船舶电气设备故障与处理对策

船舶电气设备故障与处理对策

潘志广

博迈科海洋工程股份有限公司 天津市滨海新区，300457

摘要：现代科学技术水平发展迅速。近年来，我国在船舶装备制造领域也取得了很大进展。船舶电气设备制造业的工业自动化水平也越来越高。船舶电气设备作为船舶供电系统的重要组成部分，对保证整个船舶设备的高效、安全、正常航行起着非常重要的作用。

关键词：船舶；电气设备；故障

船舶电气设备是所有船舶设备电源驱动系统的核心部分。其核心功能是维持整个船舶设备的快速、高效、安全供电和船舶正常航行的稳定工作状态，起着非常重要和极其重要的保护作用。远洋船舶长期在海上停留或高速航行，远离中国沿海大陆。当遇到一些紧急或危险的紧急情况时，他们可能很容易缺乏一些专业和必要的海上救援人员提供的现场应急救援技术和支持设备支持。同时，海上电气作业区的环境相对较高且复杂，湿度差异可能较大。因此，船舶电气设备的安装往往受到各种风险因素可能引起的巨大压力的影响，如海上远洋船舶设备的电磁振动、烟雾分子侵蚀远洋船舶壳体等，容易造成船舶电气设备故障。

1船舶电气系统的构成

1.1船舶电站

船舶电站装置通常是构成整个船舶电气系统的重要技术、组成单元和基本部件。它通常是一种直接电能，船舶可以通过直接电网为整个船舶和整个航行船体连续提供或连续供应。船舶电站设备通常包括一组与电气相关的系统设备，如主原动机、发电机、变压器组件系统和整船配电系统、板桥系统。为了有效满足或使船舶的整个主船能够在正常航运、停泊、紧急和特殊使用条件下航行，以及在多艘或不同类型船舶的工作条件下，还应能够同时或连续安全有效地供电。一般来说，船舶主体内的电站也可以单独配置，分为以下主要电站：①主船舶电站，正常船舶通航使用情况状态条件下均可满足向其整个主全航船体进行供电；②靠泊状态电站，靠泊状态且船岸设施上尚没有其他可靠近岸电缆和供应的装置时，给海上所有其他船舶设备紧急供电之用之；③应急状态电站，在海上某些紧急的特殊事故情况即将发生情形下，给所有其他危险船舶设施和有必要时海上的一切其他船用设备的紧急供电备用之；④特殊用途电站，向合适航船型中采用的几乎所有的助航船用辅助设备系统（雷达、测深仪、测速仪等）及其设备系统供电，同时可根据客户需要并能及时满足要求其设备稳压、稳频运行等系统的一切其他用户特殊要求。

1.2船舶电力网

根据船舶供电系统设备的类型，船舶电网也可具体分为以下类型：① 主船电网，由主配电板网络直接供电，向主船供电，并在各种主船上的主船和辅助船之间使用船舶的主牵引功率和辅助牵引辅助功率；② 主船照明辅助设施的电网，以及为船舶夜间照明向主船主要设备供电的供电系统；③ 主船上弱电装置的电网提供船舶向主船上的座钟、舵角指示、电话和其他辅助电气装置和设备供电时应使用的电源；④ 主水应急电源系统的电网向所有主要海上应急装置夜间应急照明供电，并向水上主要航行船舶的所有主要陆地应急辅助电源装置（如2号舵机的电源）供电；⑤ 海上其他辅助设备的电网供应给电子设备，如海上充电桩设备和moss灯设备。

2船舶电气系统常见故障及原因分析

2.1发电机故障

（1） 起动发电机磁场失压。在发电机运行和启动的初始阶段，原动机转速通常可以达到额定值，但此时，发电机无法完全建立输出电压。上述电气故障的一般原因通常被认为是磁场失磁。您可以尝试再次按下磁化按钮以恢复输入电压。（2） 运行中的发电机电压突然异常。当发电机开始运行时，电压将突然下降，工作电压的瞬时波动将变化过大或发电机将失去电压。上述电压故障的部分原因通常涉及交流发电机内三相自动交流恒压励磁装置系统的异常停止。

