船舶电气与导航系统作业指导书

船舶电气与导航系统作业指导书TOC\o"1-2"\h\u27251第1章船舶电气基础 321801.1电气设备与系统概述 3176041.1.1电气设备定义 3233851.1.2电气系统功能 3188311.1.3电气设备与系统的关系 4279711.2船舶电力系统组成与分类 4272841.2.1船舶电力系统组成 4243261.2.2船舶电力系统分类 429231.2.3船舶电力系统主要功能 4154211.3船舶电气设备的主要技术参数 4200271.3.1额定电压 460381.3.2额定电流 4141941.3.3额定功率 4138911.3.4效率 4266461.3.5负载率 4111321.3.6绝缘等级 5275441.3.7防护等级 53465第2章船舶发电机与配电设备 5157042.1发电机的工作原理与类型 5306432.1.1工作原理 528782.1.2类型 5268782.2发电机组的安装与调试 597382.2.1安装 5198862.2.2调试 5218452.3船舶配电设备的功能与结构 6127612.3.1功能 6133932.3.2结构 619857第3章船舶电力负载 696713.1船舶电力负载的分类与特点 6244363.1.1动力负载 684323.1.2照明负载 7124493.1.3通信导航负载 7261303.1.4生活保障负载 7136623.2负载的计算与选择 7248453.2.1负载计算 761373.2.2负载选择 7289823.3负载的运行与管理 8101563.3.1负载运行 8187443.3.2负载管理 813184第4章船舶电气保护与控制 8283704.1短路保护和过载保护 8229274.1.1短路保护 8250014.1.2过载保护 8217834.2接地保护和绝缘监测 8270184.2.1接地保护 8271804.2.2绝缘监测 9204254.3船舶电气控制系统的原理与结构 9174314.3.1原理 993874.3.2结构 9935第5章船舶照明与信号设备 9309655.1船舶照明设备的类型与安装 9258505.1.1照明设备类型 9299705.1.2照明设备安装 10247055.2船舶信号设备的功能与使用 10170225.2.1信号设备类型 1023925.2.2信号设备功能与使用 1085225.3照明与信号设备的维护与管理 10151415.3.1维护 1048525.3.2管理 1031766第6章船舶导航系统概述 1133166.1导航系统的发展与分类 11234856.1.1发展历程 11308846.1.2分类 1176426.2船舶导航设备的技术要求与检验标准 11131646.2.1技术要求 11144106.2.2检验标准 1164956.3导航系统在船舶上的应用 1296656.3.1航行导航 12137376.3.2航道监测 12232846.3.3船舶避碰 12203496.3.4航海保障 12231256.3.5船舶管理 1232613第7章船舶无线电导航系统 126707.1无线电导航原理与设备 1261787.1.1无线电导航原理 12222017.1.2无线电导航设备 12183027.2船舶无线电通信设备的功能与操作 13127347.2.1无线电通信设备的功能 13140167.2.2无线电通信设备的操作 13123277.3无线电导航设备的维护与故障处理 13285737.3.1无线电导航设备的维护 1380447.3.2故障处理 1312765第8章船舶电子导航系统 1439978.1电子海图与航迹管理系统 1418138.1.1电子海图概述 14160578.1.2航迹管理系统 1433518.1.3电子海图与航迹管理系统的集成 1450748.2雷达导航与自动识别系统 14299668.2.1雷达导航系统 14205458.2.2自动识别系统（S） 14257018.2.3雷达与S的集成应用 1439518.3电子导航设备的集成与应用 1435548.3.1电子导航设备集成概述 14128048.3.2集成技术及方法 14196158.3.3集成应用实例 1530588第9章船舶导航系统检验与调试 1560879.1导航设备检验的基本要求与方法 15249459.1.1基本要求 1574899.1.2检验方法 1556569.2导航系统的调试与功能评估 156879.2.1调试方法 15255409.2.2功能评估 1519009.3导航设备的故障诊断与排除 15218709.3.1故障诊断 15223809.3.2故障排除 162194第10章船舶电气与导航系统的安全运行 16772510.1电气与导航系统的安全风险分析 161405210.1.1电气系统安全风险 16872810.1.2导航系统安全风险 161501010.2安全运行与管理措施 161331410.2.1电气系统安全运行措施 161909310.2.2导航系统安全运行措施 172347610.3紧急情况下的应对与处理方法 172124710.3.1电气系统紧急处理 171269810.3.2导航系统紧急处理 17第1章船舶电气基础1.1电气设备与系统概述1.1.1电气设备定义船舶电气设备是指利用电能来完成特定功能的装置，包括发电、输电、配电、用电及其它相关设备。