧都需要设置通道。在配电板的上方以及后方不应设置管道，如水油管道以及蒸汽管道等。如无法避免管道的设置需要使用防护措施，需要让接口位置避让开配电板上方和后方。在主配电板的前后地板上还需要铺设防滑绝缘地毯以及耐油绝缘地毯，也可以使用绝缘木格栅。

（三）蓄电池

在安装蓄电池的时候，需要将蓄电池在专用舱室座驾托盘上安装，使用耐酸碱腐蚀的托盘。要控制上层蓄电池和下层蓄电池之间的距离要超过30cm，每个蓄电池要保持2cm以上的距离。蓄电池之间要使用绝缘材料隔离开，在底部还需要使用青铅等耐腐蚀材料作为衬垫进行保护。蓄电池也需要保持一定高度，孔塞与甲板之间距离不能超过1.4m，如果超过这个距离，还需要增加安装台座。

（四）控制以及分配电设备

对控制设备以及分配电设备的安装，需要控制安装高度，箱体需要距离甲板170cm到180cm的距离，相邻的几个设备要保持平齐。控制设备要安装在电机附近，主控制器一般安装高度为1m。在露天的甲板上安装要在高于10cm的位置设置金属底座，在设备和底座之间安装至少5mm的橡皮，保证达到一定水密性。

三、船舶电气系统安装调试过程危险源辨识分析

（一）危险源的辨识方法

1.划分作业活动

对于作业活动，无论是常规活动还是非常规活动，需要展开详细的划分。在安装调试船舶电气系统过程中，展开的常规作业活动包括布线、裁线以及设备安装等工作，主要对驾控设备、电缆托架、雷达系统、配电板以及试验设备等展开安装。同时在进行这些工作的过程中需要展开电工作业、明火作业、起重作业、铲车作业等。安装调试过程中，需要进行的非常规工作包括处理安装调试异常状况以及试验等活动。

2.危险源辨识内容

第一，要对正常状态、非正常状态以及紧急状态三种情况下辨识危险源。潜在危险源是造成人员受伤、财产损失以及环境破坏的根源。安装调试船舶系统必须要对危险源进行充分辨识，通过对活动状态进行的综合考虑，才能制定出有效的处理方法。在进行试验的时候，不仅需要在安装配电板之后通电这种正常状态下通电，还需要考虑配电板部分带电或者线路更正等非常规状态，还需要考虑线头松动或者接线不规范等紧急情况。

第二，在辨识危险源过程中，需要考虑过去时态、现在时态以及将来时态。例如：在一个大功率电器线路中进行电气系统的安装，发现有电流流过电缆，且已经出现了绝缘烧损的迹象。这种情况就可以看做是遗留下来的危险源。如果直接进行接线通电，很有可能造成短路火灾的情况出现，造成安全事故的出现。如果经过试验没有安全问题出现，但是在未来的使用过程中，经过长时间的通电发热，也会由于低绝缘性的原因，导致电气事故的出现。

第三，在危险源的辨识过程中，需要从七个方面进行考虑。包括原材料质量、原材料运输、原材料及产品储存、原材料下料、试验过程中存在的危险源、共用设施危险源以及潜在危险源。

（二）危险源风险评价

1.评价方法

对于危险源风险的评价，最常使用的方法就是作业条件危险性的评价方法，需要作业人员深入到存在潜在危险的环境中实施作业，是一种具有一定危险系数的半定量评价方法[2]。在这种评价方法中，通过分析三个影响因素确定危险性。第一个因素就是事故发生概率，必然发生的概率为1，设定分值为10；相反地，绝不可能发生的事故概率为0，但是事实上这种概率并不确切，因此将分值设定为0.1。这样根据这样的设定，可以获得具体的打分表：完全可以预料到，对应10分；相当可能，对应6分；可能但不常见，对应3分；可以设想但不可能，对应0.5分；极不可能，对应0.2分；实际不可能，对应0.1分。

第二个因素就是作业人员在危险环境中作业的频繁程度，将作业人员连续出现在危险环境中，设定为10分，最小值设定为0.5分。因此可以得到具体的打分表为：连续暴露在危险环境中，设定分值为10分；每天作业时间里暴露在危险环境中，设定分值为6分；每周偶尔暴露在危险环境中，设定分值为3分；每月一次暴露在危险环境中，设定分值为2分；每年偶尔暴露在危险环境中，设定分值为1分；比较罕见暴露在危险环境中，设定分值为0.5分。

第三个因素就是在事故发生之后所造成的后果。作业人员受到事故伤害，有着较大的范围。因此，规定需要进行轻伤治疗的情况，设定分值为1；多人严重伤亡的情况，设定分值为100分。因此，可以获得详细的打分表为：大灾难造成多人死亡，设定分值为100；灾难造成数人死亡，设定分值为40；非常严重，造成一人死亡，设定分值为15；造成严重伤残，设定分值为7；重大伤残，设定分值为3；需要救护，设定分值为1。

