船舶电气设备常见故障分析及处理方法.docx

摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1船舶电气设备系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
2船舶电气设备常见故障征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
3船舶电气设备的故障分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.1按故障性质分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.2按故障原因分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.3按故障后果分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
3.4按故障发生和演变过程的特点分类．．．．．．．．．．．．6
4 船舶电气设备常见故障原因及处理方法．．．．．．．．．．．．．7
4.1发电机常见故障及处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
4.2主配电板常见故障及排除方法．．．．．．．．．．．．．．．．8
4.3船舶电网常见故障及处理方法．．．．．．．．．．．．．．．10
结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

摘要
随着科学技术的日益发展，我国的船舶行业的自动化程度不断提高.但是，因为电气设备故障而导致的企业和人员损失也越来越大，因此，对船舶电气设备的可靠性和稳定性要求也愈来愈高。船舶电气设备的故障时多种多样的，但是如果每次都在电气设备出现故障后再进行维修，这样虽然能保证设备的维修，但是由于船舶在运行时受到工作环境等因素的影响，因此，为了能保证船舶的正常运行，我们应分析船舶电气设备的各种故障现象，总结归纳出出现故障前的征兆，对不同类别电气设备的故障原因和可能出现的结果进行分类，为船舶的维护与检修工作提供理论的指导。
关键词： 船舶；电气设备；故障分析；故障处理

前言
船舶电气设备在长期运行过程中由于受到设备在设计、制造和安装工艺流程等内部因素和后期管理维护不到位、船舱环境异常恶劣及外部突变载荷等外部因素的影响,可能使电气设备的可靠性或技术状态不断下降。电气设备的功能遭到破坏，最终导致故障发生。
近几年，随着我国现代化工业的不断发展，我国己经能够建造最现代化的船舶，但是船舶电气自动设备主要靠引进技术制造，船舶电工技术水平还比较落后，并不能完全满足我国船舶技术的发展要求。同时，船舶电气设备的维修技术也处在较为落后的局面，因此为适应我国飞速发展的船舶制造技术，船舶电气设备维修技术的发展迫在眉睫。
比较国内外的船舶电气设备的维修技术不免会发现，相对于国外先进的维修技术和完整的维护系统而然，我们国内的维修技术和维修方案距离国际顶尖水平还是有不满的，但是，为了给我们的船舶工作人员在维修电气设备时提供一定的帮助，对船舶电气设备的常见故障进行分析，并且针对这些不同的故障给予了相应的处理方案。
我国船舶设备维修相对来说起步较晚，就其体制的变革来说主要经历了一下三个时期：故障现场维修时期、定期维修时期和状态维修及综合维修管理时期。

