船舶电气设备故障及维护技术分析

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:李良峰
[导读] 摘要:在船舶系统中,电气系统是重要的组成部分,一旦电气系统发生故障,船舶安全将会受到直接的威胁。
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        摘要:在船舶系统中,电气系统是重要的组成部分,一旦电气系统发生故障,船舶安全将会受到直接的威胁。因此在船舶运行过程中,应该定期对电气设备进行检查,及时发现电气设备存在的问题,并通过针对性的维修技术来进行维修处理。这样才可以及时解决船舶电气设备问题,保障船舶运输质量及其安全性。本文对船舶电气设备的故障及其维护技术进行分析。希望通过本次的分析,可以为船舶电气设备故障的维修提供相应参考。
        关键词:船舶电气;设备故障;维护技术
        1.船舶电气系统构成
        船舶电气系统指船舶上运行的完整的电气设备体系,包含了电力系统、配电装置、发电机组、中压电力系统以及内部通讯系统等,其在现代船舶的运行中发挥着至关重要的作用,而受本身运行环境、运行时间等因素的影响,船舶电气系统在运行中容易出现相应的故障和问题,影响设备的正常使用,严重的甚至会给船舶的运行安全造成威胁。基于此,技术人员应该做好船舶电气系统的定期维护工作,确保电气设备的稳定可靠运行。
        2.常见故障分析
        船舶的电气系统由电力、照明、电能发力、通讯、监控等多个部分整合而成,每一部分都是一个相对独立的运行系统。多个运行系统的组合也会提高出现故障的可能,航行过程中航行线路和自然环境的差异,要求船舶中电气设备的材料要使用防水性能好的优质材料,每个系统使用的零部件的安装技术、标准也不同,时常会出现在航行中对电气系统的检测不够及时,导致船舶电气设备会出现损耗,船舶在航行过程中经常出现的故障有以下几种。
        2.1发电机故障
        发电机产生故障的情形一般是以下情况:
        ①在船舶停运期,发电机长期不运转导致发电机的发电机闸门接触不均,外壳也会出现生锈等情况,这些状况都会使发电机的磁场失去磁力,无法产生磁力电流,发电机性能受损。如果没有对发电机进行及时的维护保养,发电机绝缘体容易在飞速运转过程中损毁,导致发电机在湿润的环境中受潮损坏。也正由于船舶水中航行时空气湿度大,发电机在工作过程中极易出现线路断开的情况;
        ②因失去磁场磁力的原因、发电机绝缘体受损的原因及线路断开的原因都可能会致使发电机在工作时电压过低,电力供应不够充足,电力设备出现损耗。
        2.2主配电路故障
        主配电路发生故障的情况一般会出现硬件问题和系统问题,硬件问题一般是因为电器设施在工作时,主配电路产生震动,在震频高及振动幅度大的位置,长时间处于这种震动状态就会导致主配电板的裂缝,容易引发事故,发生危险。此外,主配电路正常运行状态都是完全封闭的,但是长时间以来一些细小的灰尘不可避免地会附着在主配电板的表面,加上电路主板处于通电状态也会使一些灰尘吸引在表面,灰尘多的情况下有可能会导致主配电板接触不良,从而出现短路的情况。系统问题一般情况下是电器设施在工作的过程中会有电流经过,电流或者电压无论是出现过高还是过低的状态,都会使主配电板出现短路故障,由此引发危险。
        2.3电动机故障
        电动机故障较为严重,所以也需要在电气设备运行中格外重视。因为电压出现高低不稳定变化的情况,系统容易出现短路故障,从而使得电机的温度逐渐升高,乃至超过电机能够承受的最高温度,这时电机就会出现冒烟的现象。此外,在设备运行的过程中还可能出现负载部分转容超出限度,进而导致堵塞问题,这种问题会导致铁心和转子在运行的过程中发生摩擦,从而引发更加严重的问题。
        2.4电网故障
        电网是指船舶上的整个电气系统设施,包括电器系统中的各个组成部分,电能在电网中流通支撑整个船舶的电力使用,往往电网发生故障会导致船舶上所有的电力支持设备无法运转。为了保证电压电流的稳定通常要在电力系统中使用继电器,电压过低电器无法运转,电压过高则会烧毁电器电路系统。一旦维持电压稳定的继电器发生故障或者长时间没有得到维修养护,就无法在电气系统工作时保护电路电压的稳定状态。电气设施运行时声音有杂音、设备经过运转后在短时间内升温且散热慢、电气设备的控制器开关时间过长等,这几种情况都需要立即对电气设备进行维修养护,必要时更换零部件。如果绝缘体的故障指示灯亮起,则应当对接线盒进行测检,查看是否有线路接口松动现象。而电力照明设施中的绝缘电阻一旦出现故障,低于正常运转时的水平,检修不及时的情况下就会发生主配电路系统短路的现象。


        3.船舶电气设备故障的修护技术分析
