第4章船舶电气、电子设备的维护

第四章船舶电气、电子设备的维护与修理、故障诊断与功能测试第一节

船舶电气系统的工作安全要求第二节

电气控制线路识图与控制线路装配第三节电子元器件的识别、电子控制线路、电路板、电子元器件的焊接与装配第四节

电气控制箱的常见故障查找与排除第五节船用电机的维修第六节

船舶交流电站的维护与故障处理第4章第1节船舶电气的工作安全要求4.1.1安全用电的基本知识4.1.2船舶电气设备防火、防爆和防静电4.1.3船舶电气设备的船用条件及船检规定4.1.4电缆的安全使用与维护4.1.5船舶电气设备的接地要求4.1.6电气设备绝缘的意义和要求4.1.7常用电工绝缘材料和等级4.1.8船用电工仪表和使用方法4.1.1安全用电的基本知识一、触电伤害的种类1．电伤2．电击二、人体触电电流及安全电压通过人体0.6mA~1.5mA的工频交流电流时开始有感觉；8mA~10mA时手已较难摆脱带电体；几十毫安通过呼吸中枢或几十微安直接通过心脏均可致死。（1）人体大部分浸于水中的状态：其安全电压小于2.5V；（2）人体显著淋湿或人体一部分经常接触到电气设备的金属外壳或构造物的状态：其安全电压小于25V；（3）除以上两种以外的情况，对人体加有接触电压后，危险性高的接触状态：其安全电压小于50V。国际上通用的可允许接触的安全电压分为三种情况：三、触电事故的预防及急救1．预防触电措施2．触电急救注意事项（1）就近拉断电源开关或熔断器，或用干燥不带电的衣物器具使触电者迅速脱离电源，救护者人体各部分都不可直接触及触电者，避免连带触电。并注意触电者脱离电源时是否有碰伤或摔伤的危险，以采取必要的措施。（2）将触电者置于通风温暖的处所，对呼吸微弱或已停止呼吸的要实施人工呼吸或心脏按摩抢救。只要触电者没有明显的死亡症状，就应坚持抢救。4.1.2船舶电气设备火灾的预防一、电气设备的防火、防爆燃烧和爆炸须同时具备三个条件：（1）有可燃性气体或物质；（2）有空气或氧气；（3）有火源或危险温度。二、油船和散装化学品液货船电气设备的防火、防爆要求（1）不论是直流或单相、三相交流电力系统，都必须是对地绝缘的系统。（2）不同电压等级的网络不应有电气上的联接。三、电气设备的灭火四、防静电知识五、船舶防静电的措施（1）金属导体之间或法兰连接的管短之间要用金属导线可靠地连接，并可靠地金属接地，以便及时泄放静电。（2）电气设备的金属外壳均须可靠接地，所有电气设备的保护接地可作为防静电接地。4.1.3船用设备的船用条件及船检规定内容：船舶电气设备必须符合的条件，即：

1.振动、冲击；2.倾斜、摇摆；3.潮湿、盐雾、油雾和霉菌；4.电网电压和频率变化；5.防护要求。1.工作环境：——

总体而言：船用电气设备的工作环境非常恶劣。必须适应：倾斜摇摆、高温、、等的要求。电压频率波动固体液体防护

适应环境介质温度空气温度（℃）海水温度（℃）电气设备安装处所封闭处所内高于45℃，低于0℃处所开敞甲板热交换器入口无限航区0～45按该处所温度-25～4532除热带海域的有限航区0～40按该处所温度-25～4025电子设备的环境空气温度的上限为55℃

适应倾斜和摇摆的要求表10-2设备组件横倾横摇纵倾纵摇应急设备，开关设备，电器及电子设备22.5°22.5°10°10°上列以外的设备组件15°22.5°5°7.5°为了适应环境温度，应选用相应的等级的绝缘材料，。

适应电压频率变化表10-3设备参数稳态（%）瞬态（%）恢复时间（s）一般设备电压-6～+10±201.5频率±5±205由蓄电池或半导体变流器供电电压±20

船舶电气设备必须适应：①.振动和冲击；②.倾斜和摇摆；③.环境温度；④.潮湿、盐雾、油雾、霉菌侵蚀；⑤.电网电压和频率变化；⑥.防护要求。

振动冲击：为了达到要求，除应强度满足外，在安装形式上也应考虑，如：轴向直立安装或船舶纵向卧式安装。绝缘材料：船舶电气设备的绝缘材料是最薄弱的环节，所有防护或必须适应的要求主要是针对绝缘材料的。——

如果没有专门的船用产品，可考虑用陆用产品经三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）处理之后替代。船用电气设备绝缘等级要求为B级以上。

