船舶电气系统故障和保障措施的分析

周均怡 陈伟 潘银飞

摘 要：船舶电气系统故障的出现将在极大程度上对船舶的正常运行造成影响，为减免因船舶电气故障而给船舶带来的损失，本文重点就“船舶电气系统故障和保障措施的分析”这一话题展开了探讨，就船舶电气系统日常运行过程中所存在的系统故障进行分析，为找寻更为合适的电气系统维修手段积累经验，以此来实现提升船舶电气设备安全性的根本目的。

关键词：船舶;电气系统;故障;保障措施

中图分类号：U665          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）06-0105-03

1船舶电气系统故障概述

船舶电气系统是船舶中极为重要的一部分，通过对其功能进行划分，我们大致可以将其划分为9种，其分别是船舶电力系统、船舶电力推进装置以及照明系统、通讯系统、导航系统等。其中，船舶电力系统主要负责将化学能转化为电能，从而为船舶中的各类用电器提供电能，而电力推进装置则主要负责为船舶行驶提供充足的动力支持。船舶中的照明系统、通讯系统与导航系统则主要负责为船舶提供照明、无线电通话以及内部通讯与导航等。虽然随着船舶电气系统的逐步发展，其供电过程中的安全性与供电效率均有了一定的提升，但其船舶电气系统在长期使用的过程中难免会出现一些故障。这些电气系统故障的出现不仅仅可能会对船舶的正常行驶造成一定的影响，甚至还有可能会导致安全事故的发生，从而对船舶中工作人员的生命健康安全造成威胁。因此为避免此类现象的出现，我们首先需要对船舶电气系统使用中所常见的故障进行了解。首先，船舶电气系统在日常使用中最为常见的故障便是电磁安全隐患。导致这一故障的主要原因是外界环境因素的影响，船舶在行驶的过程中难免会遇到一些极端天气，这类天气既会对船舶的行驶造成严重影响，同时还会导致船舶电气系统受到严重的电磁干扰，从而导致其出现故障。电磁安全隐患这类故障不仅会对导航以及通信等功能的正常使用造成影响，同时还有可能会导致电气设备中的电磁元件产生损坏，从而导致火灾的发生。其次，常见的船舶电气系统故障还包括有系统设备错误率较高。导致船舶电气系统出现这一故障的原因有多样性，例如外界天气因素与人为因素等均有可能导致这一故障的出现。而这一故障的出现不但会导致船舶中的諸多电气设备无法正常运行，同时还会导致船舶中的管理人员对当前船舶电气系统的运行状态出现误判。除此之外，常见的船舶电气系统故障还有操控系统故障。导致这一故障的发生原因往往为控制线路设计较为简单所导致的。当前船舶中所使用的电气控制系统大都均为单一的控制线路，但在这一控制线路中若某一用电器出现了故障将会直接影响到控制系统对船舶中其余用电器的控制。控制系统故障这一问题不仅仅会对船舶中多种用电器的管控造成影响，甚至还会影响到船舶工作人员对船舶行驶方向及动力提供的控制，因此电气控制系统故障在船舶运行过程中是极为危险的。最后，在常见的船舶电气系统故障中还包括有接地故障。为了保障船舶中多种用电器的用电安全，船舶中的用电器往往均设计了接地线路，但当接地线路出现故障时也会直接导致用电器无法使用，甚至还有可能会对用电器的硬件设施造成一定的损害。

2 船舶电气系统故障处理技术分析

为了应对船舶电气系统所出现的诸多故障，我们特设计了相应的船舶电气系统故障处理技术。当前我们所常用的船舶电气系统故障处理技术大致有两种，其分别是故障定位技术与故障接触技术，下面我将分别对其进行简要论述。

2.1故障定位技术

故障定位技术是指通过对线路进行通电，并对用电器的相关数据进行测量与比对所确定故障位置的方法。当前，在故障定位中所使用的故障定位技术大致可以分为两类，分别是短路故障定位技术与接地故障定位技术。其中，短路故障定位技术是指利用短路故障的特征，从而对电气系统的故障位置进行定位的检测技术。通常在利用短路故障定位技术时，工作人员可以使用过电流法与故障测距法两种方法对其故障位置进行精准定位，以便维修人员进行维修。过电流法的原理主要是通过利用馈线终端装置，从而对线路中的点流量进行检测，以便判断出故障区段与故障原因等数据信息。其馈线自动化系统结构图如图1所示。

故障测距法则主要是通过对电气系统线路中的阻抗进行测量来判断故障地点的方法。在利用阻抗法对故障位置进行判断时，工作人员首先需要对船舶电气系统中的馈线进行分段，其次，工作人员还需要对其故障时所测的各项数据进行分析与计算，从而测得馈线中各处的阻抗值，以便判断出故障的位置。虽然阻抗法可以较为准确地判断出电气系统故障的区段，但这一方法不仅需要耗费大量的人力资源，还会造成大量时间的浪费。为进一步提升其故障定位效率，我们对阻抗法进行了一定的完善，从而形成了电流对比法。电流对比法是指通过对船舶电气系统中的线路电流进行监测，从而实现对故障位置的判定。与传统的阻抗法相比，这一方法不仅工作效率更高，同时其准确率也有一定的提升。在故障定位技术中工作人员不仅仅会对短路故障定位法进行应用，同时还会应用接地故障定位方法。接地故障定位方法主要是针对产生接地故障所设计的故障位置定位方法。接地故障定位方法的原理主要是通过对电气系统的接地线中注入特殊的信号电流，从而判断其故障点的位置。这一方法不仅仅具有简单、便捷的特点，同时还具有较高的准确性。除此之外，接地故障定位法还具有较高的定位效率，利用该方法维修人员可以及时找到故障产生位置，从而对其进行维修以免影响到船舶电气系统的正常运行。

