摘要：近几年，随着社会经济的快速发展，我国船舶行业取得较大的发展，我国造船业在世界上有着举足轻重的地位与影响力。我们都知道，电气设备是船舶正常运行中不可缺少的部分，就相当于人体的心脏，是船舶运行的动力，对船舶安全航行具有至关重要的影响。在船舶建造以及运行过程中只有科学合理应用电气设备才可以使其发挥应有的功能与作用，保证船舶正常运行。
关键词：电气设备；船舶中；应用；
1对船舶电力系统的认识
1.1发电环节
船舶发电环节用到发电机组等多种设备，其中电力技术的应用显得尤为重要，其主要目的是改善电气设备的运行状况。为了更好的发挥发电功能，设计高效率的控制方法，就突显出电力技术在电力系统中应用的重要性。在大型发电机发电过程中通过电力技术可以省掉了一些中间的惯性环节，达到对规律的良好控制；通过电力技术对船舶发电系统的有效控制及船舶电气设备在船舶发电中的应用使船舶发电高效快速的运行。
1.2输电环节
在输电环节中，电力技术和电气设备的应用非常重要，其中电力技术可以大范围的改善船舶电力系统的运行状况，通过电力技术可以稳定、高效的控制直流输电技术，控制调节其灵活性，在我国的远距离输电中同样拥有划时代的意义，这项技术已经应用于大型船舶电力系统，成为了世界各地的输电工程中不可缺少的一项技术。它不仅实现了对交流输电的灵活控制，而且大幅度的提高了船舶电力系统的稳定运行水平，在船舶电力系统中应用范围极为广泛。
1.3配电环节
船舶电力系统配电环境是一个急需解决的问题，需要船舶电力系统更好的应用电力技术及船舶电力设备。正确的应用电力技术及船舶电气设备可以更好的保证船舶电力系统在配电环节中供电、用电的安全性，并保证了质量标准，减少了在配电过程中产生的各种干扰。电力技术及船舶电气设备的应用不但对开发投入和生产成本起到了很大的作用，切合我国船舶电力系统的发展需求，更重要的是合理的的应用电力技术和船舶电气设备可以在配电环节避免配电对环境造成的污染。伴随着电力市场中的发展状况，可以看出电力技术和船舶电气设备在船舶电力系统产生的作用之大，使我国的船舶电力系统高效快速的发展。
1.4节电环节
在船舶电力系统开发的过程中，需要电动机挖掘其自身的节能潜力，这就涉及到节电环节，可以通过应用电力技术来控制电动机的调节速度来达到最佳的节电效果，并且船舶电气设备的合理应用可以使发动机在发电过程中节约更多的电量。目前为止，通用的节能应用在船舶中的控制、节流效果十分可观，电力技术可大范围的调速、可以高精度、高效率的实现无极调速，对节电、减少无功损耗及提高功率十分有效。
2船舶电气设备的现状
根据对船舶电力系统的分析来看，船舶电力所需的电气设备取决于船舶的自身特点，这些船舶的不同特点就在于应用什么样的变频器。现如今，各国已经对中压电气设备作出了相关规定，并已经出版了新的交流供电系统专辑IEC60092-503：2007，其中对电气设备的要求和2006版的相同。此外，还出版了新的电力推进装置专辑IEC60092-501：2007，这充分的体现了船舶电力系统对世界各国的重要性。对于中压发电机，特别对接地保障及内部短路的保护问题进行了强调，要求设灭磁保护。但是我国的船舶电力系统配置和设备，有的还只是提供初级的系统和设备，有的还需要进口，这就需要我们不断学习和创新。
现在对于我国的船舶电力系统和电气设备来说，有些系统还没有经过设计，有些还只能靠进口，我国在很多方面还没有达到船舶电力系统发展的要求。如今我国的船舶电力系统正是处于这样的状态中，因此船舶电力系统以后的发展，不仅需要我国其他机电部门和大型企业的大力支持，向他们学习一些技术，还需要对船舶电气设备进行必要的科技创新，为我国的海洋工程发展贡献力量。
3船舶电气设备的应用
3.1船舶电机