IP防护：是对固体和液体入侵防护

①.只存在与带电体接触危险环境IP20；

②.存在滴水和机械伤害的舱室环境IP22；

③.水和机械伤害危险较大的机器处所IP34；④.水和机械伤害危险较大的舱室处所IP44，附具（附属器具）IP55；

⑤.喷水、粉尘、严重机械伤害危险为IP55和IP56；

⑥.大量水浸入危险的露天甲板为IP56；

⑦.爆炸危险除防爆功能外，还应满足相应处所的防护等级。

电气设备外壳的IP××防护等级表IP等级简要说明定义第1位数字0无防护没有专门防护1防＞50mm的固体人体大面积部分如手(对有意识接触无防护),直径＞50mm的固体2防＞12mm的固体手指或类似物,长度不超过80mm,直径超过12mm的固体3防＞2.5mm的固体直径或厚度大于2.5mm的工具、电线等,直径＞2.5mm的固体4防＞1.0mm的固体直径大于1mm的线或片状物,直径超过1mm的固体5防尘并不防止全部灰尘进入,但进入量不妨碍设备正常运转6尘密无灰尘进入第2位数字0无防护没有专门防护1防滴垂直滴水应无有害影响215°防滴设备与垂直线成15°角时,滴水应无有害影响3防淋水与垂直线成60°角范围的淋水应无有害影响4防溅任何方向溅水应无有害影响5防冲水任何方向冲水应无有害影响6防猛烈海浪猛烈海浪或强烈冲水时进入机壳水量应无有害影响7防浸水沉浸在规定压力的水中经规定时间后,进入水量应无有害影响8防潜水能长期潜水,完全密封,进水量不产生有害影响二、

船舶电气设备的船检规定船舶电气设备，船舶保级检验有损坏和修理检验、改装或更换检验、年度检验、中间检验、特别检验。年度检验驾驶室与机舱控制站等通信设施电动机械、配电板、开关装置等电气设备应急电源有效性，应急照明的完整性主、辅操舵装置转换试验，故障报警可靠性航线等指示器试验，故障报警可靠性烟火探测系统试验通用报警系统效用试验中间检验（期限2~3年）内容与年度检验相同，油轮增加项目对危险区域的电气设备和电缆做总体检查对危险处所的电气线路进行绝缘电阻测试特别检验（间隔期为5年）配电板和分路熔断器板上的附件检查，过载电流饱和和熔断器做检查和校核。发电机各种保护试验发电机单机和并联运行试验，调速和负荷分配。敷设电缆的检查，测量主要电气的绝缘电阻4.1.4电缆的安全使用与维护一、电缆敷设1．电缆敷设的一般要求2．电缆的接线处理3．电缆的接地二、电气设备安装1．电气设备安装的一般要求2．接地要求4.1.5船舶电气设备的接地意义与要求1．保护接地保护接地是将工作电压在50伏以上的电气设备金属壳罩、构架和电缆金属护套等与金属船体做可靠的金属连接。2．保护接零对于中性点接地的低压电力系统，为防止触电，将电气设备的金属外壳、电缆金属护套等与系统的零线作可靠的电气联接，即为保护接零。

接地和接零

为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工作接地、保护接地和保护接零。接地的作用

接地是将电气设备的金属外壳或电路中的某一点通过接地，与船体的钢结构件做良好的电气连接。保证人员安全和设备安全减少电气干扰简化电网、节约电缆

三相三线绝缘系统以船体为中性回路的三相三线系统中点接地三相四线系统1.工作接地

电力系统由于运行和安全的需要，常将中性点接地，这种接地方式称为工作接地。如电力系统中性点接地的三相四线制系统，电焊机的接地线等，都是通过接地线构成回路而工作的。1.工作接地

中性点接地。目的：(1)降低触电电压(2)迅速切断故障在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。(3)降低电气设备对地的绝缘水平2.保护接地R'C'IbIe

当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电,当人触及外壳,接地电流Ie

将经过人体入地后,再经其它两相对地绝缘电阻R及分布电容C回到电源。当R值较低、C较大时，Ib

将达到或超过危险值。对地绝缘电阻分布电容电气设备外壳未装保护接地时:电气设备外壳有保护接地时通过人体的电流：

Rb与Ro并联，且

Rb

»Ro

通过人体的电流可减小到安全值以内。R'C'R0IbIeI0

利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。

保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是不带电的)接地。用于中性点不接地的低压系统分流公式：

利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。R'C'R03.屏蔽接地

屏蔽接地是为了防止电磁干扰，在屏蔽体与地或干扰源的金属机壳之间所做的良好电气连接。无线电通信设备一般都装在封闭的金属机壳内，以防止外来的干扰。屏蔽接地原理4.1保护接零（用于380V/220V三相四线制系统）

将电气设备的外壳可靠地接到零线上。

当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止人身触电。CABRoN(a)

把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。4.其他接地保护接地和保护接零同时使用时

当A相绝缘损坏碰壳时，接地电流式中：R0：保护接地电阻4

R0：工作接地电阻4注：中性点接地系统

(1)不允许采用保护接地，只能采用保护接零；

(2)不准保护接地和保护接零同时使用。

此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备外壳长期带电。CABR'0N(b)R0Ie3.重复接地

在中性点接地的三相四线制系统中，为确保接零可靠，防止因接零线断裂而造成触电事故，可将零线多处接地，这就是重复接地。4.避雷接地为防止雷击而进行的接地，称为避雷接地。一、电气设备绝缘的意义和要求4.1.6电气设备绝缘的意义和要求电气设备的绝缘不仅直接影响其正常运行和使用寿命，而且影响着用电的安全。意义：要求：1.防湿热、防霉菌和防盐雾油雾2.电气设备中的最热点温度不能超过其绝缘材料的最高允许温度。二、电气设备使用的额定值1．电气设备额定值电气设备使用的额定值是指在给定的工作条件下能保证正常运行所容许使用的电压、电流、功率、频率、温升等数据。2．电气设备按额定值工作时的注意事项⑴绝大多数电气设备发生短暂的过载是允许的；⑵若实际的环境温度超过规定的标准环境温度（如40℃或45℃），应考虑适当减载或加强冷却措施。⑶不同工作制的电气设备不能互换代替。4.1.8船舶常用电工仪表的结构和使用方法1电工测量仪表的分类与型式

