【船機幫】探究船舶電氣故障及維修方法

導讀

隨著社會的發展以及科技的進步，現代化船舶逐漸向著大型化、功能多樣化以及節能化發展，在這個發展進程中，船舶自身的電力系統對于船舶的正常運行起著至關重要的作用，其自身性能直接影響到船舶的動力性、經濟型以及安全性。

本文深入分析了船舶電氣的組成，并在此基礎上開展了船舶電氣故障的研究，分析了故障產生的現象、原因以及維修方法，為快速排查、解決船舶電氣故障問題提供了參考意義。

一、 船舶電氣系統的基礎研究

1、船舶電氣系統概念

船舶電氣系統是指船舶上所有電能產生、傳輸、分配以及消耗的裝置與網絡的總稱，是維持船舶正常航行的關鍵。

2、船舶系統組成

（1）電能系統。

電能系統的主要作用是將其他形式的能量轉化為電能，從而為其他一切電氣系統提供能源的裝置。

船舶的電源系統主要包括主電源即主發電機組以及應急電源，應急電源又可以為應急發電機與應急蓄電池。

其中決定電源系統性能的主要參數是交流或直流電制、穩定工作時的電壓（額定電壓）、以及穩定工作時的頻率（額定頻率）等。

電源系統是一個獨立的電力系統，同時也是一個工作環境惡劣的場所，是船舶電氣故障高發區。

（2）配電裝置。

船舶配電裝置是指能接受和分配電能的裝置，同時，配電裝置可以監視以及測量其余電氣系統設備的相關信息，從而對他們起到保護和控制作用。

船舶的配電裝置按照其用途進行分類，可以分為總配電板、應急配電板、動力分配電箱、照明分配電箱、充放電板以及岸電箱。

（3）船舶電力網。

船舶電力網是指介于船舶電源與用電設備之間的傳輸、分配電能的傳輸路線的總稱。

其主要包括：

主電源經主配電板進行供電的主電網、負責動力負載及功率電熱設備的動力網絡、船舶實施正常照明的照明網絡、保證船舶在主電網因故不能供電時正常用電的應急電網、提供短時間內臨時供電的應急電網以及保證船舶信號暢通的弱電電網。

（4）負載系統。

船舶負載系統是指船舶上所有的用電設備。

其主要包括：

①甲板機械及舵機；

②動力裝置輔助機；

③艙室輔機；

④電力推進設備；

⑤機修設備；

⑥船舶通信導航設備；

⑦其他設備，如電加熱器，風扇等。

3、船舶電氣系統的發展趨勢

隨著科技的進步與發展，船舶電氣系統逐步朝著智能化與自動化的方向邁進。

其主要體現為：

（1）隨著計算機網絡技術的發展，使得信息收集與傳遞的速率加快，從而提高了船舶電氣系統的運行效率；

（2）隨著加工制造業的不斷發展，高效、高精度必然成為發展趨勢，這會大大完善船舶電氣設備的性能；

（3）新能源系統會逐步取代傳統能源；

（4）船舶在行駛過程條件相對惡劣，當遇到緊急情況時，人機之間協作處理會避免單獨人，單獨機器處理的弊端。

二、船舶電氣故障及其產生的原因

1、船舶電氣故障的概念

船舶電氣故障，是指船舶在長期的運行過程中，電氣設備喪失部分功效或者完全喪失功效的現象。

造成這種現象的原因主要分為兩種：

一是電氣設備由于自身設計生產誤差造成的，這種設計生產誤差包括設計初期的不合理、制作工藝的不規范、管理到位等；

二是由于運行時受到惡劣的內部環境與外部突變載荷長期作用，加上維護不及時造成的。

2、船舶電氣故障分析

（1）發電機故障。

發電機故障是船舶電氣系統常見的故障之一，其故障的表現形式包括發電機無法正常啟動、發電機工作電壓失常以及發電機部分地方缺乏絕緣保護。

其中發電機未能正常啟動的產生原因主要是兩類:

其一是發電機自身原因，如整流器不能正常運轉、線圈存在繞組斷線等；

其二是外部原因，如水入侵了設備所處環境、散熱失效等；發電機電壓不穩定的差生原因主要是由于集電環 / 電路存在問題；而造成缺乏絕緣性保護的主要原因則是因為長期惡劣環境下，維護力度不足，造成絕緣損傷。

（2）主配電板故障。

主配電板是船舶配電裝置中的重要組成部分，它是電源系統與其他系統之間電力傳輸的樞紐，同時，可以監視以及測量其余電氣系統設備的相關信息，從而對他們起到保護和控制作用。

