船舶电气设备故障及其对策分析

江东坡

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226000）

船舶电气设备故障及其对策分析

江东坡

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226000）

现代科学技术水平飞速发展，我国在船舶制造领域也取得了长足进步，船舶电气设备的自动化程度也越来越高。船舶电气设备作为船舶的重要组成部分，其对船舶的安全航行起着至关重要的作用。因此，只有弄懂了船舶电气设备的相关概念，掌握了船舶电气设备常见故障的分析及应对措施，才能确保船舶的平稳运行。

船舶；电气设备；故障

船舶电气设备作为船舶的重要组成部分，其对船舶的安全航行起着至关重要的作用。远洋船舶长期在海上航行，远离大陆，遇到紧急情况时缺少必要的技术支援，同时，海上环境复杂，湿度较大。船舶电气设备经常受到船舶震动、盐分侵蚀等因素的影响，容易发生电气设备故障。为确保船舶安全稳定的运行，船舶机电维护人员需要迅速发现船舶电气故障，分析故障原因，及时采取对策处理电气设备故障。本文将系统介绍船舶电气设备的相关知识，有助于提高机电维护人员对船舶电气设备故障的分析水平，有利于电气设备检修维护工作的开展。

1 船舶电气系统的构成

1.1 船舶电站

船舶电站是船舶电气系统的重要组成部分，它可以为全船持续不断地供应电能。船舶电站是由原动机、发电机、变压器和配电板等相关设备组成的。发电机组是船舶电站最为重要的装置，它将化学能转换为电能。发电机组发出的电能通过配电板来控制及调配。目前大多数船舶多使用柴油机作为发电机组的原动机，设置2至3台发电机组，由单独设置的高速柴油机驱动，为船舶提供动力通过船上的变压器调节电压等级，供船舶日常使用。为了使船舶在航运、停泊、应急情况等不同工况下能够连续进行供电，船舶一般配置以下几种电站：①主电站，正常情况下向全船供电；②靠泊电站，靠泊状态且没有岸电供应时，给船舶供电；③应急电站，在紧急情况下，给船舶必要的设备供电；④特殊电站，向全船的助航设备（雷达、测深仪、测速仪等）供电，同时需要满足稳压、稳频的特殊要求。

1.2 船舶电力网

船舶电力网是船舶电气系统的一个组成部分，电力网将船舶电站所产生的电能通过电缆的传输，经过配电板、分配电箱等电力分配装置，运送至全船各个用电装置处。船舶电力网的最基本要求就是安全可靠，即使在船舶电力网发生故障或发生局部故障的情况下，仍能保证对相关电气设备实现供电，并限制故障的进一步发展，将故障的影响控制在最小范围内。船舶电力网根据供电类型可分为以下几种：

①船舶电力网，由主配电板供电，供应船上各类辅机的电力拖动；②照明电网，供应船舶的照明使用；③弱电装置电网，供应给车钟、舵角指示、电话等设备使用；④应急电网，供应船舶的应急照明和应急动力（如2号舵机电源）使用；⑤其他装置电网，供应给充电设备、莫斯灯使用。

2 船舶电气系统常见故障及原因分析

2.1 发电机故障

（1）发电机失压。发电机启动初始阶段，原动机转速已达到额定值，但发电机无法建立电压。产生这种故障的原因一般为磁场失磁，可以试着按充磁按钮，恢复电压。

（2）发电机电压异常。发电机运行时，电压突然出现电压波动过大或者失去电压。产生这种故障的原因一般是由于发电机的自动恒压励磁装置异常工作。

（3）发电机逆功率。当发电机并联运行时，其中一台发电机出现故障时，逆功率保护在3-10秒内发生。产生这种故障的原因可能是并车参数有误。

（4）发电机绝缘不良。发电机内部出现电缆线松动、发电机受潮、发电机机械性损伤，都会使绝缘电阻值降低，这也是发电机常见的故障。

2.2 主配电板故障

（1）主配电板跳闸故障。过流、过载、逆功率、失压都会引起主配电板空气开关的跳闸。针对这些情况，要根据船舶电站的实际情况进行负荷卸载，确保励磁恒压装置的可靠工作是防止主配电板跳闸的主要手段。

（2）主配电板不合闸故障。当主配电板的合闸信号正常发出3秒后，因主配电板空气开关机械故障或电气问题无法合闸。当额定转速达到标准要求，5秒内电压不能达到额定电压的95%，当自动同步系统命令信号发出60秒后，自动同步并车仍旧不能够实现，可在主配电板上将自动运行模式修改为手动运行模式，采用手动并车的方式操作。

（3）励磁调速系统故障。当发电机并联运行时，有功功率平均供电，电流出现较大差异，系统无法平稳分配无功功率。当一台发电机运转供电时，端部电压受到较大的电流冲击，导致电压相等的条件不能够满足，手动并车或自动并车的功能就会受到较大影响。

2.3 电动机故障

电动机故障常常会出现高温预警现象，电源电压波动、三相电压不均衡，电动机励磁绕组短路，励磁绕组碰地都会导致温度超过预定值，如果没有及时发现，设备继续运转，电动机内部就会冒烟，发生严重的故障。所以在船舶运行过程中要做好设备的冷却工作，同时还需要用点温计实时测量电动机温度，以此判断电动机是否有发生故障的可能。

