小型船舶電氣系統(tǒng)常見故障及解決措施探討

1、小型船舶電氣系統(tǒng)常見故障及解決措施探討摘要：在對船舶電氣系統(tǒng)的基本組成進行簡單闡述后，對船舶電氣系統(tǒng)常見故障排除方法進行了分析。最后，從發(fā)電機、主配電板、電力網(wǎng)、電氣設備等方面，對小型船舶電氣系統(tǒng)常見故障及解決措施進行了詳細探討研究。關鍵詞：船舶電氣；發(fā)電機；主配電板；電力網(wǎng)由柴油機、發(fā)電機、電力網(wǎng)、以及由開關設備、保護系統(tǒng)、測量儀器儀表、控制設備等組成的船舶電氣，是小型船舶安全可靠航行的核心動力設備。小型船舶電氣系統(tǒng)在長期使用過程中，由于受到系統(tǒng)自身因素（如設計制造、材料選擇、安裝工藝、調試水平等）和外部條件（如負載容量急劇增加、檢修維護措施不完善不到位、機艙運行環(huán)境較為惡劣、海上氣象條件較

2、差等）的影響，就可能導致電氣設備的性能水平和技術狀態(tài)不斷下降，引起電氣設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，給航行帶來較為安全隱患。因此，對小型船舶電氣的基本組成和常見故障進行分析探討，并有針對性的采取對應故障排除方法措施，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踐應用研究意1船舶電氣系統(tǒng)的基本組成1.1船舶電站通過化學能的轉化，船舶電站為船舶電氣系統(tǒng)正常運行提供可靠電能資源，通常由原動機、發(fā)電機或成套發(fā)電機組與配電板共同組成。原動機的主要任務是通過燃燒柴油等化學材料，轉換成對應

3、的機械動力能，驅動發(fā)電機旋轉。發(fā)電機組的主要任務是在原動機的機械驅動作用下，切割定子磁場而形成電能，然后經(jīng)配電板將實現(xiàn)對電能資源的輸送、分配及調控。原動機按照動力裝置不同，主要包括柴油機、燃氣輪機及汽輪機等諸多類型，相應發(fā)電機組包括柴油發(fā)電機組、燃氣發(fā)電機組及汽輪發(fā)電機組。1.2船舶電力網(wǎng)電能經(jīng)船舶電站配電板后，根據(jù)終端負荷位置經(jīng)電纜傳輸?shù)倪^程，就組成了船舶電力網(wǎng)，也即從船舶電站主配電板開始，經(jīng)各種種類、截面電纜的傳輸，最后經(jīng)分配電裝置達到船舶終端電氣設備的網(wǎng)絡就成為船舶電力網(wǎng)。按照功能作用的不同，船舶電力網(wǎng)通常包括：船舶動力電力網(wǎng)、船舶照明電力網(wǎng)、應急供電電力網(wǎng)、弱電裝置供電電力網(wǎng)、以及類似

4、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電氣負載由電動機類動力負載、照明類的單線負載、測量儀器儀表、控制裝置等組成船舶電氣負載，也是電能消耗用戶2船舶電氣系統(tǒng)常見故障排除方法2.1替代法替代法實際就是采用同型號、同性能的相同產(chǎn)品替代可能存在問題的功能單元。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，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、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，則可以認為判定準確；若故障沒有排除，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

5、法的使用需要船舶上配備故障率較高或采購周期較長的電路板或元器件備用件，以便日常運行或檢修維護過程中發(fā)現(xiàn)故障及時更換處理，提高故障排查及處理效率。2.2經(jīng)驗排除法經(jīng)驗排除法是船舶電氣系統(tǒng)檢修維護的重點，在日常電氣系統(tǒng)養(yǎng)護過程中，工作人員應對相關故障現(xiàn)象及排除處理做好詳細記錄，并不斷總結歸納以形成船舶電氣系統(tǒng)使用及檢修維護豐富的實踐工作經(jīng)驗，以便對船舶運行過程中常見的、簡單的通病故障，提高故障排查效率和處理質量。另外，要充分掌握各種測試和檢驗儀器儀表工作原理，并能從各種檢測數(shù)據(jù)信息中可靠提取故障信息，以對故障進行進一步的準確排除和檢修，提高故障排查效率。2.3短路試驗法有斷路器開關、繼電器、接觸器

6、等相關觸點組成控制電路而言，當發(fā)現(xiàn)某個觸點疑似出現(xiàn)故障時，則可以采用測試導線將該觸點進行短接，如果故障得到排查，則可以準確進行故障定位，即可表示該觸點存在接觸不良、燒損等問題。但采用短路試驗法，只是進行故障點查找，切記在故障排除后拆除掉，避免由于短接線存在導致電氣系統(tǒng)相關操控不能正常動作，引起較大的事故發(fā)生。3船舶電氣常見故障及處理3.1發(fā)電機故障及處理發(fā)電機常見故障及處理在日常檢修維護工作中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機常見故障主要包括以下多個方面：（1）發(fā)電機不能勵磁，電壓不能建立，測控系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。此故障的主要原因是磁場失磁，通?？梢酝ㄟ^持續(xù)按充磁按鈕來建立勵磁磁場；（2）發(fā)電機運行時電壓異常，如突然

