船舶电气系统常见故障及分析研究

张　晓，胡绪昌，孟海辉

（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）

船舶电气系统常见故障及分析研究

张晓，胡绪昌，孟海辉

（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）

文章对船舶电气系统构成做了介绍，并梳理电气系统中了主发电机、主配电板及电动机常见的故障现象、故障原因，总结了相应的故障排除方法。文章偏于实用性总结，对故障的理论分析较少。文章的经验总结对帮助新船员掌握设备维修技巧有一定指导意义。

电气系统故障检测故障判断

0引言

现如今，许多船员由院校毕业后直接来到船上工作，在经历了大量的理论教学之后，还欠缺进一步处置故障的实践运用及经验总结。因此，有必要对船舶电气系统中易发生的故障以及故障产生的根本原因进行分析，为后续更好排除故障积累经验，为新船员尽快掌握机电设备维修管理提供学习方向。

1电气系统的构成

船舶电气系统由3大部分组成，分别为船舶供电系统、船舶电站、船舶电网。若根据船舶设备的不同功能作用对其进行划分，那么它们可以进一步地细分为如下6大系统：供电系统、主推进装置、系泊设备、照明系统、通讯系统、导航系统。

1.1船舶供电系统

船舶供电系统的作用是将其它能量转变成为电能，并将电能传输至船舶电站。供电系统通常是由柴油机、汽轮机等原动机产生能量，带动发电机组，由发电机组将机械能转变为电能，然后通过电缆将电能传输至电站，为全船设备供电。

1.2船舶电站

船舶电站的即船舶的主配电板，部分自动化程度较高的船舶还包括电站自动管理系统，其主要作用是管理调节各发电机运行状态，保证发电机运行稳定；同时负责向全船的电力输出，管理电网负荷。

1.3船舶电网

船舶电网是指整个船舶所有用电设备包括发电机组、配电板在内的电气设备及电缆所构成的电力网，电能通过电网进行传输使用。根据用电设备的不同，船舶电网又可分为应急电网、弱电电网、照明电网等。

2电气系统常见故障及处理措施

电气设备在长期运行过程中，不可避免会出现各种故障，其故障原因也多种多样，部分可能由其设计性能、材料或安装工艺不完善导致；部分可能是人为操作管理不当、或受海况影响导致。而设备不同故障原因导致的故障现象也有不同，排除故障的方法手段也有区别，那么如何根据不同故障现象找出故障原因，解决问题、恢复设备运行？下面就这些设备的常见故障进行分析。

2.1主发电机故障

发电机是整个船舶电站的能量来源，承担着全船供电的最重要任务。发电机通常运行稳定，其发生故障主要为发电机电压不能建立、发电机绝缘不良及发电机逆功率等［2］。据船舶发电机资料，对其故障分析处理主要为以下几个方面：

1）发电机运行无法建立电压：

此类故障出现时，通常伴随声光报警。其故障现象为：发电机的运行达到额定转速，但是在报警时间内却无法建立起有效电压。出现此类故障，其原因可能是发电机励磁磁场失效、电子调压器（AVR）故障或是集电环上的整流器损坏引起。其故障处理方法如下：

①磁场失磁：我船发电机配有专门励磁发电机，其磁场由永磁铁提供，若磁场失磁则需更换该永久磁铁。

②AVR故障：AVR内部构成简单，仅为若干控制模块与一并联电阻，出现故障后通常只需更换相应故障模块或电阻即可。

③整流器损坏：整流器位于发电机内部集电环上，通常不易损坏，若出现故障，则需拆开发电机端，将故障整流器换新。

2）发电机绝缘不良

发电机出现绝缘不良情况时，主配电板绝缘检测表即会出现声光报警。绝缘故障的原因多种多样，一方面发电机在运行过程中，若存在一些机械类故障，如冷却水温度过高、发电机轴承磨损等，会导致发电机转子绕组温度过高，从而引起绕组绝缘下降或击穿；另一方面，发电机也可能因受潮而使线路的绝缘性能降低［3］。