由此获得关于危险性的等级划分标准，将危险性分值未超过20分的情况，定义为低危险性；危险性分值处于70分到160分之间的，定义为显著危险性，必须要展开整改措施；危险性分值处于160分到230分之间的，定义为高度危险，必须要进行立即整改；危险性分值超过320分的，定义为异常危险，需要立刻停止作业，对危险源进行彻底整改。作业条件危险性评价需要邀请专家人员以及有经验的技术人员进行打分，通过计算出总体分值，可以确定出危险源的等级，从而能够形成准确的辨识。

2.评价结果

以某船舶电气的安装调试试验为例，将整体作业划分成二十二个作业岗位，根据作业条件的危险性展开评价，其中存在六个高度危险、五个显著危险作业、两个比较危险作业以及九个稍有危险作业。其中高度危险作业主要包括带电调试作业、锅炉试验工作、电缆托架安装工作、空压机试验工作、配电板试验工作以及发电机负荷的试验工作。显著危险作业包括配电板的清洁工作、主机负荷的试验工作、舵机的试验工作、锚机的试验工作以及雷达的调试工作。比较危险作业主要包括安装发电机工作和电缆敷设工作。稍有危险作业包括安装配电柜工作、安装雷达天线工作、安装信号灯工作、安装照明系统、安装驾控设备、安装控制箱以及设备接线和检查等工作[3]。通过科学的评价，能够根据危险程度使用有效的控制措施进行风险控制，从而让作业条件降低风险程度。

四、船舶电气系统安装调试过程的危险源控制

（一）严格遵守电气系统的安装调试要求

在安装和调试工作中，需要在安全环境下展开工作，避免在工作进行过程中出现安全事故。在重点工作区域中，不能设置插座，需要保证工作照明系统都是由独立蓄电池照明灯提供光源。在船舶甲板上设置的插座需要和开关实现连锁，在保证通电情况下，插头并不能完全和插座实现分离。在安装用电保护装置的时候，要将保护装置安装在安全的区域内，还需要在区域中设置配套的标识牌。工作人员需要保证自己的操作是严格遵照安装调试工作规范和要求的，这样才能让现在和未来的危险控制得以实现。

（二）科学处理多余孔线

在完成铺设电缆工作之后，工作人员需要及时处理多余孔线，避免船舶在使用过程中，由于孔线出现漏电事故。在安装调试工作中，对多余孔线的处理是对未来时态危险源的有效控制。作业人员需要在工作中对多余孔线展开封堵处理，在完全密封之前保护多余孔线，使用绝缘胶布对多余孔线的端头实施保护处理。在安装防爆设备的时候，需要使用螺纹隔爆结构，要控制螺纹纹数超过六个，拧入的深度要超过8mm。

（三）安装绝缘系统

在安装调试电气系统的过程中，安装设置绝缘系统能够有效降低安装调试阶段以及使用阶段的危险性。设置接地系统能够将危险性降低到较低水平，接地系统的设置需要综合考量系统的运行环境。接地系统的安装方法主要有两种，第一种是机壳地线接法，为了让作业人员在接地作业中得到安全保障，需要配置进程控制节点，从而提高路线负荷，避免由于负荷过大造成船舶故障，实现更有层次的传输[4]。在机身配置节点能够实现逐层解压传输，能够实现有效连接，让设备得到防护。如果负荷超过了节点的控制范围，可以利用并联电路，对电压进行分压，让地面实现连接。在机柜中安装独立单元需要设置金属接地桩在外壳上，同时尽量减少连线的长度，这样能让保证低阻抗通路充足，保证金属框架达到等电位标准。

第二种接地方法是电路地线的接地方法，需要将负荷比较大的电压储备以及电流向传电路径以及固定线路分离，让其所处位置和地面实现连接。将网络覆盖地划分成模仿地以及数理地，将其分离开，按照独立电路进行地面和线路的连接。在进行选址的时候要注意弯曲路线的设置，避免影响到电路传输。一般情况下需要在地线合理连接的情况下，注意增加抗压强度。针对功率地，一定要避免多点接地的情况，需要向大功率接地靠近。为了避免受到环路干扰，还需要主动切断地环路，在通路中设置滤波器，避免受到传导干扰。

结论：综上所述，本文基于电气系统对船舶的重要作用，通过研究安装调试电力系统的方法，重点研究了危险源的辨识方法，并提出了危险源的控制措施。通过对多种状态、时态以及类型的考量，对危险源进行准确的辨识，利用作业条件危险性评估方法进行科学的评估。要想避开风险源，作业人员需要严格遵守作业要求，重视处理多余孔线，设置接地系统，提高作业安全水平。

参考文献：

[1]王伟，刘雪雷，王廷勇，王洪仁.基于DCS的船舶废气脱硫系统电气控制方案[J].船舶工程，2018，40（S1）：230-232.

[2]马川，毛宏雨，刘彦呈.基于WSN的电力推进船舶电气设备过热监测系统研制[J].船电技术，2018，38（08）：13-16.

[3]李晓宇，高原，张建军，曾俊辉.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究[J].中国高新区，2018（06）：149.

[4]林厚广，鲍雷，赵琳，赵进.船舶电气智能设计系统关键技术研究及原型实现[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（01）：153-154.

[5]赵进，赵琳，鲍雷，林厚广.船舶电气设计常见问题分析与处理方法[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（01）：181-182.