船舶电机将电能转换为机械能，大多数电动机通过相互作用的磁场和载流导体工作以产生旋转力。电动机和发电机具有许多相似之处，并且许多类型的电动机可以作为发电机运行。船舶电机可以由直流电或通过交流电供电，因此可以分为两类：AC电动机和DC电动机。交流电机将交流电转换为机械能，通常由2个基本部分组成：外部固定定子，其具有供应交流电以产生旋转磁场的线圈；附接到输出轴的内部转子，其通过旋转场给予扭矩。两种主要类型的交流电动机的区别在于所使用的转子类型。感应（异步）电动机，转子磁场由感应电流产生，转子必须转动得比定子磁场稍慢（或更快），以提供感应电流。有3种类型的感应电动机转子，即鼠笼式转子、绕线转子和实心铁心转子。同步电机不依赖于感应，因此可以精确地在供电频率中多重旋转。转子的磁场由通过滑环（励磁机）或由永磁体传递的直流电产生。有刷直流电机通过使用内部换向，固定永磁体和旋转电磁铁直接从直流电源产生转矩。电刷和弹簧将电流从换向器传送到电动机内部的转子的旋转线绕组。无刷直流电动机在转子中使用旋转永磁体，并且在电动机壳体上使用固定电磁体，电机控制器将直流转换为交流。
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3.2船舶电站
在船舶电站系统中，将正常运行设备作为参考对象，分析其各项技术参数，然后将分析结果同故障设备的检测结果做对比分析，根据对比结果便可以确定故障发生位置。此种检测方法主要适用于定值校验过程中实测值与整定值存在较大偏差，同时又不能准确确定故障发生原因的故障类型。另外，选择此种方法对船舶电站的电磁型继电器定值进行校验时，如果继电器实测值与整定值存在较大偏差时，要选择用相同仪器对其他相同回路同类继电器进行诊断，然后将两个继电器的诊断结果进行对比，确定是否真的存在运行故障，而不是在第一次诊断后直接断定该继电器不合格，或者对参数进行调整。船舶电站可以集中调试故障线路，作为一次设备集中保护了大量电站节点，继电保护装置应该加强其容错性。对于主干线路的开关控制以及线路自身的使用方面有着重要的意义。独立性的开关可以将主线与支线在较短时间内进行分割，便于解除故障。在母线的保护电路中可以采用多个电路来防止偶然性错误造成的系统自动判断失误。同一时段如果部分电路有问题，对应支路可以替代其工作，并且保证了其同步性。
3.3船舶水泵
船舶泵是通过机械作用移动流体液体或气体的装置。泵根据其用于移动流体的方法可以分为三个主要组：直接升力，位移和重力泵。泵通过一些机构，通常为往复式或旋转式操作，并且消耗能量以通过移动流体来执行机械工作。泵通过许多能源来操作，包括电力、发动机或风力发电。当在外壳中只有一个叶轮旋转时，则称为单级泵。当在套管中两个或多于两个的叶轮旋转时，则称为双级/多级泵。船舶泵送应用由于增加的船舶活动而增长。此外，船舶生产的经济性对上游操作具有吸引力，因为其导致更简单，更小的现场安装，降低设备成本和提高生产率。实质上，船舶泵可以用一件设备容纳所有流体流性能，该设备具有较小的占地面积。通常，两个较小的船舶泵串联安装，而不是只有一个大型泵。对于中游和上游操作，船舶泵可以位于海上船舶，并且可以连接到单个或多个井口。基本上，船舶泵用于将从油井产生的未处理的流动流输送到下游工艺或收集设施。船舶泵设计用于在变化或波动的工艺条件下运行。船舶泵还有助于减少温室气体的排放，因为操作员尽可能减少气体的燃烧和罐的排放。
3.4船舶液压机
船舶液压机可以實现对船舶油箱油量的检测与控制。液压机是使用液压缸产生压缩力的装置，它使用液压等效的机械杠杆，液压机来源于Pascal原理，整个封闭系统中的压力是恒定的。系统的一部分是用作泵的活塞，其中适当的机械力作用在小的横截面积上；另一部分是具有较大面积的活塞，其产生相应较大的机械力。如果泵与压力缸分离，则仅需要小直径管。当任一活塞被向内推时，由于流体是不可压缩的，所以小活塞移动的体积等于大活塞移置的体积。
3.5船舶空气压缩机
