船舶電氣的故障排除及維護保養(yǎng).doc

船舶電氣的故障排除及維護保養(yǎng) 來源： 作者： 發(fā)表時間：2010-07-20 17:06:38 摘要:目前小型船舶發(fā)電機總容量小于750kw的船舶,通常不設電機員和電工,因此要求輪機員能夠及時排除電氣故障并做好電氣的日常維護保養(yǎng)工作。文章主要介紹船舶電站、船舶電網的故障排除及維護保養(yǎng),供輪機員學習參考。關鍵詞:船舶電站 配電板 電網 絕緣 電阻船舶電站基本上是由柴油機、發(fā)電機,以及由開關電器、保護裝置、測量儀表、控制設備等構成的主配電板組合而成。船舶電站是船舶航行的關鍵設備,如果在航行中出現(xiàn)故障,將直接影響船舶航行的安全。筆者根據(jù)多年從事船舶電氣管理的工作實踐,認為現(xiàn)有船舶電站故障現(xiàn)象盡管表現(xiàn)各不相同,但故障產生基本上可分為以下幾種主要類型:1 主配電板的常見故障主配電板是對船舶主發(fā)電機所發(fā)出的電功率及向全船用電設備供電進行通斷、監(jiān)視、控制和保護的開關設備和控制設備的組合配置。主配電板通常由發(fā)電機控制屏、并車屏、負載屏、起動屏等組成。發(fā)電機控制屏是用來控制、調節(jié)、監(jiān)視和保護發(fā)電機組用的,每臺發(fā)電機組均需配備有單獨的控制屏。船舶發(fā)電機的短路、過載或欠壓保護是通過萬能式自動空氣斷路器的保護裝置來實現(xiàn)的。自動空氣主開關不僅用作正常電路的斷開或閉合,而且也是一種自動切斷故障用的保護電器。當電網上出現(xiàn)短路、過載、或欠壓等情況時,主開關的過載線圈能準確地反映過電流或欠電壓的大小,并在其達到整定值時控制開關的脫扣機構斷開主開關,從而實現(xiàn)對發(fā)電機保護的目的。我公司船舶的主開關大都是“DW”系列或“AH”系列,盡管主開關的型號多種多樣,但它們的結構特點大體是一樣的,一般包括:觸頭系統(tǒng)、滅弧室、過流脫扣器、失壓脫扣器、分勵脫扣器、自由脫扣機構、電動操作機構和手動操作機構、鎖扣裝置等。如果主開關因故障合不上閘,首先要檢查四連桿傳動機構、脫扣鎖鉤是否接好,過載、失壓、分勵脫扣器是否復位。然后再檢查主開關的半導體脫扣器的控制電路板是否有故障,可以將備用的電路板換上,使主開關正常工作。對于新安裝的主配電板要檢查各部螺栓是否松動。如:母線螺栓有一項松動,就會造成三項電流不平衡,加上負載后使另外兩項過電流而掉閘。對主配電板在運行中的保養(yǎng)要著眼于日常的認真維護,因為船舶經常處于在海上航行,要有自己進行維修的能力。以下是保養(yǎng)檢查的主要項目:(1)由于主配電板經常發(fā)生振動,因此故障多發(fā)生在振動較強烈之處,所以要檢查引起振動的原因并排除之,如躲開共振轉速,增加防震墊片等。(2)塵埃是造成接觸不良的原因,對接線端子座及防塵罩等容易附著灰塵的場所要經常清掃。(3)運行中經常檢查儀表的指針指示是否準確,特別當負載起動、停止時注意指針的動作狀況是否正常,從儀表的數(shù)值可以判斷機器運轉狀況。(4)保護裝置的整定值不允許輕易變動,當在使用狀態(tài)而必須改變保護動作值時,必須在改變處做明顯的標記。保護裝置動作時,例如斷路器斷開時,需確認是由于逆功繼電器動作、過載脫扣還是失壓脫扣引起的,并做好記錄。(5)控制開關、轉換開關操作時,觀察其控制儀表的變化情況,可以確認其接觸是否良好。2 發(fā)電機的故障發(fā)電機發(fā)不出電來,可能有以下幾種原因:(1)無勵磁電壓檢查勵磁機或整流器。(2)有勵磁電壓,無勵磁電流電刷滑環(huán)接觸不良,勵磁繞組斷線。(3)大修后,激磁繞組的接線未能保證磁極按NS極性交替分布。(4)發(fā)電機長期未使用,對于自激式同步發(fā)電機來講,磁極剩磁可能不足,不能自激,應充磁。(5)電機有剩磁,但勵磁電流流向未能起助磁作用不能自勵,顛倒電刷極性即可。(6)發(fā)電機的繞組溫度高,主軸承溫度高,這通常是由于繞組絕緣下降、灰塵太多散熱不好、主軸承磨損等原因造成的。