2.2故障接触技术

故障接触技术是针对接触类故障所设计的故障处理技术。接触故障是指由于触头以及线路接触点出现故障而引发的故障问题。接触类故障不仅仅会直接影响到用电器的正常供电及使用，同时还会使得船舶电气系统中的用电器出现数据信息错误等问题。并且由于在船舶电气系统中不仅仅拥有多种类型的用电器，同时还具有较多的开关与触头系统，因此在长时间的使用过程中难免会出现接触类故障问题。通常船舶电气系统中用电器接触类故障的表现大致为开关及供电线路触头出现过热的现象。触头过热这一问题不仅会导致用电器出现超负荷运转，从而对其用电器的使用年限造成一定的影响，同时触头过热这一问题也会导致用电安全隐患的提升，甚至还会导致火灾等问题，对工作人员的生命健康安全造成严重的威胁。除此之外，船舶电气系统中的用电器接触类故障往往还会表现为触头磨损。触头磨损这一现象往往出现在开关处，由于开关需要长期进行位移，因此在长期的使用过程中难免出现机械磨损以及触头接触不良等问题。并且用电器开关在使用的过程中还极有可能会出现电磨损的现象，这主要是由于电弧或电火花在开关中产生所导致的。再者，接头熔焊也是常见的接触类故障的表现之一。在上文中曾提到开关在闭合的过程中极有可能会产生电弧与电火花，而电弧与电火花的产生将会产生较高的温度，从而对接头造成严重的损伤。通过对相关数据进行分析，我们可以发现电弧与电火花的温度可以达到3000℃-6000℃，而开关接头由于其焊接区均在0.1mm-1mm之间，因此其承受温度大致为105℃。因此，在长期的使用过程中其接头极有可能会出现熔焊的现象而影响到其用电器的正常使用。并且用电器在使用过程中，其开关触头的电流甚至还会达到开关额定电流的10倍以上，从而产生大量高温对开关造成严重的损害。

3船舶电气系统故障保障措施

为解决船舶电气系统在实际运行过程中出现的系统故障，而给船舶运行造成的影响等一系列问题，本文相应地提出了船舶电气系统故障保护措施。以此来保障船舶电气系统的安全，此外还需要做呼吁号召工作，鼓励船舶电气系统的相关工作人员能够利用多样化的故障监测方法做好故障预测、监测工作，尽可能减少船舶电气系统故障出现的频率，保障船舶电气系统的安全运行。

3.1电气系统故障监控

电气系统故障监控的出现是为了给以船舶电气系统运行提供一个相对安全的运行环境。相关工作人员需要具备专业的电气系统故障监控素养，在电气系统运行过程中做好故障监控准备，将电气系统故障控制在一个可控范围内。一旦船舶电气系统在实际运行过程中因相关因素出现系统故障时，故障监控人员可以第一时间监测到系统故障，进而及时在船舶内部拉响警报，进一步通知到各个部门，针对所出现故障做出故障种类辨别，以此来采取相应的故障解决措施，争取在第一时间内做出正确的解决措施，将船舶电气系统的损失降到最低，进一步保证船舶电气系统的安全运行。

3.2电气系统故障预测

基于近年来电气系统故障一直频频发生在船舶电气系统运行过程中，严重影响了船舶电气系统的安全运行。实践表明，可以通过电气系统故障预测来对船舶电气系统故障进行一定的预防。电气系统预测工具能够根据电气系统所反馈回来的相关信息进行系统安全数据的分析、检测，一旦电气系统存在一定的问题，故障预测系统能够提前检测出来，进而提醒系统检测技术员在第一时间对船舶电气系统进行相关处理，将一些潜在的风险因素转化为可控范围内的风险，同时为后续系统故障预防做好技术铺垫。只有这样才能在实质上保障船舶电气系统的安全运行，为船舶电气系统的运行创造一个稳定、安全的运行环境，保障船舶系统的整体效益。

4小结

综上，当前我国社会经济正处于一个迅速发展的阶段，基于此种社会背景之下我国的船舶制造技术水平也在不断提升，同过去相比我国的船舶制造技术有着质的飞躍。与此同时，我国在船舶电气系统的设计上也有了很高的造诣，这将在一定程度上促使船舶电气系统应用质量能够得到更好的保障，进一步提升船舶制造领域自动化水平。为避免因船舶电气系统故障所带来的不良后果，本文重点研究了船舶电气系统的一些故障影响因素，并针对这些影响因素提出了船舶电气系统故障保障措施，以此来解决存在于船舶电气系统中的不良影响因素。总的来说，解决好船舶电气系统的故障问题于船舶制造业而言至关重要。

参考文献：

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[2]袁成岗.船舶电气系统故障分析和保障措施探讨[J].科学大众（科学教育），2017（12）：191-192.

[3]于晗，周广旭，金上玺，孟晓兰.探析船舶电气常见故障和维修方法[J].信息化建设，2016（01）：270.