2电流与电压的测量

3万用表的测量4功率的测量5绝缘的测量6用电桥测量电阻、电容与电感7非电量的测量本章要求：2.掌握万用表的使用，功率表的使用；1.掌握各种测量工具的工作原理；1电工测量仪表的分类与型式

电工测量技术的应用所以能在现代各种测量技术中占有重要地位，是因为它具有下述几个主要优点：1，电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够的准确度；2，电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地方，并可以实现自动记录；3，可以解决远距离的测量问题，为集中管理和控制提供了条件；4，能利用电工测量的方法对非电量(温度、压力、速度、水位及机械变形等)行测量。一、电工测量仪表的分类通常用的直读式测量仪表常按照下列几个方面来分类：按照被测量的种类分类电工测量仪表若按照被测量的种类来分，则如表4.1.1所列。按照工作原理分类电工测量仪表若按照工作原理来分类，主要的几种则如表4.1.2所列。按照电流的种类分类电工测量仪表可分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。序号被测量的信号仪表名称符号1电流电流表2毫安表3电压电压表4千伏表5功率功率表6千瓦表7电能瓦时计8相位表9频率频率表10电阻电阻表11兆欧表AmAVKVWKWKWhφHzΩMΩ型式符号被测量的种类电流的种类与频率磁电式电流、电压、电阻直流整流式电流、电压工频及较高频率的交流电磁式电流、电压直流及工频交流电动式电流、电压、电功率、功率因素、电能量直流及工频与较高频率的交流按照准确度分类准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确度与其误差有关。不管仪表制造得如何精确，仪表的读数和被测量的实际值之间总是有误差的。一种是基本误差，它是由于仪表本身结构的不精确所产生的，如刻度不准确、弹簧的永久变形。轴和轴承之间的摩擦、零件位置安装不正确等。另外一种是附加误差，它是由于外界因素对仪表读数的影响所产生的，例如没有在正常工作条件下进行测量，测量方法不完善，第十八准确等。仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。所谓相对额定误差，就是指仪表在正常工作条件下进行测可能产生的最大基本误差与仪表的最大量程(标值)之比，如以百分数表示，则为

目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5和5.0七级。这些数字就是表示仪表的相对额定误差的百分数。例如有一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为50V，则可能产生的最大基本误差为在正常工作条件下,可以认为最大基本误差是不变的，所以被测量较满标值愈小，则相对测量误差就愈大。例如用上述电压表来测量实际值为10V的电压时，则相对测量误差为而用它来测量实际值为10V的电压时，则相对测量误差为因此，在选用仪表的量程时，应使被测量的值愈接近满标值愈好。一般应使被测量的值超过仪表满标值的一半以上。准确度等级较高(0.1,0.2,0.5,级)仪表常用来进行精密测量或校正其他仪表。在仪表上，通常都标有仪表的型式、准确度的等级、电流的种类以及仪表的绝缘耐压强度和放置位置等符号(表14.1.3)。第二节

电气控制线路识图与控制线路装配一、电气控制电路图识图电气控制原理图电气元件布置图电气安装接线图电气控制线路图的阅图方法电气控制线路的测绘二、电气控制线路装配步骤及要求合理选择电器元件电器元件安装要求电器元件安装完成后通电试验要求电气控制原理图1．电气控制原理图绘制的原则原理图一般分主电路和辅助（控制）电路两部分主电路标号由文字符号和数字组成控制电路由三位或三位以下的数字组成在原理图中所有的触点均表示“正常状态”2．图上元器件位置表示法3．电路编号法电气控制线路装配步骤及要求合理选择电器元件电源开关的选择热继电器的选择接触器的选择熔断器的选择按钮的选择时间继电器的选用中间继电器的选择控制变压器的选用指示灯的选用接线板的选用导线的选用电器元件安装要求电器元件安装完成后通电试验要求电器元件安装完成后通电试验要求（1）按电路图、接线图从电源端开始，逐段对线（2）用万用表检查电路通断情况（3）通电试车①连接好电源；②提醒同组人员注意；③通电试车，如出现故障按下急停按钮，重新检测，排除故障；④通电试车后，断开电源，先拆除三相电源线，再拆除电动机负载线。配电板留用。第三节电子元器件的识别、电子控制线路、电路板、电子元器件的焊接与装配一、电子元器件的识别二、电子控制线路识图三、电路板、电子元器件的焊接与装配四、电路板、电子元器件的功能测试一、电子元器件的识别图形符号电子元器件的识别集成电路常用的检测方法有在线测量法、非在线测量法和代换法。

①非在线测量：非在线测量是在集成电路未焊入电路时，通过测量其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行对比，以确定其是否正常。②在线测量：在线测量法是利用电压测量法、电阻测量法及电流测量法等，通过在电路上测量集成电路的各引脚电压值、电阻值和电流值是否正常，来判断该集成电路是否损坏。