做法是結合船舶檢查,定期對發(fā)電機進行拆檢、清潔、浸漆、烘干、更換軸承等。(7)由于振動造成發(fā)電機線頭斷路,特別是用4135系列柴油機做原動機的發(fā)電機,比用6135系列柴油機的離心力大,振動也大,發(fā)電機的可控相復勵自勵恒壓裝置的線更容易被震斷。對于這些問題,除了采取保證發(fā)電機與原動機的軸線一致、減少震源外,還采用將可控相復勵恒壓裝置用支架托起與發(fā)電機這一震源隔離的方法,解決這個問題。3 發(fā)電機電壓不穩(wěn)的原因及預防措施。(1)原動機的轉速不均勻。(2)原動機的速度變動率過小。(3)原動機調速器的靈敏度過高。(4)對采用往復式運動的原動機其驅動轉矩的頻率經常與發(fā)電機的固有頻率相分離,為此需要適當加大其慣性輪。(5)在發(fā)電機轉子的磁極上加裝制動繞組。其作用與感應型電動機的鼠籠相似。當轉子以同步速度旋轉時,與發(fā)電機旋轉磁場的相對速度為零,制動繞組不起作用,當轉子產生振蕩時,轉子的轉速不再是同步轉速,此時制動繞組切割旋轉磁場產生感應電流,由于這個感生電流生成的轉矩總是阻礙轉子速度的變化,從而抑制了“擺動”。(6)為了使調速器的靈敏度不致過大可裝設阻尼器,給調速器的動作加入一延時時限。(7)適當?shù)丶哟蟀l(fā)電機原動機的速度變換率,即增大調速特性的斜率。4 如何保證兩臺以上發(fā)電機的并聯(lián)運行船舶電力負荷隨船舶工況的變動而經常變動,對發(fā)電機來說,一般都設計成接近滿負荷使用時具有最高的效率,因此船舶電站總是設計成兩臺以上的發(fā)電機組成。在小負荷時,適宜于單機運行,而負荷大時,則采用兩臺以上發(fā)電機并聯(lián)運行。為了保證供電的可靠性和連續(xù)性,船舶電站設置有備用發(fā)電機組,當要檢修運行中的發(fā)電機組時,先將備用機組起動并與電網并聯(lián)后,再轉移負載,這樣可保證在不停電的情況下檢修運行中的發(fā)電機組。為了使并聯(lián)運行的發(fā)電機保持穩(wěn)定地工作,每臺并聯(lián)運行的發(fā)電機必須滿足如下電氣方面的條件:(1)各發(fā)電機的電勢大小應該相等。如果并聯(lián)運行各發(fā)電機的電勢大小不等,在發(fā)電機相互間將會有功環(huán)流流通,使各臺發(fā)電機電流的相位即功率因數(shù)發(fā)生變化。由于無功環(huán)流會引起發(fā)電機心樞的銅損增加,使發(fā)電機過熱。(2)各發(fā)電機電勢的相位應該一致。如果并聯(lián)運行各發(fā)電機的相位不同,在發(fā)電機互相間將會有有功環(huán)流流通,有功環(huán)流會產生整步功率使各臺發(fā)電機電勢相位趨于一致。由于并聯(lián)運行的發(fā)電機之間存在這個有功環(huán)流,使相位超前的發(fā)電機增加了有功負荷,從而使各發(fā)電機的負荷分配不均勻。(3)各發(fā)電機的電勢的頻率應該相等。當頻率有差異時,在不同的瞬間也會引起各發(fā)電機電勢的不同的相位差,與相位不一致時會引起有功環(huán)流以使其相位趨于一致,但由于轉子的慣性,造成轉子在整步功率作用下產生周期的振蕩,當頻差過大時,由于相位差也過大甚至會造成發(fā)電機失步,使并聯(lián)運行成為不可能。5 船舶電網的維護和常見故障排除方法船舶航行的安全,要求船舶電站供電有高度的連續(xù)性、可靠性和安全性。它在很大程度上取決于船舶電網的絕緣狀況的好壞。船舶電網的絕緣降低或損壞,會造成漏電乃至擊穿,可能引起舵機失靈,配電板掉閘,甚至引起人員觸電和火災。因此,對船舶電網的最低允許絕緣電阻有一定的規(guī)定和要求。船舶電網最低允許絕緣電阻值項目最低絕緣電阻值（M）電力線路0.75電壓100V以上的照明線路0.75電壓100V以下的照明線路0.2電壓100V以上的船內通信線路0.75電壓100V以下的船內通信線路0.35航行燈、信號燈線路0.5長度在6m以下的配電板1長度在6m以上的配電板0.5由于船舶電網常年運行在潮濕、高溫、振動和油霧等惡劣的環(huán)境中,常常使船舶電網的絕緣電阻降低,以至達不到規(guī)范的要求,為此必須加強對船舶電網的維護工作,保持電網具有良好的絕緣水平。