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危险!这船应急配电板联络开关不能自动合闸!

 船舶讲武堂 2020-12-17

13年4月个人上某轮工作,该轮定在欧洲航线。众所周知,欧洲PSC检查非常严格,检察官专业素质较高。上船后组织人员在抵欧洲之前对所有应急设备各种功能进行测试时,发现应急配电板“test”开关贴了一张“勿动”的标识。作为有经验的人员,都知道该“test”开关是用于模拟测试全船失电后,应急发电机自动启动并能自动并电,该开关是必须能够使用且有效的(这是有经验的检查官经常检查科目)。

当时,出于认真负责的态度,还是决定冒险将开关转到“test”位置进行模拟失电实验。当开关转至“test”位置后,发现应急发电机能自动启动和自动并电。但是等再将开关搬到正常位置后,停掉应急发电机后,由主配电板通过联络开关供到应急配电板的应急电却供不上了(联络开关不能自动合闸)。关于这个现象,前二任人员都未有在交接班报告中提及,迫于无奈,只得临时使用手动储能将开关合上。

但即使是使用手动储能,也发现有一些不正常现象。


正常来说,将联络开关控制方式选择按钮搬到手动位置,利用手柄手动储能后,用手按下手动合闸按钮,即可合上电源。但是手动储能后,按下合闸按钮,听到开关有很响的“啪嗒”合闸声音,电源却未能合上。

利用手动将储能弹簧储上能后,将联络开关控制方式按钮从手动搬到自动,正常情况下,开关将自动合上闸,供上电源,但是却不能合上电源。

最终采取的操作方式是手动储上能后,将控制方式转换开关搬到“锁定”位置,然后再将其搬到“自动”模式,即可将电源合上(因此此次恢复应急电搞了较长时间),可以说联络开关工作是很不正常的。

对于初次不了解的人来说,如果碰到PSC检查要求试验该开关,势必会造成很大麻烦,弄不好就会被开30码。从装置的锁紧螺丝来看,该装置被拆检过,后查阅记录,该故障自下水以来就存在,可能也由厂方专业人士维修过,但最终还是没能发现问题所在,迫不得已贴上“勿动”标签。

长期以来,应急配电板联络开关和配电板主开关,由于结构复杂,技术含量较高,位置重要,且船存几乎没有任何备件等一系列原因(对于联络开关而言,如果拆检不当,将可能导致一部分通过应急配电板供电的设备无法正常工作。致使船上管理人员一般不敢轻易下手涉足解体修理,弄不好会造成很大麻烦,其一般都交与岸上专业人士修理)。

发现问题后,由于船上找不到相应图纸和说明书,也未能敢轻易拆检。当时都认为是联络开关有故障,准备回航报航修或是申请一个新的联络开关换上。但后来考虑到该开关可能价格较高,并且是一个长期的安全隐患。为了节约一定的费用,同时也为了锻炼一下自己。还是决定靠我们自己进行一下努力。

为了了解其大致工作原理,我们将主配电板上的一个主开关拉出,拆下外罩,进行研究(其大致原理应该是差不多的)。通过研究,发现主开关的合闸主要是通过弹簧杠杆式传动机构,辅助以电磁开关来进行的,分闸则主要是通过失压脱扣来进行,储能是通过储能马达和限位机构来实现。

有了大致了解后,对于拆检有了底气,当时怀疑是不是联络开关上储能马达的限位机构是不是位置不正确。于是利用靠泊时,待PSC刚刚检查完第二天的一个机会。和电机员一起将联络开关拆了下来。搬到集控室里面,进行研究。拆掉外罩后,通过分析其结构和工作原理,进行手动储能测试,检查限位机构,测量储能马达绝缘,发现均正常。但与主配电板主开关工作原理相比较时,发现有些许的不同:主配电板主开关每次合完闸后,储能弹簧即刻自动储能,为下次合闸做准备。而对于联络开关而言,由于内部使用的是拔叉机构。如果合完闸后即刻进行自动储能的话,又会将开关往分闸的方向拉,这显然是不可能的。那么联络开关又是如何来自动储能的呢,由于内部结构很复杂,船上又没有联络开关的内部结构原理说明书,问题也就无从下手,这成了当时的一个谜团,显然这也是找到问题的突破口。

