船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)-大連海事大學(xué) 第18章 船舶安全用電和安全管理.ppt

1、第18章 船舶電氣和安全用電和安全管理,18.1 船用電機(jī)的基本要求 18.2 船舶電機(jī)常用故障及其維護(hù) 18.3 船舶安全用電 18.4 船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防 18.5 油船電氣系統(tǒng)的安全管理,18.1 船用電機(jī)的基本要求,發(fā)電機(jī)是船舶電站的核心，在船舶向大型化、自動(dòng)化發(fā)展的同時(shí)，電站容量越來(lái)越大。電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代化船舶的重要?jiǎng)恿υO(shè)備。各種甲板機(jī)械、艙室機(jī)械、船舶導(dǎo)航和自動(dòng)控制設(shè)備中應(yīng)用數(shù)十臺(tái)乃至數(shù)百臺(tái)電機(jī)，電機(jī)能否正常運(yùn)行，直接影響到船舶的安全航行和正常工作。,船用電機(jī)在絕緣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣性能方面的要求比陸地上更高。,船用電機(jī)的基本要求,1）絕緣性能方面 船用發(fā)電機(jī)的環(huán)境工作溫度為50，船

2、用電動(dòng)機(jī)為45。 要求電機(jī)能在相對(duì)空氣濕度為95%的情況下正常工作，電機(jī)繞組及其它要求絕緣的部件，必須經(jīng)防潮、防霉、防鹽霧即三防處理，同時(shí)還必須耐油。 電機(jī)繞組的冷態(tài)絕緣電阻不應(yīng)低于5M，熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不低于1 M。,2）電氣性能方面 船舶電機(jī)在電網(wǎng)電壓變化從（+6%-10%）額定值，頻率變化為5%額定值時(shí)應(yīng)能可靠工作。 3）機(jī)械結(jié)構(gòu)方面 船用電機(jī)應(yīng)有盡可能小的體積，重量要輕，結(jié)構(gòu)要緊湊，要有較好的防銹和防海水的涂層，安裝尺寸的設(shè)計(jì)要適度，還必須便于拆卸。 規(guī)范要求，在船舶長(zhǎng)期15橫傾，22.5橫搖和7.5縱傾的情況下，各種船用電機(jī)應(yīng)能正常工作，這對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)尤其是軸承提出了更高的要求。,18.

3、2 船舶電機(jī)常用故障及其維護(hù),18.2.1 直流電機(jī)的常見(jiàn)故障及其維護(hù),直流電機(jī)的常見(jiàn)故障產(chǎn)生原因及處理方法，參見(jiàn)表18-1,18.2.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障及其維護(hù),交流異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障產(chǎn)生原因及處理方法，參見(jiàn)表18-2。,18.2.3船舶發(fā)電機(jī)的常見(jiàn)故障及其維護(hù),船舶通常采用交流同步發(fā)電機(jī)，其常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及處理方法，參見(jiàn)表18-3。,18.3 船舶安全用電,18.3.1 人體安全保護(hù),1. 觸電原因,由于缺乏安全用電常識(shí)或?qū)﹄姎庠O(shè)備的使用管理不當(dāng)， 觸電事故時(shí)有發(fā)生。,觸電對(duì)人體傷害的程度與通過(guò)人體電流的大小、種類(lèi)、路徑、和持續(xù)時(shí)間有關(guān), 電流的大小決定于人體兩點(diǎn)的接觸

4、電壓和人體電阻。電流通過(guò)人體的路徑不同, 其傷害程度不同。手和腳間或雙手之間觸電最為危險(xiǎn)。,2. 人體觸電電流及安全電壓,人體觸及到帶電體，受到較高電壓或較大電流的直接或間接的傷害，稱(chēng)為觸電。 按照觸電傷害程度的不同，可分為電傷和電擊兩類(lèi)： 電傷：電路放電時(shí)，電弧或飛濺物使人體外部被灼傷；由電流的熱效應(yīng)使人體燒傷，烙上電的烙印。一般，電傷的傷害程度較電擊輕，短期內(nèi)可恢復(fù)。 電擊：人體直接接觸帶電部分，電流流過(guò)人體內(nèi)部器官而造成的傷害。遇到電擊時(shí)，輕者會(huì)肌肉痙攣、惡心、呼吸困難、血壓升高、心律不齊等癥狀，重者會(huì)引起呼吸與心跳停止，導(dǎo)致死亡。,人體的觸電方式一般分三種： 雙線觸電：人體同時(shí)接觸兩相