5.1 船舶電網的維護(1)船舶在航行、制造或者修理時,都必須仔細謹慎地維護電網,防止電網絕緣電阻降低,防止電纜芯線之間電纜與殼體之間發(fā)生短路及遭受機械損傷或電焊火花燒傷。(2)平時,特別在惡劣的船舶使用條件下,要加強電網絕緣的監(jiān)測。除采用常用的絕緣指示燈、兆歐表外,建議采用能連續(xù)帶電測量,自動發(fā)出聲光報警信號的ZCB型電網絕緣監(jiān)測儀。主要電氣設備的絕緣電阻值應記錄備查。(3)船舶在建造或修理時,當敷設完線后,要做好端頭封閉的接線工作,不要擱置過久,暫不進入電器設備的電纜頭必須嚴封,以防潮氣進入電纜芯。(4)加強配電板的維護,局部停電或定期檢修時,吹除不帶電設備上的灰塵,以防由于潮濕、凝露等影響,在絕緣體上形成表面導電層。(5)在電纜附近進行氣割或電焊工作時,應在電纜上覆蓋石棉被,以防止火花飛濺而燒傷電纜。(6)配電箱的門鎖應經常鎖住,并有專人負責。(7)經常檢查電器設備、電纜是否受機械損傷、有無水漬及其他雜物侵入,發(fā)現(xiàn)情況應立即處理,要經常保持電器設備干燥和清潔。(8)經常檢查設備上的絕緣材料表面是否完整,有無發(fā)霉現(xiàn)象。電纜端頭與設備連接金屬體應無氧化及銹蝕,發(fā)現(xiàn)情況應立即采取相應的措施。(9)應盡量少打開電氣設備的密封殼體,如必須打開,則關上時應仔細可靠地恢復密封。(10)設備在保養(yǎng)期間,對某些設備應定期通電工作一定時間。5.2 船舶電網常見故障和排除(1)電纜絕緣電阻低于最低允許值a.從用電設備開始,依次斷開各段電網,一直到主配電板;按順序測量,找到引起電網絕緣電阻下降的電纜;b.對潮濕的電纜要將電纜揩干后,進行外部加熱,短距離的電纜可以利用高瓦數(shù)電燈加熱烘烤。c.長久不用或跨艙的電纜,可以通過低壓短路電流加熱,但必須防止加熱溫度超出規(guī)定的允許值。d.主配電板可以通熱風,但通風機的出口溫度不得高于90100。5.3 電纜、電線發(fā)生短路故障a.確定損壞的區(qū)域;根據(jù)開關跳閘或熔斷器的情況確定故障線路,當這個線路上并聯(lián)多個支路和用電設備時,一般采用“逐條消除法”;b.檢查線路是否短路,可以用兆歐表來測量電纜芯線之間的絕緣電阻,當短路時,所測得的絕緣電阻接近于零。注意在測量電纜時,電纜所接的用電設備應斷開;c.確定產生短路的原因和性質。如導線選擇是否恰當,長期過載運行后,絕緣層是否老化、導線接頭是否脫落;電纜是否受到機械損傷等。5.4 電纜、電線發(fā)生斷路故障斷路故障往往是由于短路使保險絲燒斷,接頭處脫落,觸頭接觸不良,導致斷線等原因引起的。a.斷路故障的檢查:帶電檢查,可用電壓表或校驗燈,如果某兩點間量出有電壓或校驗燈發(fā)亮,說明該兩點間存在斷路點。不帶電檢查可用萬用表的歐姆檔,因為斷路點的電阻R=。b.對于三芯線的電纜,可以利用電橋或萬用表來測量兩個回路的電阻值。其中每一回線由一對芯線組成,并在兩組成回線的芯線的一端相互連接起來。測量所得的同線電阻比組成回線芯線有的電阻大得多,則說明有一根或兩根芯線斷線。在芯線完全斷了的情況,則回線電阻值接近于無窮大,倘若芯線與殼體連接,則回線電阻值決定于對殼體接觸電阻值的大小,上述方法也亦可用于檢查多芯電纜。5.5 電纜損壞處的尋找方法在確定故障的性質后,關鍵是準確地尋找到故障的地點,這樣可避免更換整條電纜。特別在航行中是無法及時更換的,只能采取臨時連接的措施來消除航行中的危險。a.磁針法利用磁針法尋找成束電纜損壞處,所有的電纜都應該斷電,將磁針沿著電纜移動,同時連接接通和斷開電池。由于電纜上電流反復變化所產生的磁場,使磁針移動到損壞處時,擺動就停止。b.回線法運用電橋的原理,采用惠斯登萬能電橋或其它直流電橋作為測量儀器。由于電纜芯線的電阻與長度成正比,所以,能得出下列公式:式