引起船舶电气设备常见故障的因素.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:李杰(1984),汉族,本科,助理工程师,研究方向为电气工程。-134-引起船舶电气设备常见故障的因素 李 杰 王国瑞 刘 骞 毕长杰 海洋石油工程股份有限公司,天津 300452 摘要:摘要:船舶电气设备是船舶的重要组成,关系到船舶行驶的安全性。由于海上环境较为复杂恶劣,空气湿度相对较大,电化学腐蚀严重,电气设备管理与维护面临严峻的挑战,针对不同的风险因素需要采取不同的应对策略。本文结合船舶电气故障的日常使用,对电气设备常见故障的影响因素展开分析,旨在进一步探讨相关因素在船舶电气设备故障中的作用和关系,为电气
2、设备的故障处理工作提供客观参考。关键词:关键词:船舶电气设备;常见故障;因素 中图分类号:中图分类号:TH137 0 引言 为满足船舶使用人员的日常生活和工作需求,船舶上的电气设备趋于多样化,作为船舶工程中至关重要的一部分,不仅关系到船舶的正常运行和生产效率,也直接影响到船舶和船员的安全。然而,在实际运行中,船舶电气设备常常会出现各种故障,这些故障往往源于多种因素,包括设备自身的设计和制造、船舶运行环境、维护保养等多个方面,如果无法及时采取有效的应对措施,容易引发严重的安全事故,因此,推进船舶电气设备常见故障的分析与应对研究显得尤为重要。1 船舶电气设备的概述与构成 船舶电气设备是指安装在船舶
3、上,以发电、配电、驱动和控制为主要功能的一类设备,不仅能为船舶提供电能,也能实现对船舶各种系统的控制和驱动,使船舶能够在各种环境和工况下保持正常运行。随着船舶工程技术的不断发展,船舶电气设备也经历了从传统机械、液压到电气的演变过程。传统船舶主要依赖机械传动,而现代船舶已经越来越多地采用电力传动和电气控制,以提高船舶的可靠性、灵活性和运行效率。主发电机是船舶电气设备中的核心组成部分,负责产生船舶的主电能。通常由主机(发动机)通过机械传动驱动发电机,以产生交流电或直流电;柴油发电机是船舶上常见的辅助电源设备,主要用于在航行中为电力系统提供备用电源,可独立运行,为船舶提供电力,也可以在主发电机停止运
4、行时作为备用发电机;船舶电动机广泛应用于船舶上的各种系统,包括推进系统、辅助机械系统等。电动机通过电力系统提供的电能驱动,实现船舶的运动和各种功能;可编程逻辑控制器(PLC)广泛应用于船舶电气系统的控制中,PLC 通过检测各种传感器的信号,实现对船舶各个系统的自动控制,包括发电机的调度、电动机的启停、配电系统的调度等;船舶照明系统包括船舱内部和船体外部的照明设备,用于提供舒适的工作和生活环境,确保船舶在夜间和恶劣天气条件下的安全航行。2 船舶电气设备常见故障分析 2.1 主配电板常见故障分析 电气设备在运行过程中主配电板会产生振动,在不同位置也会有所差异,如果振动频率较高,容易导致配电板出现裂
5、缝,因此,需要采取有效的应对措施。结合配电板的运行管理工作来看,过载是配电板的常见故障,在电气设备负载超过设计负荷时,会导致电流超过额定值,引起过载,一般是由于电流突增或负载不均衡;短路是指电路中两个相对电位相差很小的点直接连接在一起,导致电流异常增大,配电板上的短路主要因为电缆损坏、元件故障或设备老化,导致设备过热、起火甚至爆炸;接触不良是指电气设备连接点之间存在松动或腐蚀,导致电流传输不畅,大多是由于设备长时间运行、振动、潮湿等因素引起,接触不良会导致电气设备工作不稳定、发热和设备损坏;漏电是指电流在非预期的路径上流动,由于设备绝缘损坏,所处环境较为潮湿。在配电板中,漏电也易导致设备故障、
6、引发触电风险,影响整个电气系统的稳中国科技期刊数据库 工业 A-135-定运行。2.2 电网系统常见故障 为保障电力系统的稳定运行,往往会借助继电器保障电路的平稳运行,使得电流处于恒定状态。但是结合相关故障的处理工作来看,船舶使用人员往往在很长时间内都没有对继电器和相关设备进行检修,对电路的稳定性产生了负面影响。电网系统中的常见故障之一是电压不稳定,主要是由于电源波动、电气设备故障或负载变化,电压不稳定会导致设备无法正常工作,甚至损坏敏感的电子元件;电网系统中的频率偏移是指电源的频率偏离了正常运行范围,引发设备运行速度异常、时钟不准确等问题。频率偏移的成因则包括电力系统故障、负载变化等;电压谐
7、波是指电压中存在频率是基波频率的整数倍的谐波成分,电网系统中的谐波大多是由于非线性负载、电力电子设备等因素引起的,引发设备损坏、电源失真、线损增加等问题;电力中断是指电网系统中突然断开电源,主要是因为设备故障、外部故障或过载,电力中断会造成设备停机、数据丢失等问题,对一些对电源要求极高的设备影响更为严重。2.3 电动机故障 电动机过热是电气设备中的又一常见问题,过热是由于电动机过载、通风不良、绝缘老化引起的,过热会导致电动机绝缘降低,缩短设备寿命,甚至引发火灾;电动机启动问题主要包括启动困难、启动时间过长等情况,可能是由于电源问题、电动机内部故障或连接问题引起的,若出现启动问题会导致设备无法正
8、常投入运行;电动机轴承故障常常表现为轴承噪音、振动异常等。轴承故障通常是由于润滑不良、颗粒污染、轴承损伤等问题造成的,轴承故障如果得不到及时修复,可能会导致设备损坏;电动机中的相间短路是指电机内部两相之间发生短路,相间短路是绕组故障、绝缘老化等原因造成的,相间短路会造成电动机运行不稳定、过热等问题。2.4 船舶接触器和继电器故障 船舶接触器和继电器是由电磁系统、触头系统、灭弧装置以及辅助部件组成,接触器经常会出现触头接触不良的情况。接触器和继电器中的触点焊死是指由于长时间使用或负载过大,触点粘连在一起而无法分开,触点焊死容易导致设备无法正常断开电路,影响电气设备的正常运行;接触器和继电器的线圈
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