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(duì)船舶電氣系統(tǒng)的基本組成進(jìn)行簡單闡述后，對(duì)船舶電氣系統(tǒng)常見故障排除方法進(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)由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)、以及由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)系統(tǒng)、測量儀器儀表、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)在長期使用過程中，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

2、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(duì)小型船舶電氣的基本組成和常見故障進(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1船舶電氣系統(tǒng)的基本組成1.1船舶電站通過化學(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。原動(dòng)機(jī)的主要任務(wù)是通過燃燒柴油等化學(xué)材料，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)

3、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^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(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(fù)載由電動(dòng)機(jī)類動(dòng)力負(fù)載、照明類的單線負(fù)載、測量儀器儀表、控制裝置等組成船舶電氣負(fù)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(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(yùn)行或檢修維護(hù)過程中發(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)行過程中常見的、簡單的通病故障，提高故障排查效率和處理質(zhì)量。另外，要充分掌握各種測試和檢驗(yàn)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(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)法有斷路器開關(guān)、繼電器、接觸器

6、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船舶電氣常見故障及處理3.1發(fā)電機(jī)故障及處理發(fā)電機(jī)常見故障及處理在日常檢修維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)常見故障主要包括以下多個(gè)方面：（1）發(fā)電機(jī)不能勵(lì)磁，電壓不能建立，測控系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)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(lì)磁磁場；（2）發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓異常，如突然

7、失壓、電壓波動(dòng)較大等。發(fā)生發(fā)電機(jī)電壓異常主要與集電環(huán)電路有關(guān)，需要對(duì)集電環(huán)引線、彈簧性能、以及電刷性能進(jìn)行認(rèn)真檢測。（3）發(fā)電機(jī)逆功率。此種故障主要是由于發(fā)電機(jī)并車（并網(wǎng)）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起，應(yīng)檢查參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性。（4）發(fā)電機(jī)絕緣性能降低。要加強(qiáng)日常檢修維護(hù)力度，尤其是要注意潮濕、機(jī)械損傷等引起發(fā)電機(jī)絕緣性能大大降低問題。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)開關(guān)跳閘保護(hù)，不能正

8、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題，于是找來相同型號(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主配電板常見故障及處理負(fù)荷電流突然增加

9、、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。322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（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(jī)自動(dòng)起動(dòng)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(shí)，發(fā)現(xiàn)僅有12.8V,而正常值應(yīng)為24V，于是判斷

10、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(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(duì)于電力網(wǎng)常見的故障，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

11、故。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(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)備故障及處理電機(jī)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等用電設(shè)備故障是船舶電氣系統(tǒng)較常見的故障。船舶電氣設(shè)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(jìn)行故障排除。在日常檢修維護(hù)工作中，應(yīng)加強(qiáng)檢修維護(hù)力度，為用電設(shè)備營造較好的運(yùn)行環(huán)境，確保其具有較高的運(yùn)行性能4結(jié)束語船舶電氣系統(tǒng)除了上述常