船舶电气设备与系统

第十九章船舶电气平安管理与维护双线触电单相触电单线触电1.人体触电形式：第一节船舶平安用电一、人体平安保护人体触及到带电体，受到较高电压或较大电流的直接或间接的伤害，称为触电。按照触电伤害程度的不同，可分为电伤和电击两类。电源中性点接地的单相触电返回2.影响触电伤害程度的因素〔1〕与电流种类有关〔2〕与流过人体的电流量大小有关〔3〕与交流电流频率有关，50Hz或60Hz的工频电流对人体的伤害最大〔4〕与电压上下和电流持续时间有关〔5〕流经人体的电流持续时间越长，对人体造成的伤害就越严重3.触电急救〔1〕迅速脱离电源〔2〕及时组织现场抢救〔7〕与人体电阻和人的体质有关〔6〕与电流流过人体的路径有关二、船舶电气设备接地与保护措施1.保护接地保护接地根据?入级标准?规定，电气设备保护接地的要求有：〔1〕电气设备的金属外壳均需要进行保护接地。〔3〕无论是专用导体接地还是靠设备底座接地，接触面必须光洁平贴，接触电阻不大于0.02Ω，并有防松和防锈措施。〔4〕电缆的所有金属护套或金属覆层须作连续的电气连接，并可靠接地。〔5〕接地导体应用铜或耐腐蚀的良导体制成，接地导体的截面积须符合规定的要求。〔2〕当电气设备直接紧固在船体的金属结构上或紧固在船体金属结构有可靠电气连接的底座〔或支架〕上时，可不另设置专用导体接地。2.工作接地?钢质海船入级与建造标准?对船舶电气设备工作接地的要求是：〔1〕工作接地与保护接地不能共用接地装置；〔2〕工作接地应接到船体永久结构或船体永久连接的基座或支架上；

工作接地〔3〕接地点位置应选择在便于检修、维护、不易受到机械损伤和油水浸渍的地方，且不应固定在船壳板上；〔4〕利用船体做回路的工作接地线的型号和截面积，应与绝缘敷设的那一级〔或相〕的导线相同，不能使用裸线。工作接地线应尽量短，并妥为固定，接地电阻不大于0.01Ω；〔5〕平时不载流的工作接地线截面积应为载流导线截面积的一半，但不应小于1.5mm2，其性能与载流导线相同；〔6〕工作接地的专用螺钉直径不应小于6mm；3.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。通信设备屏蔽接地?入级标准?对屏蔽接地的主要要求是：〔1〕露天甲板和非金属上层建筑内的电缆，应敷设在金属管内或采用屏蔽电缆。〔2〕凡航行设备的电缆和进入无线电室的所有电缆均应连续屏蔽。与无线电室无关的电缆不应经过无线电室。假设必须经过时，应将电缆敷设在金属管道内，该管道进、出无线电室均应可靠接地。〔3〕无线电室内的电气设备应有屏蔽措施。〔5〕所有电气设备、滤波器的金属外壳、电缆的金属屏蔽护套及敷设电缆的金属管道，均应可靠接地。4.其他接地〔3〕避雷接地（1）保护接零保护接零（2）重复接地重复接地重复〔1〕电气设备〔特别是插座〕进水形成短路或接地，在短路或接地点局部发热。返回〔2〕导体的联接点的松动、氧化、腐蚀等引起接触电阻过大，造成局部发热。〔4〕由于乱接、乱拉电线，或在插座上接用超过线路允许载流量的电热器或其他用电设备而造成线路过热。〔5〕其他原因造成的绝缘强度下降或绝缘破坏，发生短路、接地故障，引起局部过热。三、防静电知识在静电危险场所的工作人员应穿导电好的服装和鞋袜。在货油舱甲板上禁止穿脱衣物。由生活居住区进入货油舱区前，手应触摸专设的用来消除静电的金属板，以防止人体带静电进入危险区。此外，船舶在航行中除防直接雷击外，带电低云层的静电感应，使船舶金属体感应带电。四、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。索具接地活动吊杆接地舱口盖接地油管接地第三节油船电气设备的平安管理1.第一类舱室区域与要求一、油船的舱室区域划分与电气装置要求