2.4 船舶电网系统故障

（1）电气系统接地故障。船舶电气系统发生接地故障，船舶电力网线在使用的过程中，会造成接地故障。船舶由于震动、外力拉扯、电缆外皮摩擦，而导致电缆的绝缘外皮发生磨损，导致电缆的绝缘性大幅降低，从而发生故障。

（2）热继电器故障。热继电器在电路回路中主要起过载保护作用，热继电器上的电流设定值与被保护电机的额定电流值要基本一致。热继电器在电路回路中的故障主要体现为：用电设备正常，热继电器频繁动作。这种情况发生的原因为采用的热继电器设定电流值小于被保护电机额定电流值，应重新调整热继电器上的电流值。热继电器不动作，电机烧毁。这种情况发生的原因为电流过大，瞬间击穿电机设备。热继电器已松动没有完全插牢或热继电器端头已变形老化导致未起到保护作用。

3 船舶电气系统故障处理原则

（1）安全原则。在对船舶电气故障检修前，必须将所有电源全部切断，并在所检修的工作区域内设置安全警告标志。在进行电气设备检修作业时，严禁带电作业。在检修过程中，应保证应急电源的可靠供电，确保检修区域照明充足。如果船舶在航行过程中，必须要带电检修时，必须确保有两人以上协同作业，并做好监护应急处置措施。

（2）顺序原则。在对船舶电气故障进行检修时，应当遵循相应的顺序进行检修，既可保证检修时的安全系数，也可以提高检修时的作业效率。①先易后难原则。在检修电气设备故障时，要先处理简单、直观的故障，后处理困难、棘手的故障。②由外到内原则。在不拆解电气设备的前提下，先对电气设备的外部故障进行排查，以缩小检修故障的范围。③先动态后静态原则。先检查处于工作状态下的电气设备，确保其正常工作后，再去对非运行的电气设备进行检查。④先机械后电气原则。如果电气设备是机械和电气的复合型设备，机械故障往往是导致电气设备系统故障产生的原因，所以就要先检查机械故障，后检查电气故障。

4 船舶电气系统故障判断依据

（1）通过观测判断故障。通过观察电气设备的外部是否发生形变和监测电气设备表面的参数仪表来判断电气设备是否发生了故障。检测电气设备表面的仪表所示参数，可以清晰地对电气设备运行状态实时了解。如需要对电气设备进行检修，首先应观察电气设备的元器件是否产生形变。

（2）通过声音判断故障。通过声音变化也是可以判断电气设备是否发生了故障。如电气设备正常运行，声音是规律均匀的，如发生故障时，声音就会出现异响。

（3）通过气味判断故障。通过电气设备发出的气味也可以判断电气设备是否发生了故障。电气设备的表面使用绝缘体材料包裹，在电气设备正常运行状态下，温度是不会超过绝缘材料的允许范围，所以不会产生异常气味。但是，电气设备发生短路、过载等情况时，温度急速升高，超过绝缘材料允许范围，造成绝缘材料表面焦熔，会散发出焦味。如果电气设备散发出焦糊味，说明肯定出现了故障。

（4）通过仪器来判断故障。借助各种测量仪器可以判断电气设备是否发生了故障。船舶进入运行状态时，机电维护人员需要定时对船上运行的电气设备进行数据监测。用钳型电流表测量实际电流，用绝缘表测量阻值，用万用表测量实际电压。如实际参数与额定参数产生较大差异，即电气设备发生了故障。

5 船舶电气系统故障处理对策

（1）积累经验。对船舶电气设备的使用和维修积累实践经验。做好日常电气设备的保养维修记录，对电气设备易发生的故障原因做好总结分析。检修时多利用检测仪器，根据测量的实际参数，以此推测故障的原因，缩小检查范围。

（2）替换设备。如判断为某一块电路板发生故障时，可将问题电路板拆下，将同样型号的备件替换上，观测故障是否被排除，如故障解决，则判断为该电路板故障，如仍存在故障，则需要继续判断排除故障。

（3）短路设备。继电器、接触器组成了船舶控制电路的回路。当某一处触点发生故障时，可用黄绿短接线将该触点短接，如设备能正常运行，则故障排除，表明该触点存在接触不良或触头老化的问题。但是，此方法仅仅是排除设备故障的临时对策，切不可将短接线作为电路回路中的开关使用。

6 结语

随着现代船舶技术水平的飞速发展，船舶电气系统的自动化水平也越来越高，随之而来的船舶电气设备发生故障的频率也随之提升，从而加大了对船舶电气设备的检修难度。本文系统介绍了船舶电气系统的的构成，分析了船舶电气系统常见的故障及产生原因，并且介绍了船舶电气系统故障的处理原则和对策。希望可以在船舶的日常维护和电气设备的检修方面给予机电维护人员一些参考。

[1]丛培亭.船舶电站[M].北京：中国书籍出版社，2002

[2]文元全.船舶电气[M].北京：人民交通出版社，2002

[3]郭江荣，麻亚东.船舶电气设备的故障处理对策[J].中国水运（学术版），2007,7（12）.

[4]孙鲲.浅谈船舶电气设备的故障及维护方法[J].黑龙江科技信息，2014（08）.

U665

A

1006—7973（2017）10-0018-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.007