船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)大連海事大學(xué)船舶安全用電和安全管理課件

1、第18章 船舶電氣和安全用電和安全管理18.1 船用電機(jī)的基本要求18.2 船舶電機(jī)常用故障及其維護(hù)18.3 船舶安全用電18.4 船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防18.5 油船電氣系統(tǒng)的安全管理18.1 船用電機(jī)的基本要求發(fā)電機(jī)是船舶電站的核心，在船舶向大型化、自動化發(fā)展的同時，電站容量越來越大。電動機(jī)是現(xiàn)代化船舶的重要動力設(shè)備。各種甲板機(jī)械、艙室機(jī)械、船舶導(dǎo)航和自動控制設(shè)備中應(yīng)用數(shù)十臺乃至數(shù)百臺電機(jī)，電機(jī)能否正常運行，直接影響到船舶的安全航行和正常工作。 船用電機(jī)在絕緣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣性能方面的要求比陸地上更高。 船用電機(jī)的基本要求 1）絕緣性能方面 船用發(fā)電機(jī)的環(huán)境工作溫度為50，船用電動機(jī)為45

2、。 要求電機(jī)能在相對空氣濕度為95%的情況下正常工作，電機(jī)繞組及其它要求絕緣的部件，必須經(jīng)防潮、防霉、防鹽霧即三防處理，同時還必須耐油。 電機(jī)繞組的冷態(tài)絕緣電阻不應(yīng)低于5M，熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不低于1 M。 2）電氣性能方面 船舶電機(jī)在電網(wǎng)電壓變化從（+6%-10%）額定值，頻率變化為5%額定值時應(yīng)能可靠工作。 3）機(jī)械結(jié)構(gòu)方面 船用電機(jī)應(yīng)有盡可能小的體積，重量要輕，結(jié)構(gòu)要緊湊，要有較好的防銹和防海水的涂層，安裝尺寸的設(shè)計要適度，還必須便于拆卸。 規(guī)范要求，在船舶長期15橫傾，22.5橫搖和7.5縱傾的情況下，各種船用電機(jī)應(yīng)能正常工作，這對電機(jī)結(jié)構(gòu)尤其是軸承提出了更高的要求。 18.2.2 三相交

3、流異步電動機(jī)的常見故障及其維護(hù) 交流異步電動機(jī)的常見故障產(chǎn)生原因及處理方法，參見表18-2。 18.2.3船舶發(fā)電機(jī)的常見故障及其維護(hù) 船舶通常采用交流同步發(fā)電機(jī)，其常見故障、產(chǎn)生原因及處理方法，參見表18-3。 18.3 船舶安全用電18.3.1 人體安全保護(hù) 1. 觸電原因由于缺乏安全用電常識或?qū)﹄姎庠O(shè)備的使用管理不當(dāng)， 觸電事故時有發(fā)生。觸電對人體傷害的程度與通過人體電流的大小、種類、路徑、和持續(xù)時間有關(guān), 電流的大小決定于人體兩點的接觸電壓和人體電阻。電流通過人體的路徑不同, 其傷害程度不同。手和腳間或雙手之間觸電最為危險。2. 人體觸電電流及安全電壓人體的觸電方式一般分三種：雙線觸電

4、：人體同時接觸兩相電壓，承受的是線電壓，危險性最大；單相觸電：在電源中性點接地的三相四線系統(tǒng)種，人體碰觸到某一相電壓，電流通過人體、船體和中性接地點形成閉合回路而觸電，相電壓對人體的危害性仍然較大；單線觸電：人體在電源中性點不接地的絕緣制系統(tǒng)中觸電，此時人體電阻與另外兩相的絕緣電阻和電網(wǎng)寄生電容串聯(lián)后接于線電壓，其危害程度取決于人體電阻、相線與船體之間的絕緣電阻和電網(wǎng)寄生電容的大小。國際上通用的可允許接觸的安全電壓分為: 人體大部分浸于水中的狀態(tài): 其安全電壓小于2.5V; 人體顯著淋濕或人體一部分經(jīng)常接觸到電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)造物的狀態(tài): 其安全電壓小于25V;除以上兩種以外的情況, 對人