5、電壓，承受的是線電壓，危險(xiǎn)性最大； 單相觸電：在電源中性點(diǎn)接地的三相四線系統(tǒng)種，人體碰觸到某一相電壓，電流通過(guò)人體、船體和中性接地點(diǎn)形成閉合回路而觸電，相電壓對(duì)人體的危害性仍然較大； 單線觸電：人體在電源中性點(diǎn)不接地的絕緣制系統(tǒng)中觸電，此時(shí)人體電阻與另外兩相的絕緣電阻和電網(wǎng)寄生電容串聯(lián)后接于線電壓，其危害程度取決于人體電阻、相線與船體之間的絕緣電阻和電網(wǎng)寄生電容的大小。,國(guó)際上通用的可允許接觸的安全電壓分為:,人體大部分浸于水中的狀態(tài): 其安全電壓小于2.5V; 人體顯著淋濕或人體一部分經(jīng)常接觸到電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)造物的狀態(tài): 其安全電壓小于25V; 除以上兩種以外的情況, 對(duì)人體加有接觸

6、電壓后, 危險(xiǎn)性高的接觸狀態(tài): 其安全電壓小于50V。,我國(guó)則是根據(jù)發(fā)生觸電危險(xiǎn)的環(huán)境條件將安全電壓分為三種類(lèi)別, 其界限值分別為: 特別危險(xiǎn)(潮濕、有腐蝕性蒸汽或游離物等)的建筑物中, 為12V; 高度危險(xiǎn)(潮濕、有導(dǎo)電粉沫、炎熱高溫、金屬品較多)的建筑物中, 為36V; 沒(méi)有高度危險(xiǎn)(干燥、無(wú)導(dǎo)電粉沫、非導(dǎo)電地板、金屬品不多等)的建筑物, 為65V。,觸電急救注意事項(xiàng) （1）就近拉斷電源開(kāi)關(guān)。 （2）將觸電者置于通風(fēng)溫暖的處所, 對(duì)呼吸微弱或已停止呼吸的要實(shí)施人工呼吸搶救。,觸電安全防護(hù)措施 （1）經(jīng)常檢查、維護(hù)電氣設(shè)備的絕緣和殼體的安全接地, 以消除觸電隱患; （2）禁止帶電檢修設(shè)備;

7、（3）必須按照操作規(guī)程及正確的操作方法對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操作; （4）非安全電壓便攜式電氣設(shè)備使用前必須仔細(xì)檢查; （5）電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時(shí),最好用惰性氣體（二氧化碳）滅火器滅火。,5. 觸電急救,（1）迅速脫離電源,（2）及時(shí)組織現(xiàn)場(chǎng)搶救,18.3.2 船舶電氣設(shè)備接地與保護(hù)措施,船舶電氣設(shè)備的接地，就是把船舶電氣設(shè)備的金屬外殼、支架或電纜的護(hù)套等與船體所作的永久性良好聯(lián)接。它是防止觸電和保證電氣設(shè)備正常工作的重要的安全保護(hù)措施。,根據(jù)不同的接地功能，船舶電氣設(shè)備的接地類(lèi)型主要有保護(hù)接地，工作接地和防干擾接地（屏蔽接地）等。,1）保護(hù)接地,為了防止電氣設(shè)備因絕緣破壞，使人遭受觸電危險(xiǎn)而進(jìn)行的接地

8、稱(chēng)為保護(hù)接地。,保護(hù)接地是將電氣設(shè)備的金屬外殼與船體鋼結(jié)構(gòu)件作良好的電氣連接。,保護(hù)接地是用于三相三線絕緣系統(tǒng)，它的作用在于確保人身安全。,2）工作接地,為保證電氣設(shè)備在正常工作情況下可靠運(yùn)行所進(jìn)行的接地稱(chēng)為工作接地。如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)，電焊機(jī)的接地線等，都是通過(guò)接地線構(gòu)成回路而工作的。,3）屏蔽接地,屏蔽接地是為了防止電磁干擾，在屏蔽體與地或干擾源的金屬機(jī)殼之間所做的良好電氣連接。,無(wú)線電通信設(shè)備一般都裝在封閉的金屬機(jī)殼內(nèi)，以防止外來(lái)的干擾。,4）其他接地,除了上述三種主要接地形式外，還有保護(hù)接零、重復(fù)接地和避雷接地等。,（1）保護(hù)接零,對(duì)于中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中工作

