船舶电气设计中常见问题的处理

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摘要：近年来，随着科技水平的不断提高，船舶电气化的设计也提到了有效的提高，但从船舶电气设计上也存在很多常见的问题，是船舶电气化设计的重点值得注意的。本文主要从其中船舶电气设计中常见8个问题，如确保电源连续供电问题、保证设备连续供电问题、实现选择性保护问题、选择断路器的原则问题、使用耐火电缆问题、对应急发电机进行调速试验工作问题、需要配备备用磁罗经问题、配备显示装置和电子海图问题进行分析，并从专业的角度提出处理问题的方案。

关键词：船舶电气设计 常见问题 处理

引言

通常对于船舶电气设计来看，其设计的每个环节都关系到船舶的安全问题，更是涉及到了人身财产安全。但船舶电气设计上也存在很多问题值得重视，本文将具体加以分析和论述，如下：

一、确保电源连续供电

众所周知，船舶需要依靠电源连续供电来推进和进行操作，几乎所有海洋航行的船舶都需要依靠电源供电，若其中某台发电机停止工作或者断电时，必须立刻恢复设备主电源的供电，才能保证船舶安全航行和操作。在实际操作中，针对大多数船舶发电机的情况和配备，需要采用以下两种方式来满足船舶电气设计中电源供电的连续性。

1、在通常的情况下，船舶是由一台发电机来进行供电的，当发电机出现故障停止运作时，应该即可进行补救措施，保证备用发动机在3OS自动启动并连接主配电板，同时必须保证该备用发电机具有足够的容量，能够保证重要辅助机械自动启动或者顺序启动。

这种设计方式一般情况下多适用于小船，并且船舶的总吨位在一千六百吨以下。通过具体实践调查发现，即便是采用自动起动方式，在30s顺利恢复船舶基本供电也是相当困难的。因此，对于在有限航区，即国内海航航行的船舶，在发电机总量低于400KW的条件下，当出现这种情况时，可以不必遵循自动起动。

2、当船舶是由两台或两台以上的发电机进行供电运作时，若在运行的过程中有任何一台发电机停止工作，需要将非常重要的设备进行卸载，并对其他辅助设备采取必要的保护措施，以此来避免航行受到影响。

二、保证设备连续供电

对于船舶电力系统设计主要分为重要设备和非重要设备两部分，其中重要设备是用来保持推进和操舵需连续工作的；非重要设备是用来保持推进和操舵不必连续工作的。但是任何一个设备的用电情况都涉及到了航行安全的重要性。为此，在船舶电力系统设计中，通常根据船舶电力系统设计的原则，需要切实保证重要设备供电的连续性，以及其他辅助设备运作方式的连续性。当某一设备出现故障或者无法起动时，要求我们采取即刻补救措施，选择设备开关，确保设备开关具有足够的闭合能力和分断能力。

保证设备连续供电就是要保证重要设备的供电连续性和非重要设备的工作连续性，当断路器供电的设备出现故障时，要进行对断电情况给予细致的分析，脱扣的情况要和断路器进行选择性的保护。这就要求我们对故障导致的断电情况，要确保开关能够有分断能力和闭合能力，这样才能确保及时设备发生故障了，导致工作无法正常进行，也能确保设备供电的连续性，保障船舶电力系统的安全性。

三、实现选择性保护

众所周知，电力系统关于保护的选择性与船舶安全航行是密切相关的，相关标准和规范都有明文规定。“在电力系统的某处发生故障的情况下，通过保护电器的选择性作用确保无故障重要设备电路的供电连续性。”这是2001年版《钢规》中的论述。与1996年版本相比，用“确保”一词代替了“尽可能”一词，从而系统地考虑了对设备的保护需要遵循一定的选择性，不能照搬照抄、经验主义。

对于过载选择性保护主要采用的是电流原则，也就是根据过载电流的大小整定断路器的动作值；短路选择性保护一般采用时间原则，串联电路中的上级保护动作时间较长，下级保护电器动作时间较短，也就是说下级断路器的（全）分断时间应小于其上一级断路器的可返回时间。例如，在对主重要设备进行短路选择性保护时，要通过主汇流排供电原则，可以将无法形成主汇流排供电设备进行协调动作，从而保证主重要设备的供电连续性。