③代换法：代换法是用已知完好的同型号、同规格集成电路来代换被测集成电路，从而可以判断出该集成电路是否损坏二、电子控制线路识图第四节

电气控制箱的常见故障查找与排除一、电气控制线路故障查测二、船用电气控制箱的日常管理与维护船用电气控制箱的维护保养要求船用电气控制箱的故障检修1．系统不能起动故障检修2．起动按钮SBT复位后电动机停转故障检修3．电动机运行中突停故障的检修4．起动后，起动箱噪声大的故障检修船用电气控制箱的调试和检验1．正式通电前要做检查2．调试步骤一、电气控制线路故障查测1．线路短路故障的检查2．线路断路故障的检查3．线路接地故障的检查电气控制线路的主要故障现象电气控制线路的故障排除方法第六章船用电机管理与维护第一节船用电机的基本要求第二节船用电动机的维护与保养第三节船用电机的解体与装配工艺第四节船用直流电动机的维修工艺与常见故障处理第五节船舶同步发电机的维护和保养第六节船用变压器的管理与维护保养电机是船舶中不可缺少的重要设备。现在大多数船舶上使用的发电机是同步发电机，其容量根据船舶载货吨位大小及是否采用电力推进装置等有所不同。电动机是船舶的主要电气负载，主要用在各种船舶机械的电力拖动系统中。如甲板机械的舵机、起货机、锚机、绞缆机、舷梯绞车等；机舱中各种油泵、水泵、空压机、通风设备等。第一节船用电机的基本要求一、船用电机的特点及基本要求船舶的工作环境和条件与在陆地上相比相差很大，船舶电机长期工作在高温、高湿、盐雾、霉菌的环境中，电机的绝缘易受损害。船舶工作环境环境的温度变化大，且船舶的振动、颠簸、倾斜等直接影响到电机的运行。因此，对船用电机的绝缘结构、机械结构、电气性能提出了比陆用电机更高的要求。二、船用电机的安装1．对船用电机安装的技术要求2．船用电机安装方法第二节

船用电机的维护与保养一、日常维护主要是清除外表污物，以保证电动机正常运转和散热。封闭式电动机要保持通风沟槽清洁，风扇上的孔洞透气良好。防护式电动机除了保持外表清洁外，还要注意通风孔道的畅通，在不拆卸端盖的情况下，可对防护式电机绕组端部进行擦拭或吹拂，以免有害物质腐蚀绝缘。直流电动机有电刷磨损，用吹风机吹去绕组端部和换向附近的电刷粉末及灰尘等。二、船用电机的定期维护保养工作1．一级保养交流电动机为6个月，直流电动机为2~3个月保养一次2．二级保养交流电动机为1年，直流电动机为6个月保养一次3．三级保养交流电动机为3~4年，直流电动机为2~3年保养一次三、运行中的监视1．监视电源电压2．监视电动机工作电流3．监视电动机的温升4．监听电动机运行时的声音5．监视直流电动机的换向火花四、电动机大修后的验收1．外观检查2．测量绝缘电阻3．耐压试验4．空载试验5．负载试验与温升的测定第五节三相异步电动机常见故障的检修1．船用三相异步电动机的规格型号1）型号2）额定功率3）额定电压电动机额定运行状态下加在定子绕组的线电压4）额定电流电动机在额定电压和额定频率下运行，输出功率达额定值时，定子绕组的线电流6）额定转速5）额定频率7）接法2．三相异步电动机的常见故障分析电动机经过长期运行，难免会出现各种故障。作为电动机管理人员，应能根据电动机的故障，分析其产生原因，并采用恰当的方法排除故障3．绕组故障处理实例1）绕组断路故障2）绕组短路故障3）绕组接地故障4．电机受潮的烘干方法船用电机长期处在潮湿、霉菌、盐雾的恶劣环境中，使电机绝缘的下降。当绝缘电阻低于0.5M时，必须进行烘干，提高电机的绝缘。

1）红外线灯泡或白炽灯烘干法2）烘箱烘干法3）主机或锅炉废热风烘干法4）电流烘干法图6—3电流干燥法接线方法第三节

船用电动机的解体与装配工艺在检查、清洗、修理电动机内部或更换润滑油、拆换轴承时，都需要对电动机进行解体与装配。在电动机检修中，应熟练掌握解体与装配技术。一、解体与装配的基本要求解体任何一种电动机之前必须了解被解体电动机的运行原理、性能和结构情况。二、解体前的准备三、解体步骤四、几个主要部件的拆卸工艺1．联轴器的拆卸2．轴承的拆卸3．端盖的拆卸4．从定子中取出转子5．更换轴承内的润滑脂更换轴承内的润滑脂时，必须将轴承内的旧油脂全部清洗干净，不可新旧润滑脂混用。一般先刮去旧润滑脂，再放入轻柴油中浸泡5~10min后，用毛刷刷净。用毛刷洗轴承时，不要转动，以免刷毛进入轴承。更不能用锋利的刮刀等工具剔刮轴承内油污。轴承处理干净后，检查轴承转动是否灵活，有无异常声音。轴承完好时，将新的润滑脂用手指从轴承的一边向另一边挤压，让润滑脂挤进轴承，并从另一边挤出一部分，抹去挤出的部分。二、装配步骤及注意事项1．装配及注意事项电动机的装配过程是拆卸的逆运行，即后拆先装。在转子上安装轴承；风扇叶侧端盖装在转子上；装转子，初步紧固风扇叶侧端盖螺钉；上另一侧端盖与轴承盖；盘动转子；紧固螺钉；装上风扇叶与风扇罩；装上联轴器。2．特殊零部件的装配方法1）轴承的装配2）端盖的装配六、装配完工后的检查与测量1．检查机械部分的装配质量2．测量绕组绝缘电阻3．测量空载电流4．检查电动机运行中有无异常响声，监听轴承的声音5．电动机检查温升检查情况。第四节