对于此类故障，主要重在平时的维护保养，经常性地对发电机的空气滤器进行更换、对线路进行绝缘检查、及时清除发电机绕组上的灰尘和油渍，防止绝缘故障的发生。而一旦出现该故障，则需要立即停止发电机运行，以绝缘表对该发电机的线路进行排查，找出故障点并进行线路包扎或更换。

3）发电机逆功率

逆功率是指发电机并入电网后未能向电网供电，反而由于自身电压过低，从而使电网对其供电，使该发电机成为了消耗电能的电动机。此类故障主要发生在发电机的并网操作过程中，并网操作时，若待并联发电机电压小于电网电压或待并机的频率低于电网频率，并入电网后，由于增加负荷，该发电机电压、频率会进一步下降，逆功率情况就会发生。对于船舶电站，该故障发生后，在3～10 s之内即会出现逆功率保护，自动从电网断开故障机组。

发电机逆功率故障的发生，通常是由于人员实施发电机并车是未按要求操作引起，属于操作失误。对于这一故障的预防处理，一是对操作人员专业素质要求过硬，注重平时训练指导，避免误操作；二是提前检查、调试好每一台发电机组并网的设定参数，避免并车故障。

2.2主配电板故障

主配电板主要有4类故障，分别为主配电板绝缘及网络绝缘报警、主配电板跳闸、主配电板拒动误动及主配电板外部故障［4］。

1）主配电板跳闸

发电机主配电板跳闸，属于少见故障，但若发生必会对全船用电造成极大影响，尤其在任务期间，更是必须保证杜绝此类故障发生。该故障主要电气原因为大电流短路，过载以及逆功率这三种情况。

对于此类故障，一是要防止电网过载；二是要经常检查电网绝缘，防止短路；三是对相应断路器的保护整定值进行合理设置和调整。

2）主开关拒动误动

其故障现象为：按下主开关闭合按钮，命令信号灯亮起并持续3s后主开关仍未动作。若发生此类故障现象，首先要检查开关本体是否有报警，对开关进行复位；然后对开关是否接收到合闸信号进行确认；最后才对开关本体电路板是否故障进行排查。

3）主配电板外部故障

此类故障应在船舶设计之初就做好主配电板的防振、隔热处理。

2.3电动机故障

当电动机出现三相电压不平衡，电压高低异常、绕组短路、断路等，容易引起电动机发热、震动、温升超限，电动机短时运行就会冒出青烟，若不及时处理还会导致电动机轴承磨损。另外，风扇损坏也会导致散热不良引起电动机过热烧坏。对于此种故障，重点是要做好日常的维护保养工作，确实认真细致地检查电动机绝缘、轴承的磨损状态，确保运行安全可靠。

3总结

本文介绍了船舶电气系统的组成，对船舶电气系统中主发电机、主配电板及电动机的常见故障现象、故障原因和处理方法进行了归纳总结，为岗位人员在学习专业、实际维修中提供了方向和指引，对岗位人员在工作中如何处理故障具有一定指导意义。

［1]丛培亭.船舶电站［M］.北京:中国书籍出版社，2007.

［2]赵海.浅谈小型船舶电气设备故障的分析与处理［J］.交通科技，2009，237（06）:81-82.

［3]文元全.船舶电气［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［4]徐燕.船舶电气系统组成及故障判断处理研究［J］.科技信息，2011，（02）:324.

Analysis of Fault for Ship's Electrical System

Zhang Xiao，Hu Xuchang，Meng Haihui
（Offshore Measurement And Control Department of China satellite，Jiangyin 214431，Jiangsu，China）

The structure of ship's electrical system is introduced，and the common fault phenomena and the fault reasons normally occurred in the main generator，main distribution panels and motor，andthe corresponding fault elimination methods are presented.The article pays attention to the practical summary，and the theory analysis on the fault is less.The experience summary in the article is of certain guiding significance for helping the new crew to master the equipment maintenance skills.

electrical system；fault detecting；fault judgement

TM930

A

1003-4862（2016）07-0022-02

2015-12-15

张晓（1990-），男，助理工程师。研究方向：船舶动力工程。