1 船舶电气设备系统的组成
船舶电气设备主要是指船舶电力系统中的电气设备，它主要包括船舶电力系统、船舶配电装置、船舶发电机组、船舶电力网、船舶中压电力系统等一系列电力系统中的机械设备及连接设备系统。根据设备在运行过程中发生故障的频率及重要性等发现，主要发生故障的设备主要有发电系统中的发电机组、配电装置中的主配电板以及船舶电网系统。其中，发电机组主要包括发电机和柴油机，配电装置主要有转换、检测和控制装置，电网系统主要有动力电网、低压电网和照明电网等一系列的组成系统。
本文主要是针对以上几种主要设备的故障进行相应的分析及给出相对应的处理方法。
2 船舶电气设备常见故障征兆
故障广义来说是指系统中设备或零部件原有功能的丧失。除突发故障外,任何故障在发生前均会有不同形式的信息显示,即故障征兆。也可以说是故障初期表现形式。电气设备故障征兆可以表现为:
1)电气设备功能异常:如发电机及发电系统的开启困难、功率不足等；
2)工作电流发生突变:电气设备工作电流超过正常运转的标准。例如，马达电流突然比平时增大较多；
3)电气设备温度异常:电气设备工作时温度比正常运转时异常的高。发电机绕组高温，电动机轴承高温等
4)电气设备出现异常声音:电气设备在工作时出现了刺耳的异常声音等；
5)设备或材料气味异常:主要是设备上的绝缘材料等的烧焦的异常气味；
6)各种显示仪表指示不正常,可以帮助分析判断故障。
3 船舶电气设备的故障分类
与陆地上的电力设备相比较，由于船舶电气设备的工作条件复杂，环境恶劣而且因为各设备间距离较小，相互间影响较大，因此船舶电气设备的故障是多种多样的，而故障现象是复杂多变的。为了对我们的维修提供准确且清晰的理论指导，我们队船舶常见的电气设备故障进行分类、统计、整理。具体如下：
3.1 按故障性质分类
1)人为故障:由于工作人员的过失行为引发的故障(现在船舶上大部分故障都是由此引起的)；
2)自然故障:由于设备工作环境突变,或海况恶劣,设备结构和材料缺陷，或制造安装不良而引起故障。
3.2 按故障原因分类
1)结构设计故障:设备在结构设计上存在缺陷,计算上的错误或选材不当而导致的故障；
2)工艺流程故障:电气设备在制造时由于工艺不佳,安装时装配不佳或设备出厂时质量检验不严等引发的故障；
3)运转磨损故障:在正常工作条件下长时间连续不断运转产生的故障,因设备或零件长期工作逐渐磨损,性能变坏达到极限值发生故障；
4)管理维护故障:由于保养维护不到位,或不按正常条件或标准使用,甚至违章操作而发生的故障。
3.3 按故障后果分类
1)一般故障:此故障发生时会有部分设备停止工作，但不会造成重大的后果，船舶还可以正常运行；
2)严重故障:此故障发生时会造成验证后果，需及时维修；
3)重大故障:此故障发生时可能会导致全船发生停跳电，整个船舶系统崩溃。
3.4 按故障发生和演变过程的特点分类
1)突发性质的故障:由于结构材料内部的潜在缺陷和外界环境中的随机因素引起的故障,这种故障没有征兆，并很难预测；
2)渐进性质的故障:由于电气设备的运行时间较长,零部件的磨损,腐蚀疲劳,材料变化累积。使其性能逐渐变坏而发生故障。这类故障通过连续的状态检测可以有效地防止故障发生；
3)二次故障:由某一设备故障引发而产生本身设备或其他设备的新的故障，也称二次故障；
4)反复性质的故障:设备在某一时间呈故障状态,而在另一时间功能又自行恢复的故障。故障可以反复发生。
船舶长期稳定的运行，需要一个安全可靠的船舶电气设备系统的支持，因此，船舶电气设备系统的维修至关重要。一个完整的电气设备系统可以大致的分为以下几个重要的环节：原动机、发电机、主配电板、电力网和各种用电设备。在船舶的运行过程中，我们总是希望这个完整环节的各部分能够长期持续的正常运行。但是，我们不能排除这些设备出现故障的可能性，而这其中任何一个局部出现故障都会或大或小的影响到船舶的完全航行。所以，将故障进行分类有助于在故障发生时我们能够及时的发现并排除故障。
4 船舶电气设备常见故障原因及处理方法

经过我们对船舶电气设备常见故障征兆及故障分类的分析，不难发现故障在发电机系统、主配电板和电网系统、电动机或其它用电设备等不同系统中的形成原因和处理方法都不完全一样，因此，为了我们在船舶电气设备出现或即将出现故障时，能够及时正确的处理故障，我们队其常见故障出现的原因及处理方法进行了简单的总结。
4.1 发电机常见故障及处理方法
1、发电机不能正常启动故障
原因及解决方案如下：
1)在连接或修理过程中，激磁绕组的接线连接时没有实现磁极按N—S极性交替分布，检查绕组的接线连接；
2)励磁无电压，检查整流器或者是励磁机的运转是否正常；
3)无励磁电流，检查绕组是否断线，检查电刷接触状况和电刷弹簧压力是否达到标准；
4)对于自激式同步发电机来讲，磁极剩磁可能不足以自激，应检查充磁；
5)由于设备所处的环境潮湿或水份进入绝缘体内，设备散热系统工作不良或主轴承磨损等原因造成发电机绕组和主轴承温度高，拆检发电机并进行清洁、浸漆、烘干或者更换轴承等；
6)发电机短路。由于些原动机离心力大，振动也大或者是原动机和发电机的轴线不一造成共振，使得震动过大导致发电机的线路短路。同时，由于这些大的振动会很容易使发电机可控相复励自励恒压装置中的输电线线被震断。在这种状况下，可以一下方法来解决：（1）保证发电机与原动机的轴线调整位置一致，（2）减少震源，（3）将可控相复励恒压装置用支架托起与发电机这个震源隔离。
2、发电机电压异常
1)由于外界因素干扰使电动机的转速突然改变从而引起电动机输出电压突然变化，对于这种问题要针对外界因素的不同性质采用适当的方法稳定电动机的输出速率；
2)采用适当的方法是电动机原动机的输出速率增大，即是把电动机的特性斜率增大；
3)另一个引起电动机输出电压不稳定的原因是原动机的灵敏度过高，调整原动机解决方法是保持调速器的灵敏度，或者在调速器处设置阻尼器，在调速器处加入一个延时时间，用这种方法来稳定电压；
3、发电机的的绝缘措施不到位
由于发电机受潮或者是发生损伤使得绝缘电阻降低，而导致的发电机不能正常的工作，影响船舶运行。

