H2203船电气设备常见故障分析

[摘 要]本文分析了H2203船下水以来电气设备的各种故障现象，分析了故障前的一些特殊征兆，对各类电气设备的故障原因和可能产生的影响进行了分类，为后续船舶电器设备的日常维护和检修工作提供了指导。

[关键词]电气设备 故障分析

中图分类号：TM507 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0296-01

1 引言

H2203船自从1995年下水以来，已在海上行驶了将近20年的时间，船内电气设备大多使用时间过长，老化腐蚀严重，且长期受到内在因素（如材料质量，制造工艺等）和外部条件（如负荷突变，振动剧烈，机舱恶劣环境等）的综合影响，使电气设备的性能或技术状态不断下降，继而导致故障的频频发生。

2 故障征兆

故障是指系统自身或其组成部分的功能丧失。除一些突发故障外，任何故障在发生前均会有不同形式的信息显示，即故障先兆。也可以说是故障初期表现形式。电气设备故障先兆可以表现为：1）功能异常：设备不工作或功能不全，如电动机无法正常启动，等。2）电流异常：设备启动电流或工作电流过大。3）温度异常：电气设备工作温度异常升高，如电控箱内部接线柱高温、电动机外壳高温等。4）声音异常：设备运行时有一些刺耳或尖锐的异常声音出现。5）气味异常：电控箱内有绝缘材料的烧焦味。6）各种显示仪表指示不正常，可以帮助分析判断故障。

3 故障分类

船舶电气设备故障现象是复杂多变的，以不同角度将其分类可以清晰地显示出故障的原因、性质和对整个系统的影响，助于我们的分析、认识故障和排除故障。

3.1 按故障对系统的正常运行可能会发生影响程度分类

一般故障：可以报警但一般不跳闸或仅局部切除，也可能不报警，不影响设备的整体运行；

严重故障：声光报警，可自动切除故障部分设备；

重大故障：影响船舶的航行安全。如舵机操舵失灵、全船跳电等。

3.2 按故障发生和演变过程的特点分类

突发性故障：因外界随机因素或材料内部的潜在的功能丧失引起的故障，无任何先兆，难以预测。

渐进性故障：因恶劣工作环境和设备长时间运行，一些零部件的内部磨损，接线松脱，材料腐蚀等因素，使其性能逐渐变坏而发生故障。

波及性故障：由某一故障引发而产生新的故障也称二次故障。

管理性故障：设备在某一时间呈故障状态，而在另一时间功能又自行恢复，毫无征兆。

3.3 按故障的原因分类

老化性故障：由于船舶电气设备使用时间较长，一些性能逐渐丧失等因素引发的故障。

磨损性故障：在正常工作条件下长期运转产生的故障，因设备或零件长期工作逐渐磨损，性能变坏达到极限值发生故障。

管理性故障：由于维修保养不到位，或不按正常条件或标准使用，甚至违章操作而发生的故障。

H2203船从四台发电机源源不断的发电到全船各处大大小小的配电网络再到用电设备构成了一个完整的电气系统。这一系统的组成环节大致可分为以下几个部分：柴油机、发电机、主配电板、电力网和各种用电设备.

4 故障原因及处理

如果我们对各类电气设备故障进行研究，不难发现故障在发电机系统、主配电板和电网系统、电动机或其它用电设备等不同系统中的形成原因和处理方法都不完全一样，所以在进行日常维护和故障检修时应该区别对待，力求能陕速处理问题。

4.1 发电机故障

1）发电机电压不能建立。一般故障，发生在发电机启动初始。当原动机转速己达到额定值，但规定时间内电压依旧不能建立起来，原因可能是磁场失磁。

2）发电机电压异常。当发电机在正常运行时突然失压，对于有电刷滑环的发电机转子。其原因是集电环电路故障，电刷引线脱开或弹簧失效，电刷压力异常；电刷长期使用，缺少维修保养已磨损等。若电压波动过大，一般都是自动恒压励磁装置工作不正常引起的。