第一类舱室区域包括货油舱和垂直隔离舱，在此类舱室内严禁敷设电缆与安装电气设备。在不可防止的情况下，垂直隔离舱内才允许安装測深仪振荡器，但该振荡器必须安装在巩固油密的罩壳内，电缆应敷设在气密巩固的管子中。在进入隔离空舱处的电缆管道内需以填料封隔。返回2.第二类舱室区域与要求(1)所装电气设备必须是防爆式的，不得安装插座；(2)电缆应选用护套电缆或穿气密管子敷设，出入该类舱室的电缆孔应以填料分隔，防止可燃性气体进入其他舱；(3)所装照明灯具应符合?入级标准?的条件；货油泵舱的照明由两路电源供电，灯点需交错布置；非防爆电气设备与货油舱透气管出口端的距离应不小于1m；假设在油泵舱内安装測深仪振荡器，那么要求与第一类舱室相同。3.第三类舱室区域与要求1.静电的产生〔1〕当货油沿着输油管路流动和流入货舱时，由于油与管壁、油舱的摩擦和冲击，因而产生和积聚静电荷；〔2〕船体在风浪影响下的摇摆振动，会使油品与油舱壁产生摩擦而生成和积聚静电荷；〔3〕油品通过多孔或网状过滤器、隔离装置时也会有静电的产生和积聚；〔4〕油品微滴的飞溅与空气摩擦及油中结晶水滴的沉降过程，也会产生静电；〔5〕油舱内的油品与油面漂浮物的相互撞击，可以产生静电；〔6〕在对油舱采样测量时，测杆和采样器具在施放和提升过程中，油舱内会产生静电；〔7〕洗舱机和喷嘴软管在洗舱工作过程中会产生静电；〔8〕洗舱水柱，水雾，水珠等形成的水滴降落在油品中发生冲击时，也能产生静电；〔9〕油舱内的铁锈，石油渣滓等沉淀物在下沉时，会产生静电；〔10〕油舱上索具和吊杆的摩擦，会产生静电；〔11〕落到油舱的物品及工具等，在坠落和发生碰撞时，会产生静电；〔12〕人是静电的良导体，当人体穿脱毛料和合成纤维衣服时，会产生极高的静电电压，足以引燃周围的爆炸性气体。2.油轮静电的预防具体措施有：1〕货油舱在卸油，排压载水或洗舱前，都要向舱内充入惰性气体；航行期间，也要向舱内补充惰性气体，以使其含氧量极低。2〕在装卸油时应控制货油的流速，以不超过4m/s为宜。为防止油管内或舱底残留积水而发生油水冲击从而大量产生静电，开始装油时，货流速度应控制在1m/s以下；待油装至高出舱底肋骨后，才逐渐加速到4m/s。3〕油管要用接地电缆连接4〕装油后测量、取样时，应考虑油的半衰时间，宜在装完后30min进行，所用的量尺及取样装置应采用非金属材料制成。6〕油轮工作人员应穿导电好的衣服和鞋袜，不宜佩戴与人体绝缘的金属器件。有条件时，可在油轮入口处装设消静电装置，消除人体静电。5〕洗舱时，应尽可能防止由于水雾带电而产生静电电压，洗舱机台数不宜过多，在吊入舱内之前应可靠接好接地电缆，工作人员必须防止金属工具落入舱内。三、油轮电气设备的管理要求

1．油轮电气设备的选用和管理(1)油轮配电系统只允许采用对地绝缘系统，即发电机和供配电系统均不应接地，更不能将船体作为回路。(2)危险区域必需使用的电气设备应为防爆型结构，或采用本质平安型电路或设备。(3)定期检测电缆、电气设备的绝缘电阻，保持绝缘良好。(5)不允许任意架设临时供电线路和装设临时灯具，或随意加大电气设备功率。在调换灯管、灯泡时应先关断电源，在防爆灯及灯泡上不得涂刷油漆和包裹易燃纸品等物。(6)在室外禁止使用非防爆式灯具，手电筒也应是防爆的。(7)主电站和应急电站应定期清洁，防止油污造成短路。

2．油轮在进行装卸油品，洗舱，除气，压载作业时的特殊注意点〔6〕关闭变流机组，通风机，加温器等的电源。〔7〕断开雷达电源，天线转至背向油舱的方向。〔8〕使用防爆式报话机时，应站在货舱口的下风。如需换电池，要在室内进行，使用固定式超短波时，应将输出功率调到1瓦特以下。〔9〕修理雷达，发报机和各种助航仪器时，应先经測爆，在确认无可燃气体威胁时，方可进行修理。