主配電板由眾多部分組成，其中最為重要的是對電源系統進行控制和保護的電機控制屏，而控制屏又包括了控制開關、勵磁控制系統等重要部件；同時，主配電板還包括了控制負載的信息的負載屏、并車屏以及進行電流分配的匯流排等。

每一種元件的故障都可能引起主配電板的故障進而引發船舶安全事故。

主電板事故及其產生原因主要有：

①部件之間接觸不良，這種接觸一方面是機械接觸，另外一方面是指電路接觸，其產生原因主要是由于船舶在水中長期顛簸引起主配電板振動，從而導致部件松落；

②設備儀表故障，引起這類故障的主要原因是短路、過載以及設備儀表機械損壞；

③開關故障，開關控制著整個收集、分配電流的過程，開關的主要故障表現為失效、松動、無法閉合。

產生其原因可能是由于開關自身的質量引起的，也有可能是機械配合出現了問題，同時過載、短路也是導致開關失效的重要因素。

（3）船舶電網故障。

電網系統是船舶電力系統中最常見且最為復雜的系統，是保證電源系統與負載系統之間建立正確工作模式的關鍵。

其故障表現及其產生的原因主要分為：

①接地故障，這種故障通常會使得系統中的電路異常，常見危險異常即船內存在漏電現象，產生這種故障的主要原因是由于設備中導線或者元件缺乏絕緣保護，或者設備處于惡劣工作環境中；

②絕緣故障，這種故障通常會使得系統中的電路短路，失去功能。

產生這種故障的主要原因是由于系統缺乏絕緣保護，即絕緣保護不到位或者絕緣破壞；

③續電器故障，其主要表現為電網不能正常的進行閉合，產生原因主要是由于續電器發生了故障，從而喪失功能。

三、船舶電氣系統的維修

對于船舶電氣系統而言，通常我們希望在其發生故障前進行排查，預防其故障的產生；又或者在其發生故障時，能根據故障現象快速找到發生故障的部件，從而對其進行快速維修，避免故障的放大化。

因此，針對本文第三節中船舶常見的電氣故障，我們進行其維修方法的討論和總結，為實際船舶問題的解決提供了一定基礎信息。

通用的電氣故障維修方法一般包括：

（1）排查電氣元件，找到問題產生的癥結，因為有時對于同一個問題可能會由不同的原因造成，為了準確進行維修，因此必須確定穩定癥結；

（2）測量電壓，主要是排除系統電路是否短路以及是否存在短路元件；

（3）測量電流，利用電流大小的突然變化可以很好就行故障元件的判斷；

（4）測量電阻，主要排查系統中是否存在短路、開路等現象；

（5）置換或者橋接，即對于故障部分進行新品的置換或者橋接，但其前提是排查準確，若排查不準確則可能會產生新的問題。

針對船舶電氣系統的具體故障，也存在具體的經驗解決方法：

①發電機故障檢修。

發電機絕緣失效問題的檢修：我們需要對發電機絕緣保護的地方進行詳細排查，同時檢查發電機是否處于潮濕的工作環境中，若存在上述問題則及時補充絕緣層以及對發電機

工作環境進行整理。

對于發電機逆功率問題，我們則需要詳細檢查發電機的設置參數，將參數與正確參數進行逐個對比，對于設置錯誤的參數進行及時糾正；對于發電機短路問題，我們則需要詳細檢查電路情況，對于出問題的引線、環線等及時更換；對于發電機不能勵磁，我們則需要進行充磁，使其重新具備該功能。

②主配電板故障檢修。

對于主配電板部件接觸故障，我們要詳細檢查其機械接觸、電路接觸，對于機械接觸不良的地方，如松動、變形等及時進行擰緊或更換機械部件；對于設備儀表短路故障，可以借助萬能表測其電壓，觀測測量值是否正常，找到短路元件，同時應該檢查各個接線是否正常，判斷是否會存在短路；對于開關故障，一旦發生故障，首先觀察開關是否按要求閉合或者打開，其次檢查每個開關是否起到相應作用，對于問題開關進行更換。

③電力網故障檢修。

電力網的故障其主要是由于絕緣失效引起的，因此其檢修措施與發電機絕緣失效相同，即我們需要對發電機絕緣保護的地方進行詳細排查，同時檢查發電機是否處于潮濕的工作環境中，若存在上述問題則及時補充絕緣層以及對發電機工作環境進行整理。

四、結束語

本文深入分析了船舶電氣的組成，并在此基礎上開展了船舶電氣故障的研究，分析了故障產生的現象、原因以及維修方法，為快速排查、解決船舶電氣故障問題提供了參考意義。

END