摘 要：在對(duì)船舶電氣系統(tǒng)的基本組成進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述后，對(duì)船舶電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障排除方法進(jìn)行了分析。最后，從發(fā)電機(jī)、主配電板、電力網(wǎng)、電氣設(shè)備等方面，對(duì)小型船舶電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障及解決措施進(jìn)行了詳細(xì)探討研究。

關(guān)鍵詞：船舶電氣；發(fā)電機(jī)；主配電板；電力網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0105-02

由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)、以及由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x器儀表、控制設(shè)備等組成的船舶電氣，是小型船舶安全可靠航行的核心動(dòng)力設(shè)備。小型船舶電氣系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于受到系統(tǒng)自身因素（如設(shè)計(jì)制造、材料選擇、安裝工藝、調(diào)試水平等）和外部條件（如負(fù)載容量急劇增加、檢修維護(hù)措施不完善不到位、機(jī)艙運(yùn)行環(huán)境較為惡劣、海上氣象條件較差等）的影響，就可能導(dǎo)致電氣設(shè)備的性能水平和技術(shù)狀態(tài)不斷下降，引起電氣設(shè)備的部分功能甚至全部喪失，最終由安全隱患演變成事故。如果小型船舶在航行過(guò)程中，電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，將直接影響到船舶電氣系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，給航行帶來(lái)較為安全隱患。因此，對(duì)小型船舶電氣的基本組成和常見(jiàn)故障進(jìn)行分析探討，并有針對(duì)性的采取對(duì)應(yīng)故障排除方法措施，確保船舶電氣系統(tǒng)具有較高的性能水平，就顯得非常有工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。

1 船舶電氣系統(tǒng)的基本組成

1.1 船舶電站

通過(guò)化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，船舶電站為船舶電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行提供可靠電能資源，通常由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或成套發(fā)電機(jī)組與配電板共同組成[1]。原動(dòng)機(jī)的主要任務(wù)是通過(guò)燃燒柴油等化學(xué)材料，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的機(jī)械動(dòng)力能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)組的主要任務(wù)是在原動(dòng)機(jī)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)作用下，切割定子磁場(chǎng)而形成電能，然后經(jīng)配電板將實(shí)現(xiàn)對(duì)電能資源的輸送、分配及調(diào)控。原動(dòng)機(jī)按照動(dòng)力裝置不同，主要包括柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)及汽輪機(jī)等諸多類(lèi)型，相應(yīng)發(fā)電機(jī)組包括柴油發(fā)電機(jī)組、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及汽輪發(fā)電機(jī)組。

1.2 船舶電力網(wǎng)

電能經(jīng)船舶電站配電板后，根據(jù)終端負(fù)荷位置經(jīng)電纜傳輸?shù)倪^(guò)程，就組成了船舶電力網(wǎng)，也即從船舶電站主配電板開(kāi)始，經(jīng)各種種類(lèi)、截面電纜的傳輸，最后經(jīng)分配電裝置達(dá)到船舶終端電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)就成為船舶電力網(wǎng)。按照功能作用的不同，船舶電力網(wǎng)通常包括：船舶動(dòng)力電力網(wǎng)、船舶照明電力網(wǎng)、應(yīng)急供電電力網(wǎng)、弱電裝置供電電力網(wǎng)、以及類(lèi)似手提燈和充電裝置的其他備用裝置供電電力網(wǎng)等部分組成。

1.3 電氣負(fù)載

2 船舶電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障排除方法

2.1 替代法

替代法實(shí)際就是采用同型號(hào)、同性能的相同產(chǎn)品替代可能存在問(wèn)題的功能單元。采用替代法的前提是要有相同的備品備件，如：當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶電氣系統(tǒng)中某塊電路板或元器件存在故障時(shí)，可以將懷疑存在故障的電路板或元器件拆下，并采用同型號(hào)、同性能備用的電路板或元件器更換上，并觀察更換后故障是否得到有效排除，如故障排除，則可以認(rèn)為判定準(zhǔn)確；若故障沒(méi)有排除，需要重新查找故障單元。替代法是一種快捷的故障排查處理方法，但該方法的使用需要船舶上配備故障率較高或采購(gòu)周期較長(zhǎng)的電路板或元器件備用件，以便日常運(yùn)行或檢修維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)更換處理，提高故障排查及處理效率。

2.2 經(jīng)驗(yàn)排除法

經(jīng)驗(yàn)排除法是船舶電氣系統(tǒng)檢修維護(hù)的重點(diǎn)，在日常電氣系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，工作人員應(yīng)對(duì)相關(guān)故障現(xiàn)象及排除處理做好詳細(xì)記錄，并不斷總結(jié)歸納以形成船舶電氣系統(tǒng)使用及檢修維護(hù)豐富的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，以便對(duì)船舶運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的、簡(jiǎn)單的通病故障，提高故障排查效率和處理質(zhì)量。另外，要充分掌握各種測(cè)試和檢驗(yàn)儀器儀表工作原理，并能從各種檢測(cè)數(shù)據(jù)信息中可靠提取故障信息，以對(duì)故障進(jìn)行進(jìn)一步的準(zhǔn)確排除和檢修，提高故障排查效率。

2.3 短路試驗(yàn)法

有斷路器開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器等相關(guān)觸點(diǎn)組成控制電路而言，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)觸點(diǎn)疑似出現(xiàn)故障時(shí)，則可以采用測(cè)試導(dǎo)線將該觸點(diǎn)進(jìn)行短接，如果故障得到排查，則可以準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，即可表示該觸點(diǎn)存在接觸不良、燒損等問(wèn)題。但采用短路試驗(yàn)法，只是進(jìn)行故障點(diǎn)查找，切記在故障排除后拆除掉，避免由于短接線存在導(dǎo)致電氣系統(tǒng)相關(guān)操控不能正常動(dòng)作，引起較大的事故發(fā)生。

