小型船舶电气设备故障分析及处理方法

王玉华

摘要；本文主要从笔者亲身参与的小型船舶电气设备的常见故障的查找以及方法，旨在与同行探讨学习，共同进步。

关键词；船舶电气设备；故障分析；处理方法

小型船舶的电气设备主要包括电站、电力控制系统、自动化系统、信号及照明系统、通信系统等，由这些所组成的船舶的电气设备对于船舶的正常运行以及安全有着至关重要的作用。它们在使用中有一些特点：嵌入性与服务性，船舶上几乎所有的结构、设备中都有电气设备的渗入，同时随着人们对舒适的要求更高，电气设备的服务性也得以凸显；先进的技术性，随着经济科技的发展，各类高新科技的电气设备在船舶上也得到广泛的应用；故障突然性，由于船舶的电气设备的特殊工作环境，再加上其电气设备的故障不易被发现，所以常常会发生突然的电气故障。

由此可以看出，小型船舶的电气设备呈现出高科技的发展趋势，这就要求使用者在对电气设备故障的排查与处理上，不断掌握新方法，才能适应目前小型船舶在发生故障时的处理要求。

1.船舶电气设备常见的故障

主配电板的常见故障

主配电板出现裂纹、开裂等都会影响配电板上设备的正常运转。由于主配电板经常受到振动,因此故障通常出现在振动较强烈之处,所以要检查引起振动的原因并排除之,如避开共振转速、增加防振垫片等

接触不良。尘埃是造成接触不良的主要原因,对接线端子座及防尘罩等容易附着灰尘的场所要经常清扫。

仪表、设备失常。配电板上有许多仪表、有各种保护装置、开关等,这些设备长期在机舱恶劣的环境下工作,容易发生故障

（2）舶电网常见故障

1)电缆绝缘电阻低于最低允许值。

2)电缆、电线发生短路故障。

3)电缆、电线发生断路故障。

4)电缆、电线损坏。

2.小型船舶电气设备的故障查找

（1）经由观测其电气设备的组成部件外形的变化与专业监视设备的指示，以判断电气设备的运行状况及故障的情况。对监测仪器显示的数据或指示，可以很清楚地对电气设备正常运行与否进行实时了解。当需要对电气设备的故障进行查找时，应先从观测其组成部件的外形变化上着手。

（2）船舶的电气设备在运行状态下的声音变化也能够提供其故障的相关信息。当电气设备处于正常运行状况下，其声音就会较小且均匀，当其发生故障时，电气设备就会出现声音异常。

（3）船舶的电气设备在运行时所散发出的气味也有助于帮助判定其状态是否正常，在电气设备中普遍采用的是各类绝缘体材料，在其状态正常的条件下，温度不超过绝缘材料的允许范围，那么普通受热情况不会产生异常气味。但当电气设备发生短路、负载过大等故障情况时，温度将大于绝缘材料的允许范围，从而造成绝缘体材料表面发生熔化，散发出焦糊气味。简单来说，只要某电气设备有焦糊气味，那么它肯定存在故障。

（4）借助手对电气设备不带电部分的触感，来判定其运行的温度正常与否。电气设备在运行后，设备的整体温度升高是必然的。在一般情况下，通过手对电气设备外壳温度的触感来判断其内部温度的状况还是较为可行的。如在电机的绕阻发生故障后，将转子抽出，利用瞬间通断电的方法，就能很轻易地用手感觉出哪个位置的绕阻温度最高，进而判定绕阻的短路位置。但需要注意的是，借助手的触感判定电气设备故障并不准确，尤其是一些利用新技术制作而成的绝缘体材料对于耐热的性能大大提高，更让触摸方法判定设备故障的准确性无法保证。所以此方法只适宜于低绝缘材料与普通设备的初级检查。对温度进行准确测量，还是必须依靠专业方法及仪器来实行。

（5）借助各类测试仪器对电气设备的运行参数与绝缘电阻值进行测量，实时掌握其运行状况。目前在电气设备与其控制系统里普遍都安装了各类测量仪器，一旦电气设备进入运行状态，就能够直观地获得其运行的参数。例如对于电气设备中的绝缘电阻数值的测量，可利用兆欧表实现，所得到的数值都符合相关技术要求的，就能保证其运行的正常，反之就要及时进行更进一步的检查并加以处理。

3.排除故障的方法

（1）常规方法

①直观法

在查找故障时,可用眼看、耳听、鼻闻、手摸的不同方法来判断各装置的元器件有否异常。

1)观其外观。从外表看比较直观,容易发现故障存在的问题,以判断是否异常;看电气元件外观颜色是否改变,螺栓、接线头是否松动等.