〔10〕严禁悬挂彩灯。第四节船舶主要电气设备调试实例

一、船舶电站的调试

对于新建造的或者经过大修后的船舶电站，必须按照中国船级社颁发的?钢质海船入级与建造标准?的要求，进行检测、试验和调整。〔一〕发电机和调压器的调试1.发电机与不可控相复励调压器配合的发电系统调试〔1〕在调试期间，为保证配电盘上其他用电设备的正常供电，应把发电机控制屏的隔离开关断开，与主开关联锁的电路暂时断开。返回〔2〕为了便于调试，应在移相电抗器与发电机之间接入一个三相隔离开关和一只电压表。〔3〕对照图纸核对发电机与调压器，调压器本身的接线是否正确。〔4〕测量发电机、调压器的冷态绝缘电阻，一般要求1M以上。〔5〕对于长期停用检修的发电机或新安装发电机进行充磁。

〔6〕空载试验〔7〕当空载试车各方面正常后，方能进行负载调试：首先进行水电阻负载试验①接好水电阻桶线路，接在主开关之后的隔离排端子上，起动原动机，发电机建立电压后，合上主开关，调节水电阻桶的调节手柄，使电阻值慢慢减小，到10%IGN时，同时用钳形表测三相电流，与控制屏上电流表的读数是否一样，并检验三相电流是否对称。此时，也检验功率因数表、功率表等表头是否正常、准确。②从空载到满载逐步加载，记录假设干对应的电压、电流、功率、频率等数值，然后作出发电机外特性曲线U=f〔I〕，一般电阻性负荷的电压调整率不会超过5%～10%UN。如果大于此数值，应适当减少输出绕组的匝数，使复励分量增大；假设加负荷后电压急剧下降，应按第四节的对应故障来检修；假设随负荷增大而升高，说明曲拆绕组极性接反或相位接错。UIU=f(I)曲线

③由②记录的频率和功率的数值作出f=f〔P〕曲线，分析曲线的⊿fmax不大于2.5Hz。如果⊿fmax变化比较大时，应调整好调速器的调速特性，为了并车的稳定性，一般调整⊿fmax在1.5～2Hz内。fPf=f(P)曲线然后进行电阻一电感负载试验：①先接通电抗器负载，观察发电机端电压是否随着无功电流的增大而保持根本不变，假设电压下降越来越厉害，说明电流绕组的极性接反，应更正。同时校核功率因数表的指针是否指在零位。②合上电阻负载，并调节电阻、电抗器，使功率因数表指示cosφ=0.8保持不变，保持原动机为额定转速，发电机从空载到满载，取假设干点记录发电机输出的功率、电压、频率、电流等运行参数，然后，作出电压调节曲线U＝f〔I〕，求出静态电压调整率〔⊿U%＝⊿Umax/Ue×100%〕，其值不超过±3%，对于四绕组不超过2%～2.5%，假设大于此值，应调节复励分量或曲折线组的匝数。③重复②保持cosφ=0.4不变，作出电压调节曲线。同时，为了并联运行稳定性，比较各台发电机组的电压调节特性，应该一致，否那么，应重新调整。④进行动态特性试验：原动机保持在额定转速，使发电机突加、突卸cosφ＜0.4的50%IeN负载，用光电示波器检测电压的波动过程，并量出电压波动在最后稳定值的±3%UN以内的时间，然后作突加、突卸cosφ=0.8的100%IeN负载，并检测电压的波动过程，使它满足标准要求，否那么应调整，同时，校核调速器的调整特性，假设调速特性差，也会引起电压波动厉害。〔8〕温升试验：①在发电机进、出风口处各放一个温度计；②空载运行一段时间后加50%PN负载运行0.5h，最后加100%PN负载运行4h，而每隔0.5h记录一次进、出口的温度，并作出温升曲线。〔9〕过载试验：用110%PN负载运行1h，发电机不应超过允许的最高温升。〔10〕停机后，测量发电机的热态绝缘电阻。〔11〕整理有关数据：①发电机热、冷态绝缘电阻；②动、静态特性曲线和调整率〔cosφ=0.8〕；③温升曲线〔进、出口处的温度与时间的关系〕。2.发电机与可控硅调压器的发电系统的调试首先对可控硅调压器进行离线调