2.2主配电板故障

（1） 当主船配电盘的空气断路器跳闸时，应注意防止短路故障。过流、过载、逆变器功率、失压故障等原因将导致断路器空载短路跳闸，或在主船和主船配电盘之间的空气隔离开关系统触发时。鉴于目前发生的上述船舶事故，我们应特别注意在现有的各级船舶电站安装系统中，根据各种船舶的实际运行负荷自动补偿和卸载船舶负荷，确保船舶无源励磁恒压装置及其设备和装置的系统保持可靠，长期稳定连续的运行状态也是我们有效防止船舶主配电盘空翻和故障的最重要的技术工作手段。（2） 有效防止船舶主配电盘空气不闭合故障。当主配电盘发出的合闸信号未能在正常可靠的时间内发出超过3秒时，由于主配电盘空气开关的机械故障或各种电气问题，不能自动合闸。当变频器电机的额定最大工作电压和速度不能及时满足标准要求时，5秒内最高运行启动电压转速将始终不能保证同时能够达到该电机最大额定最大启动运行电压下限转速的正负约95%，当要求变频器进行自动同步跟并时系统发送的控制命令或信号在已经正常发出运行约在60秒时间以上后，自动同步控制与异步并驱车同步控制效果仍旧还会不能够及时顺利地实现，可通过尝试在一台变频器主配电板上将变频器的自动同步运行控制模式进行修改设定为采用变频器电机手动同步运行控制的启动模式，采用变频器电机的手动控制同步并驱车启动模式的运行控制方式操作。

2.3电动机故障

高温预警通常发生在电机故障中。电源电压异常波动、三相电压负载不协调和平衡、电机内部励磁绕组短路、励磁绕组接地等将间接导致设备温升超过设计预定值。如果没有及时找到工作人员，设备继续运行，电机系统内部往往会突然冒烟，造成非常严重和危险的故障。因此，在冷船运行过程中，除了提前对冷设备内部进行散热和冷却处理外，还需要经常用点式温度计实时测量电机温度，以判断冷电机本身是否存在各种故障或故障扩展的可能性。

3船舶电气系统故障处理对策

3.1积累经验

在现代船舶电气设备产品的维护使用培训和技术维护培训中积累了实际操作经验。记录电工日常操作中电气设备故障的维护和维修工作，并逐一全面总结或分析各种易发生事故的电气设备的具体故障原因。在检修和维护期间，可使用便携式检测和记录仪器根据其测量的电气设备的实际电气参数推断故障的直接原因，并缩小事故检查范围。

3.2替换设备

如果只需要判断故障是由某个电路板的故障引起的，则可以再次考虑该故障。拆除一块没有问题的电路板的故障备件，更换并安装与其他电路板类型相同的其他类型电路板故障的电路板故障备件，并观察电路板故障零件上是否有任何未被故障消除的故障。如果存在故障但尚未解决，则只需判断是否仍然是电路板故障。如果仍然是电路板故障，则只能根据所需的故障备件继续判断故障，最终消除故障。

3.3短路设备

继电器、接触器和通用开关构成了现代船舶电器电路网络中的主要控制电路和保护功能。当在设备的一个部件的触点中发现严重故障时，可以使用黄色和绿色短路装置自动短路故障部件的所有触点。这样，如果设备触点在通电后能够恢复并正常工作，则表明故障能够及时消除，表明故障设备的触点之间不存在或存在任何接触环境条件和不良老化现象，或触点材料老化等其他严重问题。然而，这种短路故障解决方法有时只能被视为提供一种临时技术对策，可以消除和解决设备可能的故障问题，而不是简单地将这种短路方法用作复杂电路图设计中常见的开关。

4结语

随着现代船舶技术的飞速发展，船舶电气系统设计的综合自动化水平自然越来越高，随之而来的是船舶电气设备本身的故障，报警频率也将大大增加，这将增加用户对各种船舶电气设备日常维护的难度。本文系统地介绍和讨论了各种船舶电气系统结构特点的总体组成，分析和介绍了每艘船舶电气系统常见故障的类型和主要原因，并介绍和研究了一般原理，各船电气系统故障应急处理要求及主要对策。

参考文献：

[1]丛培亭.船舶电站[M].北京：中国书籍出版社，2002

[2]文元全.船舶电气[M].北京：人民交通出版社，2002

[3]郭江荣，麻亚东.船舶电气设备的故障处理对策[J].中国水运（学术版），2007,7（12）.