四、选择断路器的原则

为了确保船舶电力系统安全有效地运行，保证设备供电的连续性和工作的连续性，实现选择性的保护，必须学会正确选择断路器，这是船舶电力系统设计中一个尤为关键的问题。而关于断路器的选择问题，根据设备的重要程度，需要具体考核断路器的额定耐受能力、极限分断能力、运行或使用-分断能力、额定接通能力等。

主要的选择原则分为三点：一是，对于船舶电力系统设计所需要的断路器，其额定短路分段能力应不低于其安装点的预期对称断路电流。二是，用于重要设备的上的断路器，额定运行分段能力要高于安装点的最大预期短路电流。三是，短延时的断路器，其额定短时耐受能力与安装点断路器触头分断瞬间的最大预期短路电流相比要更高一些，也就是说船舶电力系统中短路电流在短路后100ms-200ms，断路器就是采用短路后100ms的短路电流值。

五、使用耐火电缆

考虑到船舶行驶及维护的安全性，为了防止船舶火灾的发生，国际海事向来十分重视使用耐火电缆，并对此进行了相关规定，包括：

1、需在失火状态下维特工作设备的电缆，包括其供电电缆，如穿过较大失火危险区、防火区或者甲板，则除了全部在这些区域内的电缆以外，应采用耐火电缆。

2、需在失火状态下维持工作的设备，包括：通用紧急报警系统、探火和失火报警系统、灭火系统和灭火剂施放报警系统、公共广播系统、动力操作防火门的控制系统和动力系统以及所有防火门的状态指示系统、动力操作水密门的控制系统和动力系统以及它们的状态指示系统、应急照明及低位照明系统。

六、对应急发电机进行调速试验工作

对船舶的应急发电机的调速特性进行考核是非常必要的，当船舶的应急发电机的原动机是非涡轮增压柴油机时，我们一贯的做法是采用一次突加100%发电机额定负荷进行试验。当前随着船舶吨位的增大，应急发电机的容量也越来越大。因此，仍套用旧的试验方法对船舶应急发电机的调速特性进行考核和试验，则达不到预期的效果或者难以取得突破性。

针对此种情况，一般需要注意以下两个方面的事项：

1、当船舶应急发电机是平均有效压力高于8b缸的柴油机时，一次突加的负荷应不低于规范所要求的应急负荷，第二次再突加上剩余的所有负荷；

2、当船舶应急发电机是平均有效压力低于8bu的柴油机时，一次应突加全部的发电机的额定负荷。

七、需要配备备用磁罗经

与1974年版《海上人命安全公约》中所要求的不同（如果船舶配备了电罗经，或者配备了操舵磁罗经，可以免配备用磁罗经），新版公约中要求：所有150总吨及以上的船舶应配备一台与标准磁罗经互换的备磁罗经，通过替换装置或双套设备来完成标准磁罗经的功能。至此，备用磁罗经已经成了船舶中必须配备的设备。

固然，由于安装位置的不足，在罗经甲板安装两台标准磁罗经是不现实的，而且也是没有必要的。因此，采用替换装置的方式满足备用磁罗经的配备要求便显得科学可行：只需备用标准磁罗经的磁碗，若磁罗经无法工作或发生损坏时，换上备用磁碗便可，无需备用其他部件。

八、配备显示装置和电子海图

近些年来，随着科学技术的发展和显示装置、电子海图在船舶中的广泛应用，配备显示装置和电子海图的优越性也开始明显地表现出来。新版《海上人命安全公约》明文规定电子电子海圈可以代替纸海图，但当船舶仅依靠电子海图进行航行时，必须备用纸海图。若船舶配备了所航行海域的纸海图后，可以不必备用显示装置和电子海图。但是，倘若配备的电子海图不足以覆盖所航行的所有海区时，也必须配备纸海图。由于航海条件的千变万化，随时更新纸海图和电子海图也是非常必要的。

结语

通过以上对船舶电气设计的常见问题分析，可见船舶设计企业应该引起高度重视，要严格规范船舶设计中的各个环节，确保精益求精。但在船舶电气设计中仍有很多比较性的原则问题，导致船舶设计存在一定的难度，只有集中处理问题的方法，准确把握船舶电气设计中的常见问题，才能为船舶设计、审图和检验提供有利条件。

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