船舶电气设备及系统大连海事大学船舶安全用电和安全管理.ppt

第18章 船舶电气和安全用电和安全管理,§18.1 船用电机的基本要求 §18.2 船舶电机常用故障及其维护 §18.3 船舶安全用电 §18.4 船舶电气火灾的预防 §18.5 油船电气系统的安全管理,§18.1 船用电机的基本要求,发电机是船舶电站的核心，在船舶向大型化、自动化发展的同时，电站容量越来越大。电动机是现代化船舶的重要动力设备。各种甲板机械、舱室机械、船舶导航和自动控制设备中应用数十台乃至数百台电机，电机能否正常运行，直接影响到船舶的安全航行和正常工作。,船用电机在绝缘性能、机械结构和电气性能方面的要求比陆地上更高。,船用电机的基本要求,1）绝缘性能方面 船用发电机的环境工作温度为50，船用电动机为45。 要求电机能在相对空气湿度为95%的情况下正常工作，电机绕组及其它要求绝缘的部件，必须经防潮、防霉、防盐雾即三防处理，同时还必须耐油。 电机绕组的冷态绝缘电阻不应低于5M，热态绝缘电阻应不低于1 M。,2）电气性能方面 船舶电机在电网电压变化从（+6%-10%）额定值，频率变化为±5%额定值时应能可靠工作。 3）机械结构方面 船用电机应有尽可能小的体积，重量要轻，结构要紧凑，要有较好的防锈和防海水的涂层，安装尺寸的设计要适度，还必须便于拆卸。 规范要求，在船舶长期15°横倾，22.5°横摇和7.5°纵倾的情况下，各种船用电机应能正常工作，这对电机结构尤其是轴承提出了更高的要求。,§18.2 船舶电机常用故障及其维护,18.2.1 直流电机的常见故障及其维护,直流电机的常见故障产生原因及处理方法，参见表18-1,18.2.2 三相交流异步电动机的常见故障及其维护,交流异步电动机的常见故障产生原因及处理方法，参见表18-2。,18.2.3船舶发电机的常见故障及其维护,船舶通常采用交流同步发电机，其常见故障、产生原因及处理方法，参见表18-3。,§18.3 船舶安全用电,18.3.1 人体安全保护,1. 触电原因,由于缺乏安全用电常识或对电气设备的使用管理不当， 触电事故时有发生。,触电对人体伤害的程度与通过人体电流的大小、种类、路径、和持续时间有关, 电流的大小决定于人体两点的接触电压和人体电阻。电流通过人体的路径不同, 其伤害程度不同。手和脚间或双手之间触电最为危险。,2. 人体触电电流及安全电压,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： 电伤：电路放电时，电弧或飞溅物使人体外部被灼伤；由电流的热效应使人体烧伤，烙 上电的烙印。一般，电伤的伤害程度较电击轻，短期内可恢复。 电击：人体直接接触带电部分，电流流过人体内部器官而造成的伤害。遇到电击时，轻 者会肌肉痉挛、恶心、呼吸困难、血压升高、心律不齐等症状，重者会引起呼吸与心跳停止，导致死亡。,人体的触电方式一般分三种： 双线触电：人体同时接触两相电压，承受的是线电 压，危险性最大； 单相触电：在电源中性点接地的三相四线系统种， 人体碰触到某一相电压，电流通过人体、船体 和中性接地点形成闭合回路而触电，相电压对 人体的危害性仍然较大； 单线触电：人体在电源中性点不接地的绝缘制系统 中触电，此时人体电阻与另外两相的绝缘电阻 和电网寄生电容串联后接于线电压，其危害程 度取决于人体电阻、相线与船体之间的绝缘电 阻和电网寄生电容的大小。,国际上通用的可允许接触的安全电压分为:,人体大部分浸于水中的状态: 其安全电压小于2.5V; 人体显著淋湿或人体一部分经常接触到电气设备的金属外壳或构造物的状态: 其安全电压小于25V; 除以上两种以外的情况, 对人体加有接触电压后, 危险性高的接触状态: 其安全电压小于50V。