船用直流电机的维修工艺与常见故障处理一、电刷位置的调整1．感应法2．试转法二、电刷的更换与研磨方法直流电机的电刷如果出现断、裂、缺角、太短（磨损达到原长度的一半），接触面积小于70%时，应更换。更换新电刷后必须对新电刷进行研磨。三、换向器表面的清洁与磨光（1）换向器表面的清洁：应经常用压缩空气吹拂换向器上的炭粉和灰尘，再用软而无绒毛的布擦拭干净。对个别油污点可用布沾少量甲苯擦净。（2）换向器表面磨光：当换向器表面粗糙时，电刷磨损快，并在换向器表面形成黑色磨痕或有灼痕现象，这时要对其表面进行研磨。研磨时用00＃砂布条，砂面面向换向器，来回拉动，或让电机在一定转速下用木瓦等工具将00＃砂布卡压在换向器表面上打磨。第五节船舶同步发电机的维护和保养一、一般维护为了保证发电机正常工作，要求机组附近不能有水、油及其污物堆积，不能有腐蚀性气体，应保持发电机冷却通风无阻，经常清洁通风过滤网。1．解体2．发电机的烘干发电机的解体方法与异步电动机解体方法基本相同。当发电机因受潮而使绝缘电阻低于1M时，必须进行烘干。3．发电机轴承的维护与保养发电机运行中要经常注意发电机轴承的温度和声音。4．集电环与电刷的维护二、船舶发电机运行中的监测运行中的发电机，应根据配电板上的仪表指示情况，对发电机不断进行监视，以便及时发现不正常现象，消除事故隐患，保证船舶正常供电。1．发电机温升的监测2．发电机电压的监视3．发电机功率因数与频率的监视4．绝缘电阻的监视5．其它部分的监视与检查第六节

船用变压器的管理与维护保养一、使用与维护特点1．使用时应严防潮湿，以防变压器绕组受潮而使绝缘电阻下降。2．保持引出线端子的清洁，去除污物和油垢。3．经常监视变压器的发热情况，其温升不得超过绝缘允许的最高温升。4．在使用各种小型变压器时，应注意电源的接线，决不可把副边绕组接向电源，以免烧坏变压器。二、变压器主要故障1．变压器绕组接地2．变压器绕组断路3．变压器绕组短路三、特殊变压器的使用要求1．电压互感器（1）电压互感器的原边接在被测的高压线路，副边接到电压表上（2）电压互感器的原边绕组与被测电路并联，副绕组与电压表联接。（3）电压互感器原、副边需要安装熔断器，实现对电网和互感器的短路保护。（4）电压互感器外壳、铁心和副边绕组需要做可靠接地保护。2．电流互感器（1）电流互感器的原边绕组串连在被测的高压线路中，副边绕组接电流表，（2）电流互感器的原边绕组与被测电路串联，运行中副边绕组不允许开路。（3）电流互感器原、副边不得安装熔断器，防止互感器副边开路而产生高压。（4）电流互感器外壳、铁心和副边绕组需要做可靠接地保护。第六节

船舶交流电站的维护与故障处理第六节

船舶交流电站的维护与故障处理1船舶电力系统的特点2船舶电站管理的技术要求3船舶电源的管理与维护4船舶配电装置的维护管理5自动电压调整器的维护管理6船舶发电机并联运行及其故障分析7船舶电力系统的继电保护船舶电力系统在电站容量、连接方式、电压等级、送变电装置等部分与陆地电力系统有很大的差别。船舶电站（发电设备和配电装置）是船舶电力系统的核心，其运行状态的好坏直接关系到船舶的安全。随着船舶自动化的程度越来越高，船舶电站的重要性变得尤为突出。1船舶电力系统的特点1．船舶电站的发电机及电器元件的要求是须进行三防处理（防潮、防霉菌、防盐雾），并具有抗振、抗倾斜的性能，保证电站运行的可靠性。2．船舶发电设备与用电设备之间的距离很短，相互影响大，因此各级船舶电网均应设置短路保护环节，并具有选择性，以保证电站供电的连续性。3．船舶电站容量相对较小。当大容量电动机起动时，可能会引起电网电压大幅度下降，发电机组的转速和频率也会波动厉害，因此要求船舶发电机组要有较大的承受过载和强行励磁的能力，能提高船舶电站运行的稳定性。2船舶电站管理的技术要求一、船舶电站运行中的监视与管理1．观察配电板上各仪表读数，如电压、频率、电流、功率等并作记录。2．根据工况进行发电机的并联运行或解列，使电站合理、经济运行。3．观察并联发电机组间功率分配是否合理。如果不合理，应进行手动调节并使之合理分配。交流发电机各相电流不得相差15%，且每相电流不应超过额定值。4．检查运行中的发电机的调压装置是否有不正常的振动或声响。若有异常，应查明原因，排除故障。5．检查发电机温度及轴承温度是否正常，发电机的温升不应超过其绝缘等级允许的温升。轴承最高工作温度为：滚动轴承一般不超过80℃，滑动轴承不超过70℃。6．注意观察发电机滑环的火花情况。7．对故障待修或正在检修的电气设备，在主配电板上断开电源时，必须在其相应的开关上悬挂告示牌，以免造成触电事故或设备损坏。8．配电板上同步表、兆欧表均按短期工作设计，并车或测量完毕后，应将转换开关扳回零位。9．观察配电板上兆欧表或地气灯所显示的船舶电网绝缘情况。如有绝缘不良应及时进行检查、排除。二、船舶电站停止运行后的管理1．电站在将要长期停止运行或者发电机、配电板将进行厂修前均应测量绝缘电阻，并作好记录，以备查考。2．交流船舶接岸电时，应当查明电压及频率是否与本船电网电压及频率一致，并且要确定相序一致，确保船电失电后方能接通岸电。3．配电板停用期间，对有加热驱潮电阻装置者，应通电加热，防止油、水溅入发电机和配电板内。3船舶电源的管理和维护船舶电源有主电源和应急电源之分，主电源由主发电机组组成，而应急电源又分大应急和小应急（临时应急），大应急电源也是由发电机组组成，小应急（临时应急）电源则由蓄电池组组成。