5、體加有接觸電壓后, 危險性高的接觸狀態(tài): 其安全電壓小于50V。我國則是根據(jù)發(fā)生觸電危險的環(huán)境條件將安全電壓分為三種類別, 其界限值分別為:特別危險(潮濕、有腐蝕性蒸汽或游離物等)的建筑物中, 為12V; 高度危險(潮濕、有導(dǎo)電粉沫、炎熱高溫、金屬品較多)的建筑物中, 為36V; 沒有高度危險(干燥、無導(dǎo)電粉沫、非導(dǎo)電地板、金屬品不多等)的建筑物, 為65V。觸電急救注意事項 （1）就近拉斷電源開關(guān)。 （2）將觸電者置于通風(fēng)溫暖的處所, 對呼吸微弱或已停止呼吸的要實施人工呼吸搶救。觸電安全防護(hù)措施 （1）經(jīng)常檢查、維護(hù)電氣設(shè)備的絕緣和殼體的安全接地, 以消除觸電隱患; （2）禁止帶電檢修設(shè)備;

6、 （3）必須按照操作規(guī)程及正確的操作方法對電氣設(shè)備進(jìn)行操作; （4）非安全電壓便攜式電氣設(shè)備使用前必須仔細(xì)檢查; （5）電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時,最好用惰性氣體（二氧化碳）滅火器滅火。5. 觸電急救 （1）迅速脫離電源 （2）及時組織現(xiàn)場搶救 1）保護(hù)接地 為了防止電氣設(shè)備因絕緣破壞，使人遭受觸電危險而進(jìn)行的接地稱為保護(hù)接地。 保護(hù)接地是將電氣設(shè)備的金屬外殼與船體鋼結(jié)構(gòu)件作良好的電氣連接。 保護(hù)接地是用于三相三線絕緣系統(tǒng)，它的作用在于確保人身安全。 2）工作接地 為保證電氣設(shè)備在正常工作情況下可靠運行所進(jìn)行的接地稱為工作接地。如電力系統(tǒng)中性點接地的三相四線制系統(tǒng)，電焊機(jī)的接地線等，都是通過接地線構(gòu)成

7、回路而工作的。 4）其他接地 除了上述三種主要接地形式外，還有保護(hù)接零、重復(fù)接地和避雷接地等。 （1）保護(hù)接零 對于中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中工作的電氣設(shè)備，一般采用保護(hù)接零的方法，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部件與系統(tǒng)零線相接，以實現(xiàn)人體安全保護(hù)。 電氣設(shè)備的外殼直接接在系統(tǒng)的零線上。當(dāng)發(fā)生碰殼短路時，短路電線流經(jīng)零線形成閉合回路，使保護(hù)裝置能迅速動作而切斷故障設(shè)備。 （2）重復(fù)接地 在中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中，為確保接零可靠，防止因接零線斷裂而造成觸電事故，可將零線多處接地，這就是重復(fù)接地。 （3）避雷接地 為防止雷擊而進(jìn)行的接地，稱為避雷接地。 18.4 船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防1

8、）電氣設(shè)備起火的原因 （1）電氣設(shè)備的絕緣下降或損壞，電氣線路發(fā)生短路、接地等故障引起的火花；（2）電氣設(shè)備長期過載、超負(fù)荷工作，溫升超過允許值，甚至燃燒；（3）繼電器、接觸器通斷情況不良，滅弧不好； （4）直流電機(jī)換向不好，換向火花過大； （5）導(dǎo)體或電纜連接點松動，接觸不好，引起局部發(fā)熱甚至燃燒。 2）電氣設(shè)備的防火要求 （1）經(jīng)常檢查電氣線路及設(shè)備的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)接地、短路等故障時要及時排除； （2）電氣線路和設(shè)備的載流量必須控制在額定范圍內(nèi)； （3）嚴(yán)格按施工要求，保證電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量； （4）按環(huán)境條件選擇使用電氣設(shè)備，易燃易爆場所要使用防爆電器； （5）電纜及導(dǎo)線連接處要牢靠，防

9、止松動脫落。 3）電器滅火器具 對于已經(jīng)切斷電源而范圍較大的電器火災(zāi)，可使用水和常規(guī)滅火機(jī)。對于未切斷電源的電氣火災(zāi)應(yīng)采用絕緣性能好、腐蝕性小的滅火器具。船用滅火器具一般有下列幾種： （1） 二氧化碳滅火器二氧化碳絕緣性能好，沒有腐蝕性，使用后不留渣漬，不損壞設(shè)備，是一種很理想的滅火材料。使用時，不要與水火蒸汽一起使用，否則滅火性能會大大降低（2） 1211滅火器1211是一種含有一溴二氟一氯甲烷的滅火材料，撲滅電氣火災(zāi)的效果理想。適合撲滅小面積的電氣火災(zāi)，一般船舶配電板附近備有這種小型滅火器。（3）干粉滅火器干粉是碳酸氫鈉加硬脂酸鋁云母粉、石英或滑石粉等粉狀物。干粉本身無毒，不腐蝕，不導(dǎo)電。