3）发电机逆功率属于严重故障。在并联运行的机组中，当其中一台发电机原动机出现故障时发生。逆功利保护会迅速发生，其保护整定值为发电机额定功率的10%。

此外，发电机内部短路、集电环出现严重火花等现象也是必须要预防的严重故障。

4.2 主配电板板故障

1）发电机主配电板跳闸故障：大电流短路、过载、逆功率都会引起跳闸。因此，对整定值的调整，按电站负荷情况实行分级卸载、保证励磁恒压系统的可靠性等是防止这一故障的有利措施。

2）发电机主配电板不闭合故障：当主配电板闭合命令信号正常并且已经发出3秒钟，因主开关本身机械或电气故障不能闭合。

3）发电机励磁调节系统故障：当并联运行机组的有功功率均衡供电时，总电流出现较大差异，系统不能合理而稳定的分配无功功率。当单台发电机供电时，端电压受负载冲击影响较大，因为电压相等条件经常不能满足。此时并车功能的实现可能受到影响。

4.3 电网系统故障

1）电力系统绝缘电阻低故障：电网系统绝缘故障分两类，其一是400伏电力系统绝缘低故障，绝缘电阻低并且已经达到报警值，故障多数发生在负载及其他用电设备一端。特别是露天甲板电气设备要重点检查，也可能发生在主配电板板内部或发电机内部。其二是220伏电力系统绝缘低故障，绝缘电阻低并且已经达到报警值。多数发生在各层照明电力分配系统中，也常发生在厨房电气或甲板照明系统中。

2）船舶接触器继电器故障：触头过热的原因有：触头弹簧变形或烧坏、触头压力不够、触头表面氧化或有杂质、触头容量不够、触头严重磨损等。触头烧毛或熔焊的原因有：灭弧装置故障或损坏、触头初压力太小，使触头闭合时松动、触头容量太小。衔铁噪声异常的原因有：铁蕊端面接触不良，有杂质油污等、短路环断裂或脱落、电源电压低等。线圈高温的原因有：操作太频繁、衔铁间隙太大，电流异常增高、衔铁不能吸合、线圈匝间短路、电源电压太高、经济电阻阻值太小等，电弧过大。熄灭时间长的原因有：灭弧罩受潮、磁吹线圈匝间短路或接反、天弧罩碳化、破损或脱落等。

3）热继电器故障：在电路中主要作过载保护使用，规定电流整定值与被保护电机的额定电流要一致。热继电器在电路中的故障具体表现为下面几个方面：其一，用电设备正常，热继电器动作平繁，这是由于整定电流值小于被保护设备的额定电流。这时应重新整定或者继电器的可调整部件固定螺钉松动，不在原整定点上，应铆紧后重新调整。其二，热继电器不动作，用电设备烧毁，这是由于整定值太高，用电设备烧毁而热继电器不动作。应重新调整。或者双金属片己产生永久变形、继电器长期未校验，动作机构生锈或不灵活、热继电器外接线松动等。

4.4 电动机故障

经常出现的有温度过高，电源电压过高或过低，电压三相不平衡，电动机绕组发生短路、匝间断路以及绕组碰地等现象都可能导致温升超限，此时电动机常会发生震动，并且运转时间不长就会冒烟，是一种比较严重的故障。电动机过载包括：负载机械设备堵转，电动机容量不足，电动机转子和铁心之间有相擦等。此外电动机还有可能出现轴承缺油磨损或钢珠碎裂、风扇丢失或风扇叶缺少致使通风道堵塞等故障现象。

5 结束语

H2203船下水时间较长，船舶电气设备的故障现象较多，但是任何事情都有规律，电气设备的故障基本是围绕电流的传输和绝缘变化而形成的。本文将其电力系统各主要部分的故障进行了归类，方便在实际操作中快速找出故障点，排除隐患，保证船舶的安全航行。

参考文献

[1] 丛培亭.船舶电站[M].北京：中国书籍出版社，2002.

[2] 史际昌.船舶电气设备及系统[M].大连：大连海事大学出版社，1998.