一、船舶发电机组的技术要求1．发电机组的台数与容量必须满足各种工况下对电站容量的要求，而且要使每台机组的功率得到充分利用。2．主电源至少由2台发电机组组成，以便交替使用、维护和检修。另外还需备有应急电源。

3．发电机组的台数和容量，应能在任一发电机组停止工作时，仍能继续对正常推进运行、船舶安全以及所必需的设备供电。同时最低舒适居住条件也应得到保证，至少应包括适当的炊事、取暖、食品冷冻、机械通风、卫生和淡水等设备的供电。4．如船舶推进和操纵必需依靠主电源，则船舶推进、操舵和保证船舶安全所必需设备的供电连续性5．发电机组应配置相应的调压及调速装置，使电网电压、频率稳定在一定范围之内。6．应具有各种保护环节，以便及时切除各种故障，保护发电机组，使整个电网能持续稳定运行。7．配备各种检测仪表和信号指示装置，以便及时反映发电机组运行情况。二、船舶发电机的维护与保养1.主发电机组的类型（1）柴油发电机组（2）汽轮发电机组（3）核发电机组（4）轴带发电机组2.发电机的日常维护与保养1）一般维护（1）为保证发电机正常工作，在它附近不应有水、油及污物堆积，不能有腐蚀性气体，以免损伤发电机绕组绝缘。（2）在防潮防尘的同时，要注意不能影响发电机的正常通风冷却。要经常清洁通风孔道内的灰尘污物，保持畅通无阻。冷却空气的温度不得过低，以免绕组及其它导电器件上凝结水珠。2）发电机轴承的维护与保养（1）在油环润滑的滑动轴承中，轴承的油量应一定，一般不在运行时注油，油量在规定液面下，轴承不应甩油，以免溅到绕组上。（2）润滑油需定期取出样品检查，若油色变暗、混浊、有水或污物时，应予更换。轴承发热时，均应更换新油，一般每隔250~400工作小时应换油一次，但至少每半年更换一次。换油时，应先用轻柴油洗净轴承，才可注入新润滑油。（3）采用滚珠或滚柱轴承的电机，当运行约2000h时，即需更换润滑脂一次。轴承用于灰尘多而又潮湿环境中时，应根据情况经常更换润滑油。（4）在起动长期停用的发电机组前，如装有滚动轴承时，必须先检查其润滑状态，若原有润滑脂已脏或已经硬化变质，必须先将轴承冲洗干净，再用汽油清洗。最后填入清洁的润滑脂。填入量为轴承室空间的2/3，不可填入过多。（5）正式运转前应进行试车，使发电机空转，达到额定转速后再停机检查转向、振动情况、轴承温度等是否符合要求。三、船舶应急电源当主电源因故不能继续正常供电时，可以由应急电源立即向船上一部分用以保证船舶安全的用电设备继续供电。应急电源和主电源之间应有一定的电气联锁环节。应急电源的容量是根据应急情况下必须保证旅客和船员安全所必需的用电设备所需要的功率。根据《钢质海船入级规范》规定，应急电源供电范围为：①航行灯及国际海上避碰规则所规定的其他各种信号灯；②白昼信号探照灯及无线电测向仪、无线电电台（按国际航行要求）；③各通道、梯道出口处的应急照明，每个登艇处的甲板和舷外应急照明，救生艇、筏，救生浮贮存处的照明；④机舱主机操纵台、锅炉水位表、气压表、主配电盘前、应急发电机室、舵机等处照明；⑤驾驶室、海图室、无线电室、消防设备控制站的照明；⑥船员、旅客公共舱室的照明；⑦紧急集合报警装置；⑧电动应急消防泵；⑨固定式潜水舱底泵等；四、蓄电池1.酸性蓄电池的结构和工作原理E=0.84+d一个充足了电的蓄电池，连续向外输出恒定的电流，从开始一直到放电终了，电流与放电时间的乘积叫做蓄电池的容量1.