10、滅火時，鋼瓶中的壓縮氣體將干粉以霧狀物噴射到燃燒表面，隔離空氣，使火熄滅。干粉滅火迅速，效果好，但成本高，滅火后須擦拭被噴射物，一般僅用于小面積滅火。2）第二類艙室區(qū)域與要求 油船的第二類艙室區(qū)域包括：(1)貨油泵艙；(2)水平隔離空艙；(3)貨油艙和垂直隔離空艙上面直接臨近的艙室；(4)儲藏輸油軟管的艙室；(5)貨油艙向首尾各延伸3m及離甲板高度為2.4m以內(nèi)的露天區(qū)域；(6)離爆炸性氣體出口3m以內(nèi)的露天區(qū)域。在第二類艙室區(qū)域內(nèi)安裝的電氣設(shè)備必須滿足如下要求：(1) 所按電氣設(shè)備必須是防爆式的，不得安裝插座；(2) 電纜應(yīng)選用護(hù)套電纜或穿氣密管子敷設(shè)，出入該類艙室的電纜孔應(yīng)以填料分割，防止

11、可燃?xì)怏w進(jìn)入其他艙室；(3) 所裝照明燈具應(yīng)符合鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范的規(guī)定；3）第三類艙室區(qū)域與要求 油船的第二類艙室區(qū)域包括上述第一類、第二類以外的所有艙室區(qū)域和空間。在這一類艙室區(qū)域和空間安裝的電氣獨立回路允許工作接地，露天空間安裝的插頭、插座應(yīng)具有連鎖功能，即在開關(guān)接通電源的位置，既不能插入也不能拔出，只有在斷開位置時，插頭才可以插入或拔出，以免操作時產(chǎn)生火花。沿步橋敷設(shè)的電纜應(yīng)選用足夠強(qiáng)度的護(hù)套電纜，或設(shè)有牢固的金屬罩殼，電纜和電纜管道還應(yīng)遠(yuǎn)離蒸汽管道敷設(shè)，并有防止船體變形所引起的應(yīng)力損傷電纜的補(bǔ)償措施。 擴(kuò)大的危險區(qū)：在裝卸油、裝排壓載水和清除空貨油艙氣體時, 可能出現(xiàn)大量易燃易爆

12、氣體的區(qū)域或處所。（全部露天甲板、上層建筑上面和后面及有開口直接開向主甲板的區(qū)域或處所等）。危險區(qū)：油船的貨油艙及其毗鄰的艙室空間, 貨油艙口、洗艙口、氣口、觀測口周圍, 貨油泵艙, 輸油軟管存放艙, 以及所有上述艙室頂部甲板上封閉或半封閉空間等區(qū)域。18.5.2 油船靜電起火的預(yù)防靜電的產(chǎn)生：無論是固體、液體或氣體，任何兩種不同物質(zhì)的摩擦，緊密接觸分離，受熱受壓都能產(chǎn)生正負(fù)電荷分離的靜電現(xiàn)象。導(dǎo)體 在帶電物體的影響下，也會感應(yīng)產(chǎn)生靜電荷。油船靜電的形成是一個非常復(fù)雜的過程，產(chǎn)生靜電的具體原因主要有眾多（裝卸貨油、燃油/蒸汽洗艙、大風(fēng)浪船舶搖擺和人體靜電等）。2. 燃燒和爆炸須同時具備三個基本條件：(1)有可燃性氣體；(2)有空氣或氧氣；(3)有火源或危險溫度。設(shè)法破壞燃燒和爆炸條件，避免火災(zāi)的發(fā)生。3. 油輪電氣系統(tǒng)的要求（1）不論是直流或交流、單相或三相, 只準(zhǔn)采用對地絕緣的系統(tǒng)；（2）不同電壓等級的網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)有電氣上的連接?？赡鼙┞对谪浻?、油蒸汽或氣體中的所有電纜應(yīng)有鎧裝、非金屬不透性護(hù)套, 在腐蝕性較大處所