9、的電氣設(shè)備，一般采用保護(hù)接零的方法，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部件與系統(tǒng)零線相接，以實(shí)現(xiàn)人體安全保護(hù)。,電氣設(shè)備的外殼直接接在系統(tǒng)的零線上。當(dāng)發(fā)生碰殼短路時(shí)，短路電線流經(jīng)零線形成閉合回路，使保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作而切斷故障設(shè)備。,（2）重復(fù)接地,在中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，為確保接零可靠，防止因接零線斷裂而造成觸電事故，可將零線多處接地，這就是重復(fù)接地。,（3）避雷接地,為防止雷擊而進(jìn)行的接地，稱(chēng)為避雷接地。,18.4 船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防,1）電氣設(shè)備起火的原因,（1）電氣設(shè)備的絕緣下降或損壞，電氣線路發(fā)生短路、接地等故障引起的火花； （2）電氣設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)載、超負(fù)荷工作，溫升超過(guò)允許值

10、，甚至燃燒； （3）繼電器、接觸器通斷情況不良，滅弧不好； （4）直流電機(jī)換向不好，換向火花過(guò)大； （5）導(dǎo)體或電纜連接點(diǎn)松動(dòng)，接觸不好，引起局部發(fā)熱甚至燃燒。,2）電氣設(shè)備的防火要求,（1）經(jīng)常檢查電氣線路及設(shè)備的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)接地、短路等故障時(shí)要及時(shí)排除； （2）電氣線路和設(shè)備的載流量必須控制在額定范圍內(nèi)； （3）嚴(yán)格按施工要求，保證電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量； （4）按環(huán)境條件選擇使用電氣設(shè)備，易燃易爆場(chǎng)所要使用防爆電器； （5）電纜及導(dǎo)線連接處要牢靠，防止松動(dòng)脫落。,3）電器滅火器具,對(duì)于已經(jīng)切斷電源而范圍較大的電器火災(zāi)，可使用水和常規(guī)滅火機(jī)。對(duì)于未切斷電源的電氣火災(zāi)應(yīng)采用絕緣性能好、腐蝕性小

11、的滅火器具。 船用滅火器具一般有下列幾種： （1） 二氧化碳滅火器 二氧化碳絕緣性能好，沒(méi)有腐蝕性，使用后不留渣漬，不損壞設(shè)備，是一種很理想的滅火材料。使用時(shí)，不要與水火蒸汽一起使用，否則滅火性能會(huì)大大降低,（2） 1211滅火器 1211是一種含有一溴二氟一氯甲烷的滅火材料，撲滅電氣火災(zāi)的效果理想。適合撲滅小面積的電氣火災(zāi)，一般船舶配電板附近備有這種小型滅火器。 （3）干粉滅火器 干粉是碳酸氫鈉加硬脂酸鋁云母粉、石英或滑石粉等粉狀物。干粉本身無(wú)毒，不腐蝕，不導(dǎo)電。滅火時(shí)，鋼瓶中的壓縮氣體將干粉以霧狀物噴射到燃燒表面，隔離空氣，使火熄滅。干粉滅火迅速，效果好，但成本高，滅火后須擦拭被噴射物，一

12、般僅用于小面積滅火。,1）第一類(lèi)艙室區(qū)域與要求 油船的第一類(lèi)艙室區(qū)域包括貨油艙和垂直隔離艙，在此類(lèi)艙室內(nèi)嚴(yán)禁敷設(shè)電纜與安裝電氣設(shè)備。在不可避免的情況下，垂直隔離艙內(nèi)才可以允許安裝探測(cè)儀振蕩器，但該振蕩器必須安裝在堅(jiān)固油密的罩殼內(nèi)，電纜應(yīng)敷設(shè)在氣密堅(jiān)固個(gè)管子中。在進(jìn)入隔離空艙處的電纜管道內(nèi)需以填料封隔。,18.5.1 油船的艙室區(qū)域劃分與電氣裝置要求,18.5 油船電氣系統(tǒng)的安全管理,2）第二類(lèi)艙室區(qū)域與要求 油船的第二類(lèi)艙室區(qū)域包括： (1)貨油泵艙； (2)水平隔離空艙； (3)貨油艙和垂直隔離空艙上面直接臨近的艙室； (4)儲(chǔ)藏輸油軟管的艙室； (5)貨油艙向首尾各延伸3m及離甲板高度為2