2)听其声。正常运行的机组其声音与不正常运行的机组的声音是不同的,通过平时细心观察和比较可以判断机组是否正常。

3)闻其味。一般正常运行的机组及其电气设备是闻不出气味的,若检查中,发现设备有异常气味,可以判断某个部位发现故障,尽快消除。

4)摸其壳.可以判断设备和元件是否有不正常的颤动和温度。

②比较法

比较法也就是替代法,发现故障出于某点或某块电路板,此时可把认为有问题的元件或电路板取下,替换新的或确认无故障的同一型号的元件或电路板,如果换件后故障消失则认为判断正确,反之则需要继续查找。船上易损的元器件或重要的电子板一般都有备用件,一旦有故障马上更换即可解决问题,对故障件再慢慢查找修复,这也是一种快速排除故障的方法.

③经验排故法

认真做好日常运行维护及处理各类设备故障的记录,养成边学习、边记录、边实践的习惯,不断地总结、积累实践经验,往往这些经验可以帮助我们快速排除故障。同时可借助测试仪器,通过测量其电压、电流或电阻进行分析判断。特别要熟练掌握万用表的使用方法,因为凭人的感觉器官检查虽然简单易行,但检查者必须有一定的技术水平和丰富经验。所以,借助测试仪器进一步判定,效果更为准确。

（2）常用技术法

①短路法

控制环节电路都是由开关或继电器、接触器触点组合而成。当怀疑某个触点有故障时,可以用导线(船上都备有鳄鱼夹)把该触点短接,此时若故障消失,则证明判断正确,说明该电气元件触点接触不良或已损坏。但是要牢记,当发现故障点做完试验后应立即拆除短接线,不允许用短接线代替开关或开关触点。

②磁针法

利用磁针法查找成束电缆损坏处,所有的电缆都应该断电,将磁针沿着电缆移动,同时连接接通和断开电池。如果电缆上电流反复变化产生磁场,那么磁针移动到损坏处时,摆动就停止。

③回线法

运用电桥原理,采用惠斯登万能电桥或其他直流电桥作为测量仪器。由于电缆心线的电阻与长度成正比,所以能得出公式:

式中:Lx为测量处到损坏处的距离;L为电缆的长度,R1、R2为电桥臂的电阻。当电桥平衡建立之后,根据上式就可以求出距损坏处的距离。

④电桥法

需要寻找大面积的电阻为百分之几欧的电缆损坏处时,可以采用电桥法。电桥平衡建立之后,根据下式确定所要求的距离：

式中:Rx和Ry为电缆端至损坏处的一段电阻,Rx可按下式确定:其中:R为标准电阻;R2为电桥臂电阻;R3为接入损坏心线的电桥臂电阻。测量时的必要条件:R1=R3;R2=R4。为验算结果的正确性,应该从损坏处电缆的两端进行测量。

⑤发电机电压不稳故障的排除

1)在发电机转子的磁极上加装制动绕组。其作用与感应型电动机的鼠

笼相似。当转子以同步速度旋转时,与发电机旋转磁场的相对速度为零,制动绕组不起作用,当转子产生振荡时,转子的速度不再是同步转速,此时制动绕组切割旋转磁场产生感应电流,由于这个电流产生的转矩总是阻碍转子的速度变化,从而抑制了“摆动”。

2)为了使调速器的灵敏度不致过大,可装设阻尼器,给调速器的动作加入一延时时限。

3)适当地加大发电机原动机的速度变换率,即增加调速特性的斜率。

结语；船舶的自动化程度越来越高，随之电气设备在其上的应用也更广泛，逐渐实现船舶的机电合一，而小型船舶电气设备的管理工作将由轮机员完全代替。所以相关管理人员要时时更新船舶电气的新知识、新技术，掌握新电气设备的型号与特点，同时通过对电气设备故障分析与处理，提升操作能力，以适应现代化的船舶电气设备的管理工作，为船舶的安全运行提供保障，保证船上人员的生命财产安全，为我国的航运业的发展作出应有的贡献。

参考文献；

（1）船舶电气设备的故障分析_袁金泉

（2）小型船舶电气设备故障分析及处理方法_薛宇

（3）对我国船用电气设备的改进建议_张宝珠

（4）浅谈小型船舶电气设备故障的分析与处理_赵海

（5）当前国内船用电气设备存在的主要问题及其改进建议_吴忠林