酸性蓄电池的结构和工作原理1）经常充电酸性蓄电池：分两个阶段进行，第一阶段充电使蓄电池电压上升到每单元电池为2.4V，然后转入第二阶段充电，充电后调整电解液相对密度达到1.285左右，再以第二阶段充电电流继续充电1h，即告完毕。碱性蓄电池：也分两个阶段，第一阶段用1/4容量的电流充电6~7h，第二阶段用第一阶段充电电流的一半充电2~3h，然后再校正电解液，整个充电过程即告完毕。2）充电方法（1）恒压充电法（2）恒流充电法（3）分段恒流充电法（4）浮充法3）蓄电池充、放电终了的判断（1）电解液的相对密度变化（2）蓄电池电压的变化（3）碱性蓄电池，充放电是否终了，主要根据电压判断3.蓄电池的日常维护、保养（1）每十天要检查一次电压、电解液的相对密度及高度,并作好记录（2）不经常使用的蓄电池，每月至少要检查一次，并进行补充电（3）蓄电池表面，每三个月进行一次彻底清洁3）蓄电池的过充电蓄电池在使用过程中往往因长期充电不足，过放电或外部短路等原困使极板硫化，从而使充电电压和电解液相对密度都不容易上升。4.电解液的配制酸性蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释浓硫酸配制而成的。由于硫酸的吸水能力很强，氧化非常剧烈，人体、衣服以及铜、锌等金属和它接触，都会被腐蚀。因此，操作时，必须戴防护眼镜和胶皮手套，以免硫酸溅到皮肤或眼睛上。浓硫酸的比重为1.835~1.84，而蓄电池电解液的比重为1．285左右。在将浓硫酸和蒸馏水混合，配制成所需的稀硫酸时，只可将硫酸缓慢倒入水中搅拌，绝对不能将水倒入浓硫酸中。否则将会引起硫酸液面发生爆溅，甚至使容器炸碎，产生严重后果。五、充放电板与蓄电池试验1.试验前应具备的条件2.试验方法和要求4船舶配电装置的维护管理配电装置的主要功能是：1．正常运行时，接通或切断电源至用电设备间的供电网络，对电网供电或停止供电。2．测量和监视电力系统的各种电气参数。3．调整电力系统的各种电气参数值。4．当电力系统发生故障或不能正常运行时，保护电路将自动地切断故障电路。5．对电路状态、开关状态以及偏离正常的工作状态进行信号显示。一、配电装置的组成及基本功能主配电板是电站电能集中和分配的控制中心，它的主要功能如下：（1）接通或断开电路；（2）保护装置按要求动作并报警；（3）检测和显示各电气参数；（4）能对电站的电压、频率及并联运行的发电机组的有功、无功功率进行调节；（5）对电路的工作状态进行信号显示。2.配电装置中的常用电器及测量仪表为了控制、分配、保护、测量和调整发电机及负载的需要，配电装置上装有不同用途的控制、保护和测量用的电气设备，常用的有：空气断路器、装置式（塑壳式）开关、组合开关、万能式转换开关、励磁变阻器、逆功率继电器及各类电压表、电流表、功率表、功率因数表、兆欧表等测量仪表。船舶电网绝缘检测岸电箱二、主配电板的维护周期及技术要求（1）主配电板表面日常要注意检查各指示灯是否正确反映实际工作状况，如有损坏或接触不良应及时修理或换新；检查地气灯是否完好，各种报警装置是否能可靠报警；检查测量仪表是否完好，指示数值是否正确。各种仪表和保护装置每四年应校验一次，并获得船检部门认可。（2）发电机主开关（ACB）检查所有紧固零件检查有无松动现象、可调部件有无变形或移位现象、各保护装置整定值的标记是否正常。对于过载、短路、欠压、逆功率（逆电流）的整定值每4~5年校验一次，并作好标记。（3）并车电抗器及其接触器