4.2 主配电板常见故障及排除方法
配电装置是船舶电气设备中至关重要的一个环节，而在配电装置中的主要设备就是主配电板，主配电板是船舶电气设备中非常重要的一个环节，它是现实分配船舶发电机发出的电到船上其他设备的必要环节。同时在分配电是实现对用电设备的控制、监视、通断和保护。主配电板的组成主要包括电机控制屏、负载屏、并车屏、汇流排等。其中控制屏主要是用来保护、调节、监视和控制发电机组用的，为了实现对每台发电机组的监视，每一台的发电机组都有自己独立的控制屏。控制屏的主要组成它包括发电机主控开关、励磁控制系统和测量部件。控开关用来控制发电机向汇流排输送电能，同时可以起到保护作用，主要是在系统发生短路、过载、逆功和低电压故障时，可以迅速的切除故障电路，以保护发电机和基本网络。励磁控制系统主要作用是保证发电机尽可能自动保持恒电压输出以满足舰艇用电需要的恒电压要求。主测量部分包括转换开关、仪表等。负载屏装主要由装置式空气断路器组成，可以实现汇流排到各个用电器或分配电箱的电能的分配。并车屏主要包括电抗器、主接触器及同步表等。汇流排是用铜排制成连接发电机主开关和用电器开关的工作段线。
主配电板的的故障及维修主要有以下几点：
1)由船舶在水上作业时时常出处于颠簸状态，使得主配电板经常发生振动，因此故障主要在振动较强烈的地方出现，所以要定期检查引起振动的原因并排除之，以保证其振动频率与共振转速分离，更换减振底座等；
2)要对防尘罩和接线端子座等零部件进行定期清洁保养，防止接触不良；
3) 对设备仪表仪盘进行定期的检查，主要是检查指针是否正常，特别当负载起动或停止时，更需要观察指针的动作状况是否正常，同时还要对仪表定期进行校正或更换，可以通过仪表指示判断机器运转状况；
4)确认保护装置的工作状态是否正常，定期的保护装置进行维护保养；
5)通过观察控制仪表的变化情况，确认转换开关、控制开关接触是否良好。
4.3 船舶电网常见故障及处理方法
电源向用电设备输送和分配电能的通路称为电网。它包括船用电缆、配电箱、熔断器等组成。由于船舶生命力需求，要求船舶电站供电有高度的连续性、可靠性和安全性，它在很大程度上取决于船舶电网的状况好坏。因此，在维修环节中要对其足够重视。电网故障主要是发生在电能的输送过程中，例如发生短路或断路，电缆绝缘低于最低允许值等。对电路短路，可以根据电缆芯线之间的绝缘电阻的变化、开关跳闸位置或熔断器的情况来确定发生故障的线路，并根据短路的原因和性质加以排除；对断路电路，主要是通过用电压表、万用表等测量工具来检查定位并维修；针对绝缘低可以通过分段测量检查定位，通过烘烤、低压短路电流、通热凤等方法解决。
当电网故障时，在维修过程中需要注意以下问题：
1)在对电网进行维护管理时必须谨慎小心，避免电网的绝缘电阻降低、电缆与壳体之间电缆芯线之间发生短路、在维修时还要注意施工人员不要遭受机械损伤或电焊火花烧伤等伤害；
2）当电缆线敷设完后，要注意接线端头的封闭工作，不要搁置过久，暂时不连接的线路接头必须严封，以防潮气进入电缆芯导致电网短路；
3)当需要在电缆线附近进行施工作业（例如气割、电焊）时，应在电缆上覆盖石棉被，以避免飞溅的火花烧伤电缆。
4)要定期对配电箱的绝缘和振动情况进行检查，提前预防电网损伤；
5)定期的检查电缆、电网设备上的机械部分或绝缘材料，有无发霉现象，表面有无损伤等问题。设备连接金属体与电缆端头是否有氧化及锈蚀现象，如果有上述现象应根据实际情况采取相应的措施进行维修管理。
结束语

总之，随着现代船舶设计、制造、工艺流程等的不断发展和完善，船舶电气设备会越来越好，但是电气设备的故障时不可避免的，由于船舶电气设备的故障现象很多,我们无法全部一一列举,因而我们只是列举了一些主要设备的常见故障，但是任何事情都有规律,电气设备的故障基本是围绕电能的传输和绝缘变化而形成的。本文将船舶电气设备各主要部分的故障进行了归类,方便船舶上操作及维修人员的学习，可以在实际操作中快速找出故障点,排除隐患,保证船舶的安全航行。

参考文献

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