船舶电气故障诊断与策略分析探讨

周育伟

（广西海警总队船艇修理厂，广西 北海 536000）

船舶电气故障诊断与策略分析探讨

周育伟

（广西海警总队船艇修理厂，广西 北海 536000）

随着我国海洋运输的快速发展，大型船舶在海上运输中起到无可替代的作用，未来我国的大型船舶运输业更是有良好的前景，要尽可能的保证大型船舶的正常工作。随着电气化的发展，现代船舶普遍实现了电气化控制，其中的电气控制系统是船舶结构中最关键的部分，因此，对船舶电气控制技术的了解以及对故障诊断方法的研究至关重要。本文通过论述船舶电气系统的主要构成、特点、常见的故障及故障诊断的方法，从理论层面对电气故障诊断策略进行分析研究，并提出了相关的建议。

船舶；电气故障；故障诊断

现代的大型船舶都有一整套的发电、配电设备与控制系统，随着自动化技术的不断提高，船舶的电气控制系统也不断更新，所用的电气设备也变得越来越复杂。船舶长期漂浮在海上，由于海上环境的湿度较大、海水的碱性较强，且电气设备经常受船舶震荡、外力的影响，电气设备发生故障的概率较大。因此，及时发现电气设备的故障，有效进行故障处理，是船舶电气运维工作的重中之重。目前大多数船舶采用了专家系统方法对电气故障进行分析，作为管理人员还要结合自身经验对故障进行分析与处理。

1 船舶电气系统的构成

（1）电站。船舶的发电系统是船舶电气系统最关键的部分，一般由原动机、发电机、变压器等相关设备构成。该发电系统是用柴油机作为原动力机，是船舶的动力来源，为发电机提供动力，并通过变压器进行电压变换，供船舶使用。一般情况下根据船舶所处的不同状态，来决定采用相应的电站进行电力供电，对于大型的船舶，针对其作业、停泊、航行、应急等不同状态配置了不同的电站，给船舶的电力供应提供了安全的保障。船舶上的电站分：主电站，为全船正常工作提供电力；“停泊电站”，在船舶停泊时提供电力；“应急电站”，在船舶遇到紧急情况下提供电力；“特殊电站”，向船舶上各种特殊设备提供电能，如说雷达、发报机、广播等装备。

（2）电力网。船舶上的电力网也是电气系统的重要组成部分，将电站的电能稳定地传输到各个用电设备。电力网的安全可靠，对于船舶的稳定运行起到巨大的作用，船舶电力系统的性质决定了电力网必须保证安全可靠供电，要求关键的设备采用多回路供电，一旦输电线路局部发生破损或接地，必须保证设备的安全供电，同时隔离故障减小影响，采取最快的措施对故障进行处理。船舶电力网分为：“电力输送网”为船舶上的各种重要机械进行供电，“照明电网”负责提供照明设备用电，“弱电装置电网”为一些装置提供电力，“应急电网”，提供应急动力和照明用的。

2 船舶电气系统的常见故障

（1）电气接地故障。电气接地故障主要是电力网线路造成的接地故障，船舶上的电力线路由于经常受到外力的拉扯、摩擦，很容易使线路的绝缘外皮发生破损，造成绝缘水平降低，一旦发生绝缘击穿则造成接地故障或者短路故障，威胁人身安全及船舶的正常运行。

（2）发电机故障。发电机电压不能及时建立，一般是由于磁场失磁造成的，可尝试按充磁按钮进行电压恢复。发电机电压异常，如突然失压、电压波动过大，可能是发电机的自动恒压励磁装置发生异常引起的。

（3）主配电板故障。发电机主配电板易发的故障有：主配电板跳闸故障，主配电板不闭合故障。励磁调速系统出现故障，在单台发电机提供电力时，发电机的出口端电压易受负荷的冲击，经常造成电压匹配的条件不能满足，励磁调速系统可能受到较大的影响。

（4）电动机故障。船舶上的电动机在作业时，经常出现过负荷现象，电压波动也会对发电机造成较大的危害，由于船舶上的大型负荷较少，易发生三相不平衡情况，由于电动机长时间工作，易造成内部绝缘下降，发生绕组的短路，这些故障都会伴随着温度的升高，因此，加强对发电机温度的监测，是诊断发电机是否发生故障的重要参数。

3 船舶电气系统故障处理原则

对于船舶电气系统的维护，人们积累了大量的实践经验，处理故障必须按照一定的原则和步骤。

（1）安全原则。要求在对故障的排查与处理过程中，必须切断所有电源，挂接地线及安全警示牌，严禁工作人员进行带电操作，提高运维人员的安全性。要保证在开展检修工作时，应急电源的可靠供电，必须提供足够的照明及基本检修设备的正常工作，尽量减小电压的波动。

（2）顺序原则。对船舶电气故障进行检修处理，必须按照一定的顺序进行，既可提高安全性，又能提高工作效率。首先，先动态后静态的原则，即先检修处于工作状态的设备，及时对故障进行处理。然后再对非工作状态的设备进行检修。第二，遵循先易后难的原则。即先对结构简单的部位进行排查。第三，遵循从外部到内部的原则。即先检查设备的外部情况。

4 船舶电气系统故障诊断策略

（1）发电机故障诊断。船舶发电机的故障类型较多，常见的故障有：机端电压不能及时建立、机端电压出现异常状态（突降或波动较大）、发电机出现逆功率及出现内部绝缘问题等。第一，机端电压不能够及时建立。该故障为船舶发电机最常见的故障，引起该故障的原因基本上是内部的磁场出现消磁了，因此，针对该类故障采取的处理策略是按动发电机的充磁按钮进行增加磁场。第二，机端电压发生异常状态。该类故障对于船舶电气系统的影响是比较严重的，引起的原因很可能是发电机的自动恒压励磁装置发生异常，及电气线发生短路或断路。第三，内部的绝缘受到损害。该类故障也是常见故障，造成绝缘损伤的主要原因是长时间使用没有进行维修保养造成的，因此，对于船舶的发电机，工作人员一定要定期的进行维护和检修，延长发电机的使用寿命。

（2）配电板故障诊断。配电板是船舶电气系统的重要组成部分，将发电系统的电能分配到各个用电设备上，由于配电板经常动作，发生故障的概率也比较大。配电板常见的故障有：跳闸故障、主板不闭合故障以及励磁调节故障等。跳闸故障是发生概率最高的，一般是由于线路发生短路、出现过载现象或者发电机逆功率造成的。针对该类情况，故障处理最有效的措施是：对配电板继电保护的整定值进行重新调整，按船舶的负荷情况对过载线路、设备进行分级卸载。配电主板不闭合故障，指的是在控制系统闭合命令发出以后，主板开关没有能够立即动作，甚至1min以后，主板开关依然没有完全闭合。该故障处理的策略是：检查配电主板的运行状态，对于未能闭合的主板开关改用手动的闭合方式，完成主板的闭合。除了上述两种最常见的电气故障外，还有电力网故障故障等。在电力网故障中，发生概率较高的故障为，电气接地故障、短路故障、继电器故障等，对于电力网故障，由于线路结构简单，比较容易找出故障的位置，及时的排除故障。

5 结语

现代船舶电气系统运用了大量的电气设备，电气故障多种多样，本文简要对船舶电气故障的类型、特点、检修原则及检修策略进行论述，在现有的理论基础上结合现场的实际经验，提出了几点故障处理措施，希望广大同业人员互相借鉴。

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1671-0711（2016）07（上）-0043-02