船舶電氣設備故障診斷的研究

崔正

摘 要：隨著電氣設備系統的不斷發展與完善，在我國國民經濟建設不斷發展，科技競爭力不斷提高的推動下，船舶電氣設備在船舶行業的應用范圍也越來越廣泛。船舶電氣設備的故障率也處于較高水平，對設備進行維修之前，要有一套科學的診斷方法。本文從故障診斷的重要性展開敘述，介紹了診斷相關的基本知識，從根源出發描述了故障形成原因，簡述了現在故障診斷常用的方法，并且分析了其特點，最后文章對于具體故障的現象，提出宜采用的診斷方法，并加以分析。

關鍵詞：船舶；電氣設備；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.035

1 故障診斷基本知識

船舶電氣設備的故障診斷是指管理人員根據各種變表征運行狀態的技術參數，依據標準、經驗，來判斷設備發生故障的性質、部位，預測故障發展趨勢的一種技術。其實質是由當前預測未來，由現象判斷本質。[1]船舶電氣設備在實際的使用過程中會受到很多因素影響，內在因素：艦船電氣設備經常會因為設計制造上的缺陷、制造材料、安裝技藝等情況的影響；在實際使用的過程中，船舶電氣設備的工作條件較差，溫度、濕度等惡劣的自然條件也直接影響著電氣設備的安全運行；有些電氣設備長期運轉，設備或零件長期工作逐漸磨損，設備的性能會降低，可能會導致設備故障；在實際操作與管理中，存在不當行為，形成潛伏性的故障，影響設備安全運行。

2 故障診斷方法

（1）經驗診斷。這種檢測方式不僅快捷、容易操作，在大型機組船舶電氣設備的檢測中也具有相對較強的實用性。該方法在具體應用中遵循了由易到難的原則，先從簡單、直觀的問題入手，只需要認真觀測相應的具體區域，就可以對較容易且明顯的故障進行檢測。其次遵循優先檢查故障發生率高的部位，因為在一些電氣設備中，每次故障往往發生在相同的地方。

（2）闕值診斷。闕值診斷是一種通過測試，以電氣設備狀態量測試所得特征是否超過規定闕值，來確定設備是否存在故障。測試結果與規定闕值的偏離度決定了故障的嚴重程度。闕值診斷簡單易行；但存在判斷不夠全面，易誤報等缺點。

（3）頻率特性診斷。頻率特性診斷是指根據測試設備的頻率特性或者某種物理量的頻譜與樣板對照來判斷設備是否故障[2]，如果測試頻率特性與樣板相符合，則沒有故障，否則故障。

（4）紅外線診斷。紅外線診斷是利用紅外線技術對故障進行自動檢測和識別，在電氣設備信號連接的前提下，將紅外線技術應用到故障檢測系統內，識別出電氣故障產生的原因，同時獲取故障發生點的位置。

（5）專家系統診斷。專家系統診斷是一種將專家的專業知識及含糊、復雜的經驗知識存入計算機，非專家利用計算機的推理功能，以對話形式作出專業判斷的系統。[2]專家系統診斷的主要內容是對于研究診斷知識的獲取、表示和利用問題。研究故障表征與故障之間的各種的邏輯關系，以及推理中的更新算法是整個診斷過程的推理策略，研究如何進行控制診斷過程進行和采用何種推理策略是診斷過程的控制策略。

（6）故障樹診斷法。故障樹診斷法，是在設備設計的過程中，分析可能造成設備故障的各種因素（包括硬件、軟件、人為、環境等），畫出邏輯圖，即故障樹，從而確定故障原因、各種可能組合及發生的概率，以便采取措施進行糾正，提高可靠性。故障樹診斷的內容一般包括故障樹的建立、建立故障樹的數學模型、故障樹的定性分析、故障樹的定量計算。

3 具體故障診斷分析

各種電氣設備具有不同的結構和功能，并且電氣設備發生的故障也多種多樣，對于不同設備的故障，采用的診斷形式也就不同，本文就以下幾種故障形式，分析相對應的診斷方法。

（1）絕緣故障診斷。絕緣故障診斷應該基于故障樹的思路，進行分層診斷、逐層深入及細化，來達到故障分析的目的，并且采用可回溯的診斷策略，提高故障的診斷正確率。對于大部分情況，都是采用斷路法來進行診斷這種故障，也就是在通電設備的相關輸電線路中，依次分階段實施斷路。從而對判斷出那個區域出現絕緣故障。在確定故障存在于某區域后，管理維修人員應該做出相應的標識，然后再采用表測法來對其故障的具體位置進行確定，在此基礎上進行更精準的診斷與修復。

這種方法不僅可以發現更多安全隱患，也能夠通過細致、逐步排查的分層的方法將相對較為隱蔽的故障診斷出來，所以這種方法應用的比較廣泛，但是由于方法的簡單，就會造成需要投入的工作量比較大。

（2）設備發熱故障診斷。設備的發熱是船舶電氣設備中比較常見的一種故障，通常都是采用紅外線診斷方法，采用這種診斷方法進行監測，不僅準確、直觀、針對性較強，可以檢測出常規的技術難以發覺的故障，并且不需要與電氣設備相連，所以產生的相互影響較小，與傳統人工手段判斷相比，紅外檢測提高了工作效率以及診斷的精度。

4 結語

隨著時代的發展，船舶的自動化程度越來越高，現代電氣設備在船上的應用也越來越廣泛，但是隨之而來的問題也引起人們的重視，對于船舶故障的維修前的診斷工作是必不可少的步驟。船舶的本文從故障診斷的重要性展開敘述，介紹了診斷相關的基本知識，從而描述了故障形成原因。簡述了現在故障診斷常用的方法，并且分析了其特點，對于不同的設備類型、設備結構及故障現象，診斷流程也不完全相同，故障診斷缺乏特定的數學模型，經驗性較強，宜采用將經驗與其他診斷方法結合的方法去診斷，提高診斷的科學性以及準確度。船舶電氣設備診斷的發展方向隨著時代的發展，也會逐漸趨向于綜合性、針對性、快捷性、準確性。

參考文獻：

[1]王景，任燕.電氣設備診斷方法和技術[J].自動化與儀器儀表，2015（05）：22-23.

[2]談克雄，朱德恒.電氣設備故障診斷方法[J].中國設備工程，1996（02）：29-30.

[3]史際昌.船舶電氣設備及系統[M].大連：大連海事大學出版社，1998.

[4]王閆.淺談船舶電氣設備故障及其檢驗[J].山東工業技術，2018（19）：126.

[5]王天序，譚躍.船舶電氣設備故障診斷專家系統建造策略[J].大連海事大學學報，2001（03）：30.

[6]李紅梅，潘艷芳，趙東亮.電氣設備故障診斷的現狀與發展[J].電子技術與軟件工程，2016（20）：235.