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摘要：船舶电力系统在船舶中属于至关重要的一部分，电站的稳定性将直接影响船舶的运行。中国船级社（CCS）已将船舶电力系统选择性保护分析报告列入图纸及技术文件审查目录之中，可见其重要性。本文将以船舶的电气设备常见故障分析经验为基础，对船舶电气的维护保养和管理开展概略。
关键词：船舶电站；发电机；过载；电气故障；维护保养
一、船舶电力系统的构成
船舶电力系统有电站、电网、负载组成，是集发电、变电、配电、用电于一体的电能消耗系统。发电机、变压器、配电屏成为了关键性设备。我国船舶电制惯采用三相三线制中性点不接地方式，其目的是为了提高船舶电网的可靠性和安全性，因为船体本身就是一个良导体，采用中性点不接地的电网，在某相绝缘不良造成对地短路时，不会产生相对地短路电流，并且能保证系统在短时间内继续供电。
1.1船舶电站
船舶电站一般采用中高速柴油发电机组组成，是将机械能转为电能的一种电源装置，可发出由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势。普遍采用AC400V/50Hz，为船舶用电设备提供电能。船舶电站是维持船舶电气正常运营的基础保障。
船舶常配置有以下几种电站：
（1）主电站：向全船动力设备及大功率负载设备供电，兼附照明供电。
（2）停泊电站：在停泊待命、休整期间向船舶提供小容量电能，供生活设施及照明使用。
（3）应急电站：通常在紧急情况下，为保证船舶安全向某些特定设备供电。兼附应急照明供电
1.2船舶电网
船舶电网是由电缆、导体、配电装置等按指定方式相互连接组成的一个整体电力网络。发电机组产生的电能通过电站配电板之后，按照终端负载的位置所运输的整个过程就是船舶电网。
电网分类通常有以下三种：
（1）动力电网：由主配电屏、分配电屏及分电箱组成，向动力设备负载供电的网络，其供电量约为电站总容量的70%左右。
（2）照明电网：经主变压器供电的照明网络，一般由照明配电屏输送到分配电板或分电箱来向照明负载供电。和日常生活的电气设备供电。
（3）低压电网：暨应急电网，由变压器和蓄电池组相互组成的DC24V直流电源网络。向信号灯、通信导航和应急照明等设备供电，在主电网失电情况下形成不间断电源，主要用来保证船舶安全。
1.3负载设备
电气负载设备则是指电动机动力负载、单线负载、测量设备以及控制开关来组成的用电设备，其实质就是对电能的消耗。
二、常见故障分析
故障一词广义上说是指设备或零部件丧失原有功能。了解船舶电气系统结构组成是找出故障原因的首要条件，在船舶电器系统发生故障后,如无法进行急时排除，后果危害性及大。所以准确的分析思路才是快速的维修响应的大前题。
2.1电站故障分析
船舶电站故障常见为电压异常和主开关无法合闸。
（1）电压异常指发电机当承受突增较大的负载时出现电压下降，或常态运转中电压不足额定标准。这两种情况前者要考虑原动机是否正常，和检测调速部件工作状态是否良好，调速器灵敏度是否欠佳。而后者通常考虑AVR电压和旋转整流器是否正常。原因常有励磁部件损伤造成。首先通过对进行检测来判断励磁电压是否正常。
（2）主开关无法合闸，故障原因应分析失压脱扣器或线圈有无电压、内部自由脱扣机构有无脱轴;储能弹簧是否涨力是否有效。如合闸后立即脱开，迎考虑保护机构是否有老化现象导致阻值出现误差导致的误动作。
2.2电网故障分析
在船舶上电网故障最棘手的应是绝缘问题，因环境相对潮湿并含有盐雾、霉菌成份，使金属部件容易产生锈蚀导致电器设备材料的绝缘性能下降。船舶电力网络绝缘故障发生后，常用的方法为分区断电排除法，当断掉某区域电源后，绝缘值恢复正常即可判断该路设备存在绝缘故障。其后采用单独测量法，对该路设备进行检测，通常采用兆欧表进行单独测量，找出问题所在。
2.3设备故障分析
2.3.1短路故障分析：
短路故障通常表现为开关跳闸位置或熔断器烧断，电路中阻值减小,产生较大的电流。多发生于电气控制箱内，由于受多重因素影响，如高温、震动和频繁启停时电流突变造成，使元器件出现损坏、老化，从而降低了其使用性能和状态。导致两路电源形成旁路电流。
（1）震动造成的短路故障，由于长期的高频振动使零部产生件松动，导致元器件或接线端子的脱落造成。
（2）元器件老化造成的短路，一般发生在制箱内接触器、继电器和集成化模块，由于长期的连续工作，受高温影响使外壳老化导致绝缘降低，或者长期频繁启动导致的出点粘连。
（3）线缆破损造成的的短路，一般发生在甲板设备，由于线缆长期裸露在外，受空气环境影响的导致线缆部分断裂造成旁路。
2.3.2过载故障分析
过载是由于负载功率超过额定数值或保护设定值所导致，一般有分为超功率过载和超电流过载。故障多发生于发电机与电动机和其拖动负载设备上。超电流过载会使机体过热造成绝缘老化和损坏；超功率过载会使导致原动机寿命缩短和部件损坏。是一种由于过度磨损或是操作不当所导致的物理部件发生故障现象。过载故障发生后应考虑如下情况：轴系磨损、机壳损坏发生的摩擦阻力和制动系统故障等都是引发过载发生的重要起因。在任何过载故障在发生前均有不同表现形式，即：故障征兆。故障征兆通常表现为工作温度升高、产生震动、有异常噪声等。
三、维护与管理
随着船舶效率的增大，电气系统的容量逐渐增加，故障率的高发使维护难度也越来越大。电气设备维护管理是在了解设备构成和掌握系统的基础上定制的一种管理措施。
3.1维护保养
目前船舶的维护保养工作开始体系管理化，并被纳入了风险源管理。
（1）因绝缘材料老化，会严重影响电器设备的安全性能。因此必须要提高电气设备的绝缘水平值，定期对系统绝缘进行检测，对露天设备、线缆进行检查，并做好水密处理。
（2）考虑震动因素做好防护措施，定期对设备底座螺栓进行紧固，对机身线缆进行绑扎固定。做好周围隐患的消除。
（3）安全因素保护功能的有效性，要定期对各项安保参数进行试验检测，如：柴油机的油水温度和压力、应急电源的自动投入，以及低压备用电源的稳定性和可靠性。确保应急状态下可即时使用。
3.2设备管理
（1）深入了解电气设备基本原理和设备技术性能，并将管理的相关要求熟记于心：对电气设备进行正确的使用和操作，延长其使用寿命；
（2）对设备的运转情况和各种安保实验进行严密监测，争取在最短时间内发现故障征兆，快速排除故障。
（6）在修理期间严格执行以各种规范标准等对船舶电气设备的维修成果进行监修和调试，对不符合要求的设备以及技术及时发现，并提出具有建设性的改进方案和意见。
四、结束语
随着船舶制造的不断发展和完善，船舶自动化程度越来越好，但电气设备的故障时不可避免的，要保船舶的安全可靠，就需要管理人员提高对设备管理重要的认识，建立科学的管理模式是有效的管理措施，来实现高效安全管理。
参考文献:
[1]杨祥军.浅谈现代船舶轮机的安全管理[J].中国信息化,2013
[2]田志国.船舶电子设备故障诊断与检修方法[J].科技风.2015（07）：24.