13、.4m 以?xún)?nèi)的露天區(qū)域； (6)離爆炸性氣體出口3m以?xún)?nèi)的露天區(qū)域。,在第二類(lèi)艙室區(qū)域內(nèi)安裝的電氣設(shè)備必須滿(mǎn)足如下要求： (1) 所按電氣設(shè)備必須是防爆式的，不得安裝插座； (2) 電纜應(yīng)選用護(hù)套電纜或穿氣密管子敷設(shè)，出入該類(lèi)艙室的電纜孔應(yīng)以填料分割，防止可燃?xì)怏w進(jìn)入其他艙室； (3) 所裝照明燈具應(yīng)符合鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范的規(guī)定；,(4) 貨油泵艙的照明由兩路電源供電，燈點(diǎn)需交錯(cuò)布置； (5) 非防爆電氣設(shè)備與貨油艙透氣管出口端的距離應(yīng)不小于1m； (6) 若在油泵艙內(nèi)安裝測(cè)深儀振蕩器，則要求與第一類(lèi)艙室相同。,3）第三類(lèi)艙室區(qū)域與要求 油船的第二類(lèi)艙室區(qū)域包括上述第一類(lèi)、第二類(lèi)以外的所有

14、艙室區(qū)域和空間。 在這一類(lèi)艙室區(qū)域和空間安裝的電氣獨(dú)立回路允許工作接地，露天空間安裝的插頭、插座應(yīng)具有連鎖功能，即在開(kāi)關(guān)接通電源的位置，既不能插入也不能拔出，只有在斷開(kāi)位置時(shí)，插頭才可以插入或拔出，以免操作時(shí)產(chǎn)生火花。 沿步橋敷設(shè)的電纜應(yīng)選用足夠強(qiáng)度的護(hù)套電纜，或設(shè)有牢固的金屬罩殼，電纜和電纜管道還應(yīng)遠(yuǎn)離蒸汽管道敷設(shè)，并有防止船體變形所引起的應(yīng)力損傷電纜的補(bǔ)償措施。,擴(kuò)大的危險(xiǎn)區(qū)：在裝卸油、裝排壓載水和清除空貨油艙氣體時(shí), 可能出現(xiàn)大量易燃易爆氣體的區(qū)域或處所。（全部露天甲板、上層建筑上面和后面及有開(kāi)口直接開(kāi)向主甲板的區(qū)域或處所等）。,危險(xiǎn)區(qū)：油船的貨油艙及其毗鄰的艙室空間, 貨油艙口、洗艙口

15、、氣口、觀測(cè)口周?chē)? 貨油泵艙, 輸油軟管存放艙, 以及所有上述艙室頂部甲板上封閉或半封閉空間等區(qū)域。,18.5.2 油船靜電起火的預(yù)防,靜電的產(chǎn)生： 無(wú)論是固體、液體或氣體，任何兩種不同物質(zhì)的摩擦，緊密接觸分離，受熱受壓都能產(chǎn)生正負(fù)電荷分離的靜電現(xiàn)象。導(dǎo)體 在帶電物體的影響下，也會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生靜電荷。油船靜電的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，產(chǎn)生靜電的具體原因主要有眾多（裝卸貨油、燃油/蒸汽洗艙、大風(fēng)浪船舶搖擺和人體靜電等）。,2. 燃燒和爆炸須同時(shí)具備三個(gè)基本條件：,(1)有可燃性氣體； (2)有空氣或氧氣； (3)有火源或危險(xiǎn)溫度。 設(shè)法破壞燃燒和爆炸條件，避免火災(zāi)的發(fā)生。,3. 油輪電氣系統(tǒng)的要求,（1）不論是直流或交流、單相或三相, 只準(zhǔn)采用對(duì)地絕緣的系統(tǒng)； （2）不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)有電氣上的連接。,可能暴露在貨油