3 船舶電氣常見(jiàn)故障及處理

3.1 發(fā)電機(jī)故障及處理

3.1.1 發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障及處理

3.1.2 發(fā)電機(jī)故障處理實(shí)例分析

（1）故障現(xiàn)象：某船舶柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)為無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)處于空載或輕載運(yùn)行工況時(shí)，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的所有參數(shù)均表表現(xiàn)正常；一旦發(fā)電機(jī)帶上較重負(fù)載時(shí)，則發(fā)電機(jī)電壓就會(huì)持續(xù)下降，且下降幅度較快，工作電流也急速上升，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)主保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘保護(hù)，不能正常穩(wěn)定工作[2]。該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的邏輯組成如圖1所示：

（2）故障原因分析：從故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，柴油原動(dòng)機(jī)在發(fā)電機(jī)各種工況下均沒(méi)有出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，于是可以判斷故障發(fā)生在發(fā)電機(jī)，同時(shí)發(fā)電機(jī)頻率表沒(méi)有較大波動(dòng)，而電壓卻發(fā)生較大波動(dòng)，于是初步判斷故障發(fā)生在勵(lì)磁系統(tǒng)，具體表現(xiàn)勵(lì)磁電流太小不能帶動(dòng)重負(fù)載。

（3）故障處理：首先檢查AVR電壓調(diào)整器性能，一切正常。經(jīng)發(fā)電機(jī)解體，認(rèn)真檢查勵(lì)磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器時(shí)，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)整流器中起著哄一只二極管存在燒損斷路問(wèn)題，于是找來(lái)相同型號(hào)備用二極管進(jìn)行更換處理，經(jīng)調(diào)試恢復(fù)后，發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行性能正常，故障得到有效排除。

3.2 主配電板故障及處理

3.2.1 主配電板常見(jiàn)故障及處理

負(fù)荷電流突然增加、短路、逆功率、整定值錯(cuò)誤等均可能引起主配電板發(fā)生故障。因此，制定合理的操控管理制度，實(shí)行分級(jí)卸載、確保勵(lì)磁穩(wěn)壓系統(tǒng)安全可靠動(dòng)作、準(zhǔn)確核定保護(hù)裝置整定值等，是確保主配電板可靠運(yùn)行的重要措施。

3.2.2 主配電故障處理實(shí)例分析

（1）故障現(xiàn)象：某船舶備用主發(fā)電機(jī)，其在手動(dòng)起動(dòng)時(shí)一切正常，但配電板發(fā)出重載報(bào)警時(shí)備用主發(fā)電機(jī)不會(huì)自動(dòng)起動(dòng)并車(chē)（并網(wǎng)）提供電能資源。

（2）故障原因分析：從故障現(xiàn)象來(lái)看，初步判斷備用主發(fā)電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)控制系統(tǒng)存在故障。開(kāi)箱檢查并未發(fā)現(xiàn)燒損和接線處明顯脫落問(wèn)題，但發(fā)現(xiàn)控制箱電源指示LED燈其亮度偏差。采用多功能萬(wàn)用表測(cè)量控制箱電源電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)僅有12.8 V，而正常值應(yīng)為24 V，于是判斷備用主發(fā)電機(jī)不能自啟動(dòng)的主要原因是供電電源不足，PLC不能正常工作引起。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)充放電板與蓄電池間的電源電纜存在虛接問(wèn)題，不能有效充電，蓄電池電壓只有12.8，不能滿足自動(dòng)起動(dòng)控制箱PLC工作電壓24 V需求。

（3）故障處理：緊固充電電纜，并檢測(cè)其它功能單元滿足要求后，重新起動(dòng)，備用主發(fā)電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)控制性恢復(fù)正常運(yùn)行工況，故障得到有效排除。

3.3 電力網(wǎng)故障及處理

3.3.1 電力網(wǎng)常見(jiàn)故障及處理

電力網(wǎng)涉及范圍較廣，常見(jiàn)故障有單相接地故障、絕緣破壞漏電短路故障、繼電器故障等。對(duì)于電力網(wǎng)常見(jiàn)的故障，應(yīng)加強(qiáng)船舶電力網(wǎng)日常檢修維護(hù)力度，一旦發(fā)生存在安全隱患，應(yīng)采取更換處理措施，避免安全隱患演變成事故。

3.3.2 電力網(wǎng)故障處理實(shí)例分析

（1）故障現(xiàn)象：保護(hù)裝置動(dòng)作提示分支（I）線路發(fā)生單相接地故障。電壓表A、C相電壓指示比相電壓高比線電壓低，B相指示比相電壓低。

（2）故障原因分析：從故障現(xiàn)象和故障提示來(lái)看，分支（I）線路發(fā)生B相不完全接地故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)距離主配電板60 m處，B相絕緣發(fā)生擊穿。

（3）故障處理：在確定B相不存在其他故障點(diǎn)后，對(duì)故障點(diǎn)絕緣進(jìn)行處理后，故障得到有效排除。

3.4 用電設(shè)備故障及處理

4 結(jié)語(yǔ)

船舶電氣系統(tǒng)除了上述常見(jiàn)的發(fā)電機(jī)、主配電板、電力網(wǎng)、用電設(shè)備故障外，還有許多，在日常檢修維護(hù)工作中，應(yīng)結(jié)合檢測(cè)和試驗(yàn)儀器儀表，不斷總結(jié)歸納故障特性，以提高故障排除效率和處理質(zhì)量水平，確保船舶安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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