船舶主配电板检验时不应疏忽的几个问题

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　［摘要］本文通过对自动空气开关的飞弧距离、汇流排的截面积及布置、舵机电动机开关和变压器开关瞬时脱扣值的选定等进行分析，使我们在检验时特别注意容易产生故障的部位，及时消除事故隐患，保障船舶航行安全。
　　［关键词］主配电板，隐患，分析，排除
　　主配电板是电力系统的中枢，它把发电机的电能进行集中控制并合理分配给各用电设备。目前，随着船舶设备电气化、自动化程度日益提高，高新科技在船舶系统应用日益广泛。如果主配电板发生故障，将对船舶的正常航行及人命财产安全造成极大威胁，这就要求我们在检验主配电板过程中，对容易产生安全隐患的地方进行重点检查，为船舶电气设备提供可靠的、高品质电源，保障船舶航行安全。
　　安装自动空气断路器时不要疏忽其飞弧距离
　　当自动空气断路器（自动空气开关）在带电接通、分断正在工作的发电机和电动机等负载时，会产生电弧光泄放在灭弧室上方。尤其在发电机、电动机或汇流排短路时，开关喷发出的电弧将是极其猛烈的。电弧，是高温灼热的导电物质，极易引燃、毁坏其喷射途径中的绝缘物质。如遇带电点或导电物质，还会造成短路现象，造成火灾使配电系统部分或整体瘫痪，对船舶安全产生严重威胁和恶劣影响。万能式空气开关及装置式空气开关制造厂在出厂时，对其安全灭弧距离多作了明确的规定。例如：DW95型空气断路器，其安全灭弧距离规定在灭弧罩上方200mm范围。TO-100型装置式开关则为灭弧罩上方80mm。即：在这个范围内，必须保证绝对空间。不得布置有易燃易爆物质及易受损害的绝缘件，更不能有各类带电点和一切导电物质（如汇流排、金属骨架），也不得有任何物体堵塞、阻碍电弧光正常泄放。这就要求我们在检验时，对于发电机保护、控制及报警用的空气断路器，在其灭弧室上方安全灭弧范围内，必须注意不得安装万能转换开关、仪表、指示灯、按钮，不得横穿电线束及金属安装构件。以保留足够的电弧泄放空间；对于接通、分断电动机等负载的装置式开关，安装时往往特别容易疏忽这个问题。因为主配电板必须受其安装处所高度空间条件限制，以及日后维修保养的方便（最下排负载开关与底座板之间要保留足够空间）。在保证其灭弧距离前提下，尽可能将小容量整定值开关（如热脱扣值为15A）调至最上排，在框架金属骨架靠近灭弧室方向上敷贴耐火、耐热且耐久的石棉板之类的绝缘物质。用以隔离电弧光，防止接地短路的可能性。但此时必须注意防止金属固件暴露在绝缘板外面。这样处理可以从根本上防止了因开关泄弧而造成的事故危害，使不合格消灭在事故发生之前或萌芽状态中。
　　汇流排的截面积及布置不符合要求
　　汇流排及其连接件必须用紫铜制成，所有连接件应尽可能做到防止电腐蚀，汇流排必须坚固耐久，并能承受由于短路电流而产生的机械力、冲击力。本人在检验时，发现汇流排截面积的选定，有些图纸设计单位没明确标明尺寸，有些生产厂家不按规范要求施工，如汇流排厚度不够，有的甚至不到1mm厚，截面积偏小。因此，选择母线时，要按照设计手册要求，其宽度最窄处不要小于15mm，最大处不宜超过100mm，厚度最薄不小于2mm，最大不宜超过8mm，以保证一定的机械强度，并便于安装和生产。如果一根铜排的安全载流量不够，可采用几根叠成。叠成时，两铜排的间隙以6～8mm为宜，这样可使母线的热量易于散布到空气中去。其截面积的大小，根据发电机的额定电流来选择。
　　选好了汇流排，需要对母线进行电动力稳定性校验，我们知道，由于最大短路电流峰值很大，如万吨轮的电站，短路电流可达数万安培，其电动力可能使母线弯曲或支架折断等。在对母线进行电动力稳定性校验时，看母线所承受的弯曲是否超过材料的许用应力，满足电动力稳定性条件是：
　　σmax≤[σ]
　　式中σmax──计算出来的母线的最大弯曲应力(Pa);
　　[σ]──母线的容许弯曲应力（Pa）。对于铜母线，[σ]=1400×105Pa。
　　母线的最大弯曲应力σmax计算公式为：
　　σmax=1.042max×10-7（MPa）
　　式中──与导线截面形状和相互位置有关的形状系数=0.95～1；
　　max──最大短路电流的瞬时值，A；
　　──导线的相邻两支撑点间距，mm，即跨距;
　　 ──两导体轴线间距离，mm；
　　──母线截面的厚度，mm；
　　──截面的宽度，mm。
　　若计算结果不能满足时σmax≤[σ]，可采取下列措施：①减少跨距;②增大两导体轴线间（母线）距离；③增大母线截面A=•。
　　汇流排布置着重要考虑电气安全性。在电气绝缘方面，规范规定额定电压在250V<Un≤690V，汇流排最小电气间隙为20mm；同时又规定汇流排爬电距离还须不小于25mm。如果达不到规定要求时，在机舱这种高温、高湿等恶劣工作环境中，一旦绝缘件表面受潮、凝聚盐雾、霉菌的情况下，漏电、爬电等可能性就大大的提高，甚至产生短路的恶性事故。这就要求在检验时，重点对空气开关接线端汇流排的检查（特别对锚机电动机等大功率的空气开关），使之安装符合要求。
　　疏忽了舵机电动机开关和变压器开关瞬时脱扣值的选定
　　舵机设备对供电可靠性要求是很高的，即使是过载跳闸停电，也会造成重大损失，甚至可能发生灾难性的船毁人亡事故。规范规定舵机电动机应设置短路保护和过载报警装置，如设有起动电流在内的过电流保护，则应不小于所保护电路或电动机满载电流的2倍，并应配置能够允许适当的起动电流通过。所以，为了保证供电的可靠性，主配电板的舵机电动机空气开关采用只带瞬时脱扣的短路保护，不设过载保护。这就要求我们在选择空气开关时，注意检查舵机电动机空气开关瞬时脱扣电流整定值，动作电流整定值由批准图纸确定（一般取额定电流12倍）。空气开关制造厂出厂前要整定好，并特别注明动作值。
　　船用照明变压器容量虽小但却很重要，它为船舶照明系统、航行信号系统、通讯导航系统、控制系统和安全报警系统供电。是保证船舶正常生产作业、安全航行和船上人员舒适生活条件的重要设备。照明变压器根据规范要求和系统设计考虑到保护动作的配合，空气开关只设瞬时脱扣的短路保护。由设计单位根据设计手册确定动作电流值，船检批准，空气开关制造厂出厂前要整定好，并特别注明动作值。
　　以上讨论的这些问题，在制造厂出厂试验时，或刚安装在船上进行系泊、航行试验时，不一定马上发生事故。但船舶在长期营运中，所处的环境条件、工作条件是极其恶劣而且复杂多变的。在这个过程中，上述问题带来的危险性将日益严重。一旦条件具备，便会发生安全故障甚至重大恶性事故。根据安全原则的水盆效应法则，一个产品，乃至安装它的一条船舶，其整体质量水准，取决于其中最薄弱的环节的质量水平。所以，我们在检验时，要重点检查薄弱环节，使主配电板全面地满足规范的安全要求，技术质量上一个台阶。