可控硅调压器离线调试原理接线图调节自耦变压器，使调压器的输入电压在额定值附近上下变化，观察触发脉冲前、后移过程，是否符合输入电压上升〔即超过UN〕→脉冲后移，输入电压下降〔低于UN〕→脉冲前移，然后进行联机调试。把调压器按线路图复原接好，在调压器输出端串一个直流电流表〔其量程不小于发电机的额定励磁电流〕，核对线路无误后，起动原动机使其转速为额定值，看其是否能起压，不能起压，请按第四节的对应故障来检修，假设能建立电压，应调节控制屏上的电压设定电阻值，空载电压应在额定值左右变化，最后，进行负载调试和有关数据整理。负载调试方法与不可控相复励的调压器的负载调试方法、步骤类同，先进行纯电阻性试验，测取调节特性曲线，其次进行纯电感性负载试验，然后进行电阻一电感负载试验并测取cosφ=0.8的调节曲线，调节其放大倍数，使得静态电压调整率为±1%UN，最后进行动态特性试验。注意在这些试验过程中，应注意励磁电流表的读数，不应超过额定值。防止可控硅过载而损坏。3.发电机与可控相复励调压器的发电系统调试首先要对不可控相复励局部和电压校正器分别进行试调，然后，进行综合调试。〔1〕发电机与不可控相复励局部进行空载。负载试验，其具体方法和步骤与1.相同，调节复励分量，使其动态特性符合标准要求。〔2〕电压校正器调试：用自耦变压器提供试验输入电压，输出用模拟负载，并串上一个电流表来监测，对于直流侧分流的，负载本身应带电源。〔3〕把电压校正器按线路图复原，起动原动机，保持原动机转速为额定值，进行空载及负载试验，测取静态调节特性曲线，具体试验方法和步骤与1.的空载及负载试验类同，静态电压调整率达不到±1%，应调节电压校正器的放大倍数。〔4〕整理有关数据：同1.。4.无刷同步发电机的调试由于无刷同步发电机的励磁机和旋转整流器取代了电刷和滑环。它的调压器控制的能量也相应减小，而且多为可控相复励系统，所以，调试方法和步骤与可控相复励发电系统类同〔二〕主开关和综合保护装置的调试〔三〕并联运行调试〔四〕船船电站自动化装置的调试二、锚机、绞缆机拖动电气控制系统的调试

1.空载试验

〔1〕先粗略整定各保护电器；失压保护继电器：可整定在80％UN；过流继电器：交流整定为110％IN，直流整定在稍大于2Ie。〔2〕接通电源，主令手柄在零位，观察各电器动作情况，零压继电器和三个时间继电器应动作，其他电器不应动作，正、反转逐级操作，观察电动机的转向、转速是否与线路原理图和主令手柄位置相符，并注意观察各档的起动电流、空载电流。〔3〕分别将手柄从正、反转的高速挡快速扳回零位，观察电磁制动路能否迅速制动。〔4〕在各挡转速下检查和监听齿轮箱、电动机和各轴承的声音是否正常，一切正常后，空载运行2h，检查系统工作情况、轴承温升、电动机发热情况、锚机机械等，不应有异常现象，最后停车测量绝缘电阻。2.负载试验〔1〕将主令手柄扳向“起锚〞第一档，电动机起动，低速运行，记录起动电流、工作电流、转速，再把手柄扳向其他各档，同样记录，各档转速应有明显区别。〔2〕把主令手柄从高速挡快速扳回零位，观察制动器的制动性能，应符合标准要求。〔3〕将主令手柄扳向“抛锚〞各档，记录电流和转速，观察能否再生制动匀速抛锚，以及制动器的工作情况。〔4〕反复操纵主令手柄，观察电动机、齿轮箱、锚机各部件工作情况是否正常，有无异常声响和振动。3.航行抛、收锚试验测量各档转速下的电动机的电流和转速，当锚破土时，锚机承受最大的负荷，应准确地记录锚破土瞬间电动机的电流和转速。在锚破土之前，交流锚机应能运行在中速挡上。通常情况下，靠锚机本身的力矩能够拔锚出土。假设电动机力矩不能使锚破土，电动机将堵转，这时应靠主机冲车，使船体向前的