浅析舰艇电气设备的维修与保养

2021-09-28郭飞王少泫李晓伟明朔

中国设备工程 2021年18期

郭飞，王少泫，李晓伟，明朔

（武警海警学院，浙江宁波 315000）

舰艇被看成是保护国家领土的重要力量之一，主要用于处理海上各类突发事件，保护海上交通线，执行巡航任务等。随着技术发展，舰艇电气设备结构更为复杂、技术密集化，配置大量的集成电路，自动化及模块化程度均有提升，电力电子、强电和弱电之间的界限日渐模糊化，舰艇运转阶段突发故障问题时，增加了探查与维修工作难度。在这样的背景下，相关人员在实践中不断探究舰艇电气设备便捷、有效的维修技术方法，并重视设备的保养，力争将设备故障率降至最低。

1 舰艇电气设备常用的维修方法

1.1 状态分析法

从宏观上，可以把电气设备的运行过程细化为数个阶段，实质上就是运行状态，分析电气设备运行状态的方法，叫做状态分析法。从理论上分析，电气设备故障总是在某个状态下出现的，在该状态中，经常会把电路内配置的各个电气的运作状态作为分析故障类型、严重程度及波及范围的主要凭据之一。比如，若发电机发生启动故障，检修阶段相关人员开启发电机时，要精确判别哪些电气动作、哪些触电关闭等，明确这些电器工作状态的正常与否。参照现实检测状况，结合发电机的状态信息，可以把设备状态测评分析分为4级，I、II、III、IV级对应的分别是正常、可以、不良及危险状态。将发电机的当下运转情况和各级的状态特征进行比较，若能符合相对应级别的状态状况，则可以通过实施相关检测方法进行精准处置，测评级别和测评时间的关系见图1。

图1 测评等级和时间的关系图

1.2 电路分割法

不管电气设备的构成多么复杂，但其始终是由功能相对独立的数个单元组成。一旦某个单元丧失功能，则可以确定该单元的电路中发生了故障。在具体检修实践中，需依照功能把设备电路细化为多个单元，而后结合故障表象把故障范围约束在其内单个或数个单元中。在设备电路故障检修阶段采用以上这种单元也被叫做电路分割法，有助于简化电路，缩小故障的探查范畴，提升故障查找工作效率。

1.3 类比法

针对运转阶段突发故障异常的电气设备，如果技术人员对其内部构造、属性与运转状态缺乏全面了解，可以将其和同类型状态、功能完好的设备进行比对，参照对比结果判断故障位置。例如，当提供的设备运行相关资料不齐全时，可以比较故障设备当下的直流电阻值与同型号且运转正常的线圈，进而更科学的判断出某一线圈内部是否存在着匝间短路的情况。

2 提升舰艇电气设备检修与养护工作质量的策略

2.1 定期检查舰艇电气系统

以往由舰艇电气设备引起的很多安全事故都存有一定潜伏期，若在潜伏期中能精准排查出隐患，则有益于降低安全事故的发生率。故而，需指派专业技术人员定期检查电气系统，尽早发现故障问题，及时解除问题。为了使舰艇电气系统发生故障问题阶段，能够有充裕时间与配套设施进行处理，则最好将舰艇电气系统的检查时间设定在其靠岸休息时段，督导相关人员严格依照相关规范检查电气系统。同时，根据新增材料、设备、任务特点，动态更新检查手段和周期。

2.2 做好舰艇电气系统日志的记录工作

为了使舰艇电气系统能在较长时间内处于稳定的工作状态，要求技术人员在检查舰艇电气系统的实际状况以后，认真填写日志，进而对电气系统有更整体性的了解，可以结合日志记录情况追踪管理电气系统内各个设备与配件，当设备发生故障时，便能更快速、有效的将其解除，有助于整体提升电气系统运作过程的安全性、稳定性。并建立日志综合分析数据库，横向对比同类舰艇经验，及时全面的提出维护策略。

2.3 科学处置舰艇电气设备问题

大部分工况下，舰艇电气设备出现故障问题的初期并不会引起十分严重的安全事故，但若电气设备发生问题以后，处理不及时、不彻底，会造成问题日渐严重，最后引起了不可控制的灾难性局面。舰艇电气设备故障主要集中在发电机、主配电板两大方面上，不同问题采取的应对方法存在差异。且根据设备特性，利用先进的检测技术，有针对性的监控维护。

（1）发电机问题。若发电机发生故障问题，处理前相关人员要综合多方面因素分析故问题成因。若进水是导致问题的原因，检测到发电机的温度异常上升需要尽快对其进行拆卸处理，规范化的清洗各个零部件，严禁使用海水清洗，以防对零部件形成腐蚀作用，清水反复清洗后，要烘干各个部件，修复由于进水所引起的问题，重新启动发动机以检查相关问题是否彻底消除。若是碰撞引起问题，也需拆除设备，检测检查受损位置，有针对性的进行修复处理。

（2）采用多层感知器故障诊断法。多层感知器故障诊断法是近些年发展起来得一种型检查、诊断方法，本文如下探究其在发电机组故障检查中的应用情况。

图2是发动机结构与测点布设简图，各轴承上均测量振动速度。勾画轴承1的振动速度谱，把故障模式作为网络的输入，历经网络的非线性映射过程输入相应的输出节点、测试结果等信息。通过观察后发现，网络的第4个输出节点的输出值均超过了0.5，第8个节点的输出接近0.5，但其他节点的输出都接近0，据此可以认定该发动机组的振动故障是因器件摩擦碰撞与轴承座松动引起的。

图2 发电机组结构及其测点分布

（3）主配电板问题。若发动机主配电板出现故障，那么可能会引起整个舰艇配电陷入异常状态中，故而应足够重视。主配电板的故障问题经常出现在开关上，过载、失压或衔接位置脱落等通常是引起故障的原因。若排除以上原因，则需认真检查控制主开关导体脱扣器的电路板，精确探寻到问题成因，早期解除，归纳方法与经验。

2.4 应用新型复合材料

在科学技术日新月异的背景下，新材料被陆续开发。如气凝胶复合材料便是其中之一，该材料有耐温范围宽广、导热系数低、气孔率较高等特征，对其内的气体分子由于对流而形成的扩散问题能起到完全阻止作用。将其用于舰艇领域中，能明显改善产品的耐温性、吸水性、燃性级别等。

研究发现，由矿物棉、新型气凝胶复合材料分别制造同样功能的T型套块重量分别是365g、240g，材料密度分别是60kg/m³、170kg/m³。新型气凝胶复合材料用量偏少，整体重量由82.14kg降到42.64kg，减重率达到48%以上。将这种新型材料应用到舰船设备，可明显改善其各方面物理性能，延长使用寿命。提高舰艇综合性能，要紧跟新型材料发展与舰艇设备需求，并能在舰艇上正确的应用各类新型材料。