7、失壓、電壓波動較大等。發(fā)生發(fā)電機電壓異常主要與集電環(huán)電路有關，需要對集電環(huán)引線、彈簧性能、以及電刷性能進行認真檢測。（3）發(fā)電機逆功率。此種故障主要是由于發(fā)電機并車（并網(wǎng)）參數(shù)設置不當引起，應檢查參數(shù)設置的準確性。（4）發(fā)電機絕緣性能降低。要加強日常檢修維護力度，尤其是要注意潮濕、機械損傷等引起發(fā)電機絕緣性能大大降低問題。發(fā)電機故障處理實例分析（1）故障現(xiàn)象：某船舶柴油發(fā)電機組發(fā)電機為無刷同步發(fā)電機，當發(fā)電機處于空載或輕載運行工況時，發(fā)電機系統(tǒng)的所有參數(shù)均表表現(xiàn)正常；一旦發(fā)電機帶上較重負載時，則發(fā)電機電壓就會持續(xù)下降，且下降幅度較快，工作電流也急速上升，進而導致發(fā)電機主保護開關跳閘保護，不能正

8、常穩(wěn)定工作2。該發(fā)電機勵磁系統(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)，柴油原動機在發(fā)電機各種工況下均沒有出現(xiàn)異常運轉聲音，于是可以判斷故障發(fā)生在發(fā)電機，同時發(fā)電機頻率表沒有較大波動，而電壓卻發(fā)生較大波動，于是初步判斷故障發(fā)生在勵磁系統(tǒng)，具體表現(xiàn)勵磁電流太小不能帶動重負載。（3）故障處理：首先檢查AVR電壓調整器性能，一切正常。經(jīng)發(fā)電機解體，認真檢查勵磁機和旋轉整流器時，發(fā)現(xiàn)旋轉整流器中起著哄一只二極管存在燒損斷路問題，于是找來相同型號備用二極管進行更換處理，經(jīng)調試恢復后，發(fā)電機帶負荷運行性能正常，故障得到有效排除。3.2主配電板故障及處理主配電板常見故障及處理負荷電流突然增加

9、、短路、逆功率、整定值錯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，實行分級卸載、確保勵磁穩(wěn)壓系統(tǒng)安全可靠動作、準確核定保護裝置整定值等，是確保主配電板可靠運行的重要措施。322主配電故障處理實例分析（1）故障現(xiàn)象:某船舶備用主發(fā)電機，其在手動起動時一切正常，但配電板發(fā)出重載報警時備用主發(fā)電機不會自動起動并車（并網(wǎng)）提供電能資源。（2）故障原因分析：從故障現(xiàn)象來看，初步判斷備用主發(fā)電機自動起動控制系統(tǒng)存在故障。開箱檢查并未發(fā)現(xiàn)燒損和接線處明顯脫落問題，但發(fā)現(xiàn)控制箱電源指示LED燈其亮度偏差。采用多功能萬用表測量控制箱電源電壓時，發(fā)現(xiàn)僅有12.8V,而正常值應為24V，于是判斷

10、備用主發(fā)電機不能自啟動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)自動控制系統(tǒng)充放電板與蓄電池間的電源電纜存在虛接問題，不能有效充電，蓄電池電壓只有12.8,不能滿足自動起動控制箱PLC工作電壓24V需求。（3）故障處理：緊固充電電纜，并檢測其它功能單元滿足要求后，重新起動，備用主發(fā)電機自動起動控制性恢復正常運行工況，故障得到有效排除。3.3電力網(wǎng)故障及處理331電力網(wǎng)常見故障及處理電力網(wǎng)涉及范圍較廣，常見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。對于電力網(wǎng)常見的故障，應加強船舶電力網(wǎng)日常檢修維護力度，一旦發(fā)生存在安全隱患，應采取更換處理措施，避免安全隱患演變成事

11、故。電力網(wǎng)故障處理實例分析（1）故障現(xiàn)象：保護裝置動作提示分支（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60m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后，對故障點絕緣進行處理后，故障得到有效排除。3.4用電設備故障及處理電機系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等用電設備故障是船舶電氣系統(tǒng)較常見的故障。船舶電氣設備的故障現(xiàn)象、類型等較多，無法全部列舉，但可以圍繞絕緣變化等方面進行故障排除。在日常檢修維護工作中，應加強檢修維護力度，為用電設備營造較好的運行環(huán)境，確保其具有較高的運行性能4結束語船舶電氣系統(tǒng)除了上述常