        3.1发电机故障的修护技术
        在对发电机故障产生原因进行分析的过程中,首先应该对发生故障的具体对象进行明确。如果励磁电流与额定值一致,则表明发电机出现了故障;如果不一致,则说明故障位置在励磁调压系统。同时,在具体的维护过程中,也应该按照不可控相复励调压系统自身的特征,并与相应的原理图进行对照,以此来实现故障环节的合理分析,让故障环节得到及时的维修。如果是可控硅励磁调压系统出现了故障,则应该先对晶闸管主电路进行检查,如果正常,则需要对触发电路进行全面检查。另外,在具体的维修过程中,也应该将实际情况和电路原理图对比来进行故障分析,这样才可以及时找出故障发生的环节,并使其得到有效处理,对于老化、破损的元件,应做好维修和更换,同时应做好各个组件的润滑措施,以此来保障发电机的正常运行。
        3.2主配电板故障的维护技术
        通过研究发现,在主配电板的工作过程中,如果出现电流短路或者是过载等的情况,都将导致主配电板发生跳闸故障。因此在该故障的处理中,应将分级卸载作为基础来进行整定值的调整。当自动同步系统的启动指令信号发出60S之后依然不能实现自动同步,就需要将自动同步调整为手动同步,以此来避免主配电板跳闸故障对整个船舶电力系统造成的不利影响。
        3.3电动机故障的维护技术
        通过相关的研究发现,如果没有将电源接通,或者是负载太大,亦或是转动过程中受到阻碍等的这些情况都将会对电动机正常的启动造成影响,此时就需要对回路来管和接线情况进行全面检查,看回路开关情况是不是良好,看接线是否存在错误。如果电动机出现过载情况或者是断相运行情况,电动机的温度都会显著升高。在电动机处于过载运行的状态时,随着电流的不断上升,电动机本身的温度也会逐渐上升,进而出现过热现象,严重的情况下甚至会将电动机烧毁。所以在具体的维护过程中,一定要注重散热条件的进一步改善,避免由于电动机过热所造成的不利影响甚至安全隐患。如果发电机轴承被损坏,或者是在缺相操作的情况下,都会导致电动机在运行过程中产生比较大的噪声,而如果轴承之间有着过大的间隙,则会对轴承造成比较严重的磨损。所以,为有效降低电动机运行噪声,防止轴承的严重磨损,在具体的维护过程中,应该定期做好轴承润滑,并注重轴承间距的合理调整,以此来保障电动机的良好稳定运行。如果电动机绕组出现了一相断线情况,电动机就会出现断相运行情况,而在这样的运行状态下,电动机的运行速度将会显著下降,如果电动机长时间处在这种运行状态下,电机将很容易烧毁。所以在具体的维护过程中,工作人员应该及时发现电动机的断相运行情况,并及时找出断相位置,让断相运行故障得以及时消除。同时,为保障电动机运行的安全性与稳定性,在具体的维护过程中,也应该将相应的断相保护装置设置在电动机相应的位置,以此来有效避免长时间断相运行的情况发生。
        3.4电网系统故障的维护技术
        通过相关研究发现,当单相绝缘在一定负载作用下被击穿、负载电机在接线盒连接位置出现松动现象导致接触不良等的情况下,电力系统都将会出现一相接地的情况。而在船舶接触器继电器的使用过程中,如果发生了故障,经常会表现出触头局部温度过高、线圈温度过高和异常电枢噪声等的现象。如果触头受到了严重磨损,也将会导致触头出现局部温度过高的情况。如果铁蕊端面出现了接触不良情况,或者是短路环断裂等情况,都将会导致衔铁发出异常噪声。如果电流值出现了异常升高现象,或者是衔铁不能正常吸合等的情况,将会导致线圈出现过热现象。在被保护的电气设备中,如果额定电流超出了整定电流值,用电器依然可以保持在一个正常的运行状态,但是继电动作将会变得十分频繁,要想解决此类问题,就应该重新对电流进行整定。如果用电设备被烧毁,但是继电器并未发生动作,这就说明继电器的整定值过高,此时需要按照船舶电气系统的实际应用需求来进行继电器电流整定值调整,以此来保障船舶电气系统的安全稳定运行。
        结语
        船舶电气设备故障发生之前会出现一些现象,因此在设备运行和维护的工程中,一定要做好前期工作,对设备连接的位置进行定期排查,若在检查的过程中发现线路老化和其他不良情况,要及时进行更换处理。在日常保养工作中还要保持周围环境的整洁度,使设备运行环境具有良好的干燥度和通风性,进而保证设备的正常散热,避免由于温度过高而出现故障。
        参考文献:
        [1]张建成.船艇电气设备故障现象及排除方法分析.建筑工程技术与设计,2020,(15):2764.
        [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).
        [3]李荣华.关于船舶电气设计的常见问题分析[J].科技风,2018,(01).
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