每半年－次：检查并车电抗器接线端子有无松动；检查并车电抗器的接触器线圈及接线是否良好，触头有否卡住现象；检查并车电抗器回路中的熔断器是否完好。（4）应急配电板每月至少试验一次，检查应急启动是否符合要求。每年要进行一次效用试验，检查与主配电板的联锁装置动作是否可靠。三、主配电板的常见故障排查1．配电板有电，但ACB不能合闸2．ACB虽能合闸，但不能对外供电3．ACB受船体振动，易自动跳闸4．逆功率继电器失灵，交流发电机产生逆功率现象四、船舶电网失电的处理方法1．对于具有自动电力管理系统电网失电后的处理1）除因短路保护导致发电机主开关跳闸断电外，对于其它各种机、电故障致主开关跳闸，自动电力管理系统均能自动处理，不需要值班轮机人员干涉，值班人员仅需按照报警指示故障进行相应检查、排除处理即可。2）若电网突然失电除警报声外所有设备均停止运行。此时值班人员切忌起动机组、合闸供电，首先应查看报警指示。警报必指示发电机短路，控制系统自动切换至非自动状态。应答后至主配电板后面仔细检查汇流排是否发生短路，找到短路点排除后或确信主配电板没有发生短路（船舶电网短路保护的选择性整定不当）才可按复位按钮，系统即恢复至自动状态，同时解除阻塞，此时值班人员可遥控起动值班发电机组投入电网运行即可。2．常规电站电网失电后的处理1）并车操作时发生电网跳电首先检查原运行机组与待并机组的机、电状况，若由于是并车操作不当导致发电机主开关过流保护跳闸或逆功率跳闸。可复位过流继电器或复位逆功率继电器（视具体发电机控制屏而定，有些不需要），恢复正常后合上其中任一台机组的主开关，然后按功率大小及重要性逐级起动各类负荷，待发电机组带上相当负荷时再将另一台机组按并车条件进行并车操作。首先应答警报、消声，若报警装置指示滑油失压或机组超速等，可起动备用机组，待转速、滑油压力、电压正常后合闸供电，之后按功率大小及重要性逐级起动各类负荷，最后检修故障机组。2）运行机组因机械故障发生电网跳电3）单机运行时起动大负荷或几乎同时起动几个较大负荷时（如用船上起货机进行装卸货作业）发生电网跳电先应答警报、消声，复位过流继电器（视具体发电机控制屏而定，有些不需要），然后合上发电机主开关，再按功率大小及重要性逐级起动各类负荷投入运行，之后起动备用发电机组，待一切正常后按并车操作要求进行并联运行的操作，并车完成后再起动大负荷投入运行。4）运行机组因发电机内部短路或失压保护动作发生电网跳电常规电站大多无此报警功能，若机组仍在运行但电压很低或没有电压，说明是失压保护跳闸，则应停这一台机组，然后起动备用机组投入电网运行，最后再检查故障机组的发电机调压器：若机组仍在运行且电压正常，说明可能是短路保护跳闸，则应检查主配电板汇流排是否短路，排除短路故障后或确信主配电板没有发生短路故障时即可合闸供电。5）运行机组主开关误动作跳闸或因船舶电网选择性保护不良发生电网跳电因无此报警功能，按上述短路保护处理方案检查，确信配电板没有发生短路后才可合闸供电。6）燃油供给故障（如调速器失灵、断燃油等）发生电网跳电基本上均没有这类监测报警点，主开关仍系失压保护跳闸。五、发电机保护动作使主开关跳闸的判别1．发电机过载保护的判别2．发电机欠压保护的判别3．发电机逆功率保护的判别4．发电机外部短路故障的判别5自动电压调整器的维护管理自动电压调整器的作用就是保证发电机电压维持在一定的允许范围之内，且能在发电机组并联运行时对发电机间无功功率进行合理分配。一、自动电压调整器的分类和功能1．自动电压调整器的分类：（1）按发电机电压偏差△U进行比例式调整的调压器；（2）按发电机定子电流和功率因数进行比例式调整的调压器；（3）按电压偏差、定子电流和功率因数进行调整的调压器。2．自动电压调整器的主要功能：（1）维持发电机端电压稳定；（2）提高电力系统发电机并联运行静态稳定性；（3）故障情况下，实行强励磁，以快速励磁方法提高发电机并联工作的动态稳定性；（4）加速短路后电压恢复速度，提高电动机的稳定性和改善电动机自起动条件；（5）合理的分配发电机间无功功率，以保证发电机并联运行的经济性和稳定性；（6）当并联运行中一台发电机失磁时，可使其短时间内异步运行；（7）使并车操作易于进行，速度加快；（8）提高在故障时具有时限的继电保护装置动作的正确性等。二、对调压器的基本要求1．对静态和动态指标的要求对静态指标的要求是：交流发电机连同其调整装置，在考虑原动机速度特性的情况下，当发电机自空载至额定负载的范围内，且其功率因数保持额定值，发电机的稳态电压变化率应不超过±2.5%。应急发电机，可允许在±3.5%。对动态指标的要求是：交流发电机在负载为空载，转速为额定转速，电压接近额定值的状态下，突加或突卸60%额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载时，电压跌落其瞬态电压值应不低于额定电压的85%，当电压上升时，其瞬态电压应不超过额定电压的120%，而电压恢复到与最后稳定值相差3%以内所需的时间，则不超过1.5s。2．对强行励磁的要求励磁系统能将励磁电流在短时间内升高到超过额定状态的最大值，使励磁磁场迅速增强，发电机电压迅速恢复。这样，就可以维持并联运行发电机的工作稳定和电动机运行稳定以及继电保护装置动作准确，从而保证整个电网的稳定运行。3．对无功功率分配的要求并联运行的交流发电机，当负载在总额定功率的20~100%范围内变化时，应能稳定运行。各发电机实际承担的无功功率与按发电机额定功率分配比例的计算之差，在发电机功率相同时，应不超过额定无功功率的±10%；当功率不相同时，应不超过最大发电机的±10%或最小发电机的±25%，如果后者计算值小于前者计算结果时，则取后者值。三、自动电压调整装置的维护维护周期：每半年进行一次。维护内容与要求：1．检查调压器的各接线柱连线是否良好，并检查线性电抗器的间隙大小及有无异常声响，如果发现接线头松动，必须拧紧。间隙大小不合适时应调至要求值，有异常声响应查明原因进行排除。2．检查调压器相与相之间、相与地之间的绝缘是否良好，一般要求绝缘电阻值不得小于1MΩ。3．对调压器中的电子器件，应按维护电子设备的统一要求进行，应检查插接式印刷电路板接触是否良好，分立元件应检查其外观、引出线、焊点、电路导电铜膜是否有腐蚀。4．对于无刷同步发电机，应对励磁机进行维护，维护要求与同步发电机相同。对于旋转整流器应特别注意由于离心力作用易使电线松脱开路。四、发电机及调压器常见故障1．发电机转速已达到额定值，但电压不能正常建立2．发电机电压低于额定值3．发电机电压高于额定值4．发电机在运行过程中突然不发电5．负载增加，发电机电压大幅度下降6．发电机过热的故障7．发电机轴承过热的故障6