,我国则是根据发生触电危险的环境条件将安全电压分为三种类别, 其界限值分别为: 特别危险(潮湿、有腐蚀性蒸汽或游离物等)的建筑物中, 为12V; 高度危险(潮湿、有导电粉沫、炎热高温、金属品较多)的建筑物中, 为36V; 没有高度危险(干燥、无导电粉沫、非导电地板、金属品不多等)的建筑物, 为65V。,触电急救注意事项 （1）就近拉断电源开关。 （2）将触电者置于通风温暖的处所, 对呼吸微弱或已停止呼吸的要实施人工呼吸抢救。,触电安全防护措施 （1）经常检查、维护电气设备的绝缘和壳体的安全接地, 以消除触电隐患; （2）禁止带电检修设备; （3）必须按照操作规程及正确的操作方法对电气设备进行操作; （4）非安全电压便携式电气设备使用前必须仔细检查; （5）电气设备发生火灾时,最好用惰性气体（二氧化碳）灭火器灭火。,5. 触电急救,（1）迅速脱离电源,（2）及时组织现场抢救,18.3.2 船舶电气设备接地与保护措施,船舶电气设备的接地，就是把船舶电气设备的金属外壳、支架或电缆的护套等与船体所作的永久性良好联接。它是防止触电和保证电气设备正常工作的重要的安全保护措施。,根据不同的接地功能，船舶电气设备的接地类型主要有保护接地，工作接地和防干扰接地（屏蔽接地）等。,1）保护接地,为了防止电气设备因绝缘破坏，使人遭受触电危险而进行的接地称为保护接地。,保护接地是将电气设备的金属外壳与船体钢结构件作良好的电气连接。,保护接地是用于三相三线绝缘系统，它的作用在于确保人身安全。,2）工作接地,为保证电气设备在正常工作情况下可靠运行所进行的接地称为工作接地。如电力系统中性点接地的三相四线制系统，电焊机的接地线等，都是通过接地线构成回路而工作的。,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。,无线电通信设备一般都装在封闭的金属机壳内，以防止外来的干扰。,4）其他接地,除了上述三种主要接地形式外，还有保护接零、重复接地和避雷接地等。,（1）保护接零,对于中性点接地的三相四线制系统中工作的电气设备，一般采用保护接零的方法，将电气设备在正常情况下不带电的金属部件与系统零线相接，以实现人体安全保护。,电气设备的外壳直接接在系统的零线上。当发生碰壳短路时，短路电线流经零线形成闭合回路，使保护装置能迅速动作而切断故障设备。,（2）重复接地,在中性点接地的三相四线制系统中，为确保接零可靠，防止因接零线断裂而造成触电事故，可将零线多处接地，这就是重复接地。,（3）避雷接地,为防止雷击而进行的接地，称为避雷接地。,§18.4 船舶电气火灾的预防,1）电气设备起火的原因,（1）电气设备的绝缘下降或损坏，电气线路发生短路、接地等故障引起的火花； （2）电气设备长期过载、超负荷工作，温升超过允许值，甚至燃烧； （3）继电器、接触器通断情况不良，灭弧不好； （4）直流电机换向不好，换向火花过大； （5）导体或电缆连接点松动，接触不好，引起局部发热甚至燃烧。,2）电气设备的防火要求,（1）经常检查电气线路及设备的绝缘电阻，发现接地、短路等故障时要及时排除； （2）电气线路和设备的载流量必须控制在额定范围内； （3）严格按施工要求，保证电气设备的安装质量； （4）按环境条件选择使用电气设备，易燃易爆场所要使用防爆电器； （5）电缆及导线连接处要牢靠，防止松动脱落。,3）电器灭火器具,对于已经切断电源而范围较大的电器火灾，可使用水和常规灭火机。对于未切断电源的电气火灾应采用绝缘性能好、腐蚀性小的灭火器具。 船用灭火器具一般有下列几种： （1） 二氧化碳灭火器 二氧化碳绝缘性能好，没有腐蚀性，使用后不留渣渍，不损坏设备，是一种很理想的灭火材料。使用时，不要与水火蒸汽一起使用，否则灭火性能会大大降低,（2） 1211灭火器 1211是一种含有一溴二氟一氯甲烷的灭火材料，扑灭电气火灾的效果理想。适合扑灭小面积的电气火灾，一般船舶配电板附近备有这种小型灭火器。 （3）干粉灭火器 干粉是碳酸氢钠加硬脂酸铝云母粉、石英或滑石粉等粉状物。干粉本身无毒，不腐蚀，不导电。灭火时，钢瓶中的压缩气体将干粉以雾状物喷射到燃烧表面，隔离空气，使火熄灭。干粉灭火迅速，效果好，但成本高，灭火后须擦拭被喷射物，一般仅用于小面积灭火。,1）第一类舱室区域与要求 油船的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，垂直隔离舱内才可以允许安装探测仪振荡器，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个管子中。在进入隔离空舱处的电缆管道内需以填料封隔。,18.5.1 油船的舱室区域划分与电气装置要求,§18.5 油船电气系统的安全管理,2）第二类舱室区域与要求 油船的第二类舱室区域包括： (1)货油泵舱； (2)水平隔离空舱； (3)货油舱和垂直隔离空舱上面直接临近的舱室； (4)储藏输油软管的舱室； (5)货油舱向首尾各延伸3m及离甲板高度为2.4m 以内的露天区域； (6)离爆炸性气体出口3m以内的露天区域。,在第二类舱室区域内安装的电气设备必须满足如下要求： (1) 所按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割，防止可 燃气体进入其他舱室； (3) 所装照明灯具应符合钢质海船入级与建造 规范的规定；,(4) 货油泵舱的照明由两路电源供电，灯点需交 错布置； (5) 非防爆电气设备与货油舱透气管出口端的距 离应不小于1m； (6) 若在油泵舱内安装测深仪振荡器，则要求与 第一类舱室相同。,3）第三类舱室区域与要求 油船的第二类舱室区域包括上述第一类、第二类以外的所有舱室区域和空间。 在这一类舱室区域和空间安装的电气独立回路允许工作接地，露天空间安装的插头、插座应具有连锁功能，即在开关接通电源的位置，既不能插入也不能拔出，只有在断开位置时，插头才可以插入或拔出，以免操作时产生火花。 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。,扩大的危险区：在装卸油、装排压载水和清除空货油舱气体时, 可能出现大量易燃易爆气体的区域或处所。（全部露天甲板、上层建筑上面和后面及有开口直接开向主甲板的区域或处所等）。,危险区：油船的货油舱及其毗邻的舱室空间, 货油舱口、洗舱口、气口、观测口周围, 货油泵舱, 输油软管存放舱, 以及所有上述舱室顶部甲板上封闭或半封闭空间等区域。,18.5.2 油船静电起火的预防,静电的产生： 无论是固体、液体或气体，任何两种不同物质的摩擦，紧密接触分离，受热受压都能产生正负电荷分离的静电现象。导体 在带电物体的影响下，也会感应产生静电荷。油船静电的形成是一个非常复杂的过程，产生静电的具体原因主要有众多（装卸货油、燃油/蒸汽洗舱、大风浪船舶摇摆和人体静电等）。,2. 燃烧和爆炸须同时具备三个基本条件：,(1)有可燃性气体； (2)有空气或氧气； (3)有火源或危险温度。 设法破坏燃烧和爆炸条件，避免火灾的发生。,3. 油轮电气系统的要求,（1）不论是直流或交流、单相或三相, 只准采用对 地绝缘的系统； （2）不同电压等级的网络不应有电气上的连接。,可能暴露在货油、油蒸汽或气体中的所有电缆应有铠装、非金属不透性护套, 在腐蚀性较大处所的电缆, 其铠甲或金属护套外面还应有非金属不透性防蚀外套。 (2) 在危险区域或处所不应敷设非本质安全型电缆。 (3) 敷设在甲板上或首尾向步桥上的电缆在长度上要留有膨胀弯头裕量, 以防船体膨胀或走动而拉断电缆。,4. 对危险区的电缆类型及安装敷设有如下基本要求:,(4) 电缆或电缆管在非危险区与危险区之间穿越时, 应保持甲板或舱壁气密的完整性。 (5) 应设有配电系统绝缘电阻水平的连续监测和报警装置。,