船舶电气安全管理与维护.ppt

Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,船舶电气设备与系统,,课 件,2024/10/13,轮机工程学院船电系,第十九章 船舶电气安全管理与维护,第一节 船舶安全用电,第二节 船舶电气设备防火、防爆和防静电,第三节 油船电气设备的安全管理,第四节 船舶主要电气设备调试实例,双线触电,单相触电,单线触电,1. 人体触电形式：,第一节 船舶安全用电,一、 人体安全保护,,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） 与电压高低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《入级规范》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规范》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1.5mm,2,，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,《入级规范》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若,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4）内燃机（包括安装在救生艇上的内燃机）的点火系统,和启动装置应连续屏蔽点火系统电缆可采用高阻尼点火,线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,第二节 船舶电气设备防火、防爆和防静电,一、电气设备的防火、防爆,,引发船舶发生火灾和爆炸有多种原因，电气设备的短路,、过载、绝缘老化以及某些故障都是火灾的隐患这些,隐患主要是作为火灾的热源或火源电气设备的热源或,火源包括正常的和非正常的如各种触点正常开断火花,以及绝缘的短路点、线路破断点等产生的非正常火花；,有正常高温元件，如电灯等；也有非正常高温，如：,（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3）电气设备或电缆长期超负荷工作，或由于短路故,障、非正常电压等引起电流过大，使温度过高而可能,引起火花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，引起局部过热二、电气设备的灭火,,三、防静电知识,电气设备着火时，不应立即用水龙灭火，以防止水柱触电正确的做法是首先迅速切断着火电源，然后用二氧化碳、干,粉或卤代烃（1211）灭火器等灭火但停电时应注意尽量缩,小停电范围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 油船电气设备的安全管理,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。

在不可避免的情况下，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坚固油密的罩壳内，电缆应敷设在气密坚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《入级规范》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 1 m ；,若在油泵舱内安装測深仪振荡器，则要求与第一类舱室相同3.第三类舱室区域与要求,在这一类舱室区域和空间内安装的电气独立回路允许工作接地，露天空间安装的插头、插座应具有联锁功能，即在开关接通电源的位置时，既不能插入也不能拔出，只有在断开位置时插头才可以插入或拨出，以避免操作时产生火花沿步桥敷设的电缆应选用足够强度的护套电缆，或设有牢固的金属罩壳，电缆和电缆管道还应远离蒸汽管道敷设，并有防止船体变形所引起的应力损伤电缆的补偿措施二、油轮静电起火的预防,,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,（1）避免或减少静电的产生，如尽量减少各种摩擦，感应及极化起电现象；,（2）采取接地措施消散静电，避免静电的大量积聚而产生火花放电具体措施有：,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4 m/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1 m/s 以下；待油装至高出舱底肋骨后，才逐渐加速到4 m/s3）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30 min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，应尽可能避免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，或采用本质安全型电路或设备3) 定期检测电缆、电气设备的绝缘电阻，保持绝缘良好4) 检测电气设备时，要防止工具碰击短路产生电火花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8) 严格控制使用电炉，尤其是明火电炉，应绝对禁止使用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,（1）不允许动用电焊，风焊，喷灯以及易于发生火灾的,电动工具2）停止蓄电池的充电3）无线电通信只许收报，不能发报4）断开靠货舱口及货舱进气口的电动机电源关好各种起动箱控制室、插座的门盖，以防油气和水侵入,5）禁止在室外和气密场所使用万用表和兆欧表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规范》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，记录若干对应的电压、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；若加负荷后电压急剧下降，应按第四节的对应故障来检修；若随负荷增大而升高，说明曲拆绕组极性接反或相位接错U,I,U=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f,P,f=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基本不变，若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，取若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%＝⊿U,max,/U,e,×100%），其值不超过±3%，对于四绕组不超过2%～2.5%，若大于此值，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，否则，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，使它满足规范要求，否则应调整，同时，校核调速器的调整特性，若调速特性差，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，若能建立电压，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部分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部分进行空载负载试验，其具体方法和步骤与1.相同，调节复励分量，使其动态特性符合规范要求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％,U,N,；,过流继电器：交流整定为110％,I,N,，,直流整定在稍大于2I,e,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，应符合规范要求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若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，使船体向前的冲力拔锚出土最后，进行双锚的抛锚和起锚试验，也应符合《钢质海船建造规范》三、舵机拖动电气控制系统的调试,,1.初次通电前的检查内容,（1）清洁整个系统包括清洁控制箱、电动机和接线盒、反馈装置、电磁阀和执行电动机等，同时检查自动操舵仪2）熟悉图纸及舵机系统的工作原理，检查接线及安装情况是否与线图路相符3）把系统中的熔断器按图纸要求的容量全部校对或装好，指示灯泡应按规定数目安 好4）检查绝缘电阻，主回路和控制线路的绝缘电阻必须符合要求，测量时应注意不得损坏各种半导体器件或印刷电路板。

5）检查系统动作的灵活性如电动机—油泵机组、机械执行机构、反馈装置、舵机装置、手轮、手柄等2.电动液压舵机电气系统调试,（1）应急操舵调试,（2）随动操舵调试,（3）自动操舵调试,3.自动操舵调试注意内容,（1）测量电源变压器各输出电压是否正确，电源电压在,±5％,内变化时，操舵仪应能正常工作2）舵角变送器和航向发送器的零位调整如果零位不对,，会使左、右舵偏差，灵敏度不对称零位偏离大时，在,自动操舵工作时船舶偏航角的信号会有误差自动操舵仪,安装时会有假零位现象，会产生要左舵来右舵或相反的故,障3）检查电源印刷电路板的各输出电压数值，若数值,不对，应检查各元件的质量和焊接情况4）检查相敏电路理论上讲当相敏电路无输入时，应无,、输出信号，但是电路不可能做到绝对对称，一般都有极小,的输出若输出信号太大，则应检查该电路板上的元件质量,和焊、接情况5）测量无操舵信号时放大器的输入和输出无偏航和操舵,信号时，可控硅无输出或继电器不动作若有信号输出时应,检查放大器或舵角变送器的元件是否损坏或质量有问题等情,况演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,第十九章 船舶电气安全管理与维护与无线电室无关的电缆不应经过无线电室。

点火系统电缆可采用高阻尼点火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4）断开靠货舱口及货舱进气口的电动机电源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②空载运行一段时间后加50%PN负载运行0.5h，最后加察电磁制动路能否迅速制动2）熟悉图纸及舵机系统的工作原理，检查接线及安装情况是否与线图路相符安装时会有假零位现象，会产生要左舵来右舵或相反的故3）检查电源印刷电路板的各输出电压数值，若数值理论上讲当相敏电路无输入时，应无演讲完毕，谢谢观看,。