船舶中使用的压缩机通常为密封的、开放的或半密封的，以压缩机和马达驱动器相对于被压缩的气体或蒸汽的位置。在密封的和大多数半封闭式压缩机中，驱动压缩机的电动机是集成的，并且在系统的加压气体包络内操作。电动机设计成在被压缩的制冷剂气体中工作并由其冷却。密封和半密封之间的区别是，密封使用一体式焊接鋼外壳，不能打开进行维修；如果密封失效，其只是被整个新的单位取代。半密封使用带有垫圈盖的大型铸造金属外壳，可以打开以更换电机和泵组件。密封和半密封的主要优点是没有用于气体泄漏出系统的路径。开式压缩机依靠轴密封件来保持内部压力，并且这些密封件需要润滑剂如油以保持其密封性能。诸如汽车空调的开放式加压系统可能更容易泄漏其工作气体。开放系统依靠系统中的润滑剂在泵部件和密封件上喷溅。如果操作不够频繁，则密封件上的润滑剂缓慢蒸发，然后密封件开始泄漏，直到系统不再起作用且必须再充电。相比之下，船舶系统可以闲置多年，并且通常可以在任何时间再次启动，而不需要维护或经历系统压力的任何损失。船舶压缩机的缺点是电动机驱动器不能被修理或维护，并且如果电动机失效，则必须更换整个压缩机。另一个缺点是烧坏的绕组可能污染整个系统，从而需要将系统完全抽空并更换气体。通常，船舶压缩机用于高级的船舶动力系统中，其修理的成本与装置的价值比较高，并且仅购买新装置将更经济。
4船舶电气设备的维修与保养
4.1电网维修
船舶的安全有效运行当然离不开电站，只有保证电站电网运行的可靠性、安全性与连续性，才可以更好的保障船舶航行安全。船舶电网的绝缘性在一定程度上决定着电网运行的安全性与稳定性，如果电网绝缘性能遭到破坏或者降低，势必会造成电网运行不稳，甚至会引起船舶发舵机失灵或者配电板掉闸，从而造成船舶不能正常运行。此外，还有可能引发火灾或者造成工作人员触电，对人们的生命财产安全造成严重威胁。因此，要高度重视电网的维修与日常检查，严格依据船舶电网的最低绝缘性要求以及其他规定，在制造、航行或者修理时全面检查电网。尤其在建造或者修理船舶的时候，在线路铺设完毕之后，全面做好封闭端头的接线工作，电缆头会受到周围温度与湿度等多方面因素的影响，严格密封电气设备的电缆头，防止潮气进入到电缆芯，进而影响电网运行的稳定性与连续性。
4.2发电机维修
发电机是船舶正常运行的重要基础与首要前提，对船舶运行有着至关重要的影响与作用，因此，对于发电机的维修与保护要着重注意。就现阶段发电机出现故障的原因与影响因素进行综合分析与探究之后，可以知道发电机发生故障与无励磁电流与无励磁电压等有关。发电机如果被长期搁置拿出来使用，对于自激式发电机来说可能导致磁极磁量不足而无法正常使用，即使有剩余磁量，由于励磁电流没有达到助磁作用，因为不能发挥其正常功能。大多数是由灰尘多散热不佳或者超负荷运行造成的，需要对船舶进行有效检查，并对电气设备实施清洁、烘干或者更新。
结束语
在船舶生产的过程中，电气设备的制造技术有着非常重要的作用，利用精准的数据和现代化的技术对电气设备进行进一步的优化，通过研发部门和专业人员的共同努力，促进船舶行业的进一步发展，保证我国的海上安全和建设。在我国船舶行业快速发展的同时对电气设备行业进行革新，保证我国船舶行业的自动化管理，促进我国船舶产业能够高效、高质的生产。
参考文献:
[1]王凯.电气设备在船舶中的应用分析[J].科技创新与应用，2017，07：131-132.
[2]席海华.船舶电气的发展与应用探究[J].机电信息，2017，06：110-111.
论文作者:任彦桦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：船舶论文; 电气设备论文; 电力系统论文; 电动机论文; 电力论文; 转子论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第20期论文;