当时由于临近午饭时间,又担心会很快开航,只得带着疑问将开关装回,恢复应急电源的供给。吃午饭时,在与电机员谈到这个问题时,大家都感到迷茫,准备放弃,提出申请备件或是申请航修。但个人考虑到,一来该开关价格昂贵,二来我们也不能够断定开关本身有故障。即使申请备件,也要说出个1、2、3吧,如果换新备件还是不行呢,这就造成很大的浪费。已经走到这一步了,再努努力,找机会再拆下来研究研究,问题应该是可以找到的。吃完中午饭后,得知要等到下午5、6点才开航,还有点时间去研究。个人回到房间后,躺在沙发上,想起那个谜团,难以入睡。于是通过QQ和黄埔造船厂保修经理取得联系,通过他将应急配电板的完工图纸和操作说明
传了过来。期望通过研究联络开关控制电路看看能否发现一些问题。幸运的是,通过对打印出来的联络开关控制电路图纸的仔细分析,发现了一些蛛丝马迹。尽管图纸上没有明确说明如何储能和合闸,但通过分析上面的一些接线,基本上可以猜想出是如何储能的。

当时的猜想是:联络开关是通过继电器12K1的延时开关来自动储能和合闸的。与主开关不同的是,联络开关是在自动合闸之前,预先进行储能,然后再进行合闸,合闸之后不再进行自动储能(主开关是合闸后即刻进行自动储能,为下次合闸做准备)。而这个猜想也可以解开联络开关合闸之后不能即刻自动储能的谜团。再进而深度分析,如果延时继电器延时时间太短,将可能使得控制储能马达的触点(通电后延时断开)在很短的时间内断开,导致储能马达没有足够的时间来进行储能,从而也就不能够进行自动合闸。分析出这一结果后,当时很是兴奋,马上叫上正在休息的电机员,到应急配电板上对继电器12K1进行延时时间设置检查,发现其设置延时时间为3秒。这显然时间太短,于是将延时时间调整为12秒,然后再将“TEST”开关转到“TEST”位置。应急发电机自动启动并电,随后将“TEST”开关转到“正常”位置后,发现约5秒后联络开关储能弹簧自动储上能量(联络开关上的能量指示器变为红色,以前是不能自动储能的),12秒后开关自动合闸成功。随后再进行多次手动分闸、合闸,自动分闸、合闸试验,一切全部恢复正常。不需要手动储能后,将模式开关搬到“锁定”位置。然后再搬回自动位置才能合闸。

自动合闸原理分析:


上图为联络开关外部控制线路图,根据个人理解简要介绍其工作原理:1Q2为联络开关的主触头,带有失压和过流脱扣等保护装置。右侧为控制电路,控制电源为主配电板440伏变压为220伏供给。正常情况下,试验开关12S1放在“normal”位置,延时继电器12K1在通电状态,触点57、58(此触头负责发送合闸信号)和触点61、62(此触头负责向储能马达供电)处的延时触头分别在闭合和断开状态。由于联络开关是合上的,触点13、14在闭合状态,继电器12K2通电,触点11、12在开启状态,合闸信号在联络开关接通后断掉。触点33、34合上,绿灯12H4常亮,表示为主配电板供电。一旦我们将试验开关12S1搬到“TEST”位置,联络开关的整个控制电路将处于失电状态,1Q2中的UVR(欠压脱扣)触发,联络开关分闸,同时使得触点13、14断开,继电器12K2失电。由于12K2失电,将使得应急发电机主开关上的连锁触点31、32(另图)在闭合状态,接通应急发电机主开关合闸线圈电路(为合闸做好准备)。同时由于继电器12K1失电,连锁触点31、32(另图)闭合,发送应急发电机启动信号,待应急发电机启动发电后,应急发电机主开关合闸线圈即通电合闸,由应急发电机提供应急电(自动状态下)。测试完成后,如果再度将试验开关12S1搬回到“normal”位置。继电器12K1立即通电接通,应急发电机主开关上的连锁触点21、22将立即断开,应急发电机主开关失压脱扣。同时联络开关控制线路中延时触点61、62将在延时时间内闭合为储能马达供电储能(储能马达另一端有限位机构,储能弹簧到位后马达会自动停止,如果延时时间太短,是来不及储能的,有可能导致没储上能或是储能不够),
 
在设定的时间走完后,触点61、62将断开,不再提供储能电源。断开的同时57、58闭合,接通联络开关合闸线圈,联络开关即刻合闸,接通主配电板过来的电源。联络开关合闸后,继电器12K2通电,触点11、12断开,联络开关合闸线圈电源被切断。同时断开应急发电机主开关上的连锁触点31、32,阻止主开关合闸。应急发电机将在延时180秒后自动停机。

经验总结:

上述问题看似一个比较复杂的问题,结果归根结底是一个非常简单的问题。事实上在轮机工程领域,所有的问题到最后发现并解决,分析过程很复杂,到最后都是很简单的。

对待问题一定要有清晰的头脑,发散思维(不要局限在某一点上),抓住问题的关键寻找突破口。

要具有锲而不舍的精神,因为往往其实离问题的解决仅一步之遥。

中远海运船员 广州分公司 高级轮机长 张玉龙 2020.5.6

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