1.1.2电气系统功能船舶电气系统主要负责为船舶提供动力、照明、通讯、导航、自动化控制等方面的电能，是船舶运行的重要保障。1.1.3电气设备与系统的关系电气设备是电气系统的基本组成单元，各电气设备通过电缆、接插件等连接成一个完整的电气系统，共同为船舶各类设备提供电能。1.2船舶电力系统组成与分类1.2.1船舶电力系统组成船舶电力系统主要包括发电设备、输电设备、配电设备、用电设备以及电气保护设备等。1.2.2船舶电力系统分类根据船舶电力系统的电压等级，可将其分为低压电力系统、中压电力系统和高压电力系统。1.2.3船舶电力系统主要功能船舶电力系统主要负责为船舶提供稳定、可靠的电能，以满足船舶各种设备的运行需求。1.3船舶电气设备的主要技术参数1.3.1额定电压额定电压是指船舶电气设备在正常运行条件下，设备所能承受的电压值。通常情况下，船舶电气设备的额定电压有低压、中压和高压三种。1.3.2额定电流额定电流是指船舶电气设备在正常运行条件下，设备所能承受的电流值。额定电流是选择电缆、保护装置等电气设备的重要依据。1.3.3额定功率额定功率是指船舶电气设备在正常运行条件下，设备所能承受的最大功率。它决定了设备在实际运行中的负荷能力。1.3.4效率效率是指船舶电气设备在能量转换过程中的有效利用率。高效率的电气设备能减少能源浪费，提高船舶运行的经济性。1.3.5负载率负载率是指船舶电气设备在实际运行中所承受的负荷与设备额定功率的比值。合理控制负载率，可以提高设备使用寿命。1.3.6绝缘等级绝缘等级是指船舶电气设备在正常运行条件下，设备绝缘材料所能承受的最高温度。选择合适的绝缘等级，可以保证设备的安全运行。1.3.7防护等级防护等级是指船舶电气设备对外界固体物体和水的防护能力。防护等级越高，设备适应环境的能力越强。通过以上内容，本章对船舶电气基础进行了简要介绍，为后续章节深入探讨船舶导航系统及其它电气设备奠定了基础。第2章船舶发电机与配电设备2.1发电机的工作原理与类型2.1.1工作原理发电机是一种将机械能转换为电能的装置。其基本工作原理是电磁感应现象。在发电机内部，转子在原动机的驱动下旋转，切割定子绕组中的磁力线，从而在绕组中产生电动势，输出电能。2.1.2类型船舶发电机主要分为同步发电机和异步发电机。同步发电机具有较高的效率和稳定的电压，广泛应用于各类船舶。异步发电机结构简单，但效率较低，多用于小型船舶或辅助电源。2.2发电机组的安装与调试2.2.1安装发电机组在船舶上的安装应遵循以下原则：（1）保证发电机组与船舶结构之间的安全距离，便于维修和保养；（2）保持发电机组水平，避免因振动导致的机械损伤；（3）保证发电机组通风良好，降低运行温度；（4）按照厂家提供的安装图纸和说明书进行安装。2.2.2调试发电机组调试主要包括以下步骤：（1）检查发电机组各部件的安装是否正确，连接是否牢固；（2）进行空载试验，调整电压、频率等参数，保证发电机组运行稳定；（3）进行负载试验，验证发电机组输出功率和功能；（4）检查发电机组运行过程中的振动、温度等参数，保证运行安全；（5）根据调试结果，对发电机组进行必要的调整和优化。2.3船舶配电设备的功能与结构2.3.1功能船舶配电设备主要包括以下功能：（1）接收发电机组输出的电能，进行电压、频率的调节；（2）实现电能的分配和传输，满足船舶各用电设备的需求；（3）对电能进行保护，防止过载、短路等故障；（4）实现船舶电网的自动化控制，提高船舶运行的安全性和经济性。2.3.2结构船舶配电设备主要包括以下部分：（1）配电柜：安装有断路器、接触器、继电器等电气元件，实现电能的分配和保护；（2）变压器：用于电压的升高或降低，满足不同用电设备的电压需求；（3）电缆及附件：用于连接发电机组、配电柜和用电设备，实现电能的传输；（4）自动化装置：实现船舶电网的自动控制，包括电压调节、故障检测等功能。第3章船舶电力负载3.1船舶电力负载的分类与特点船舶电力负载主要包括动力负载、照明负载、通信导航负载、生活保障负载等。各类负载具有以下特点：3.1.1动力负载动力负载主要包括船舶推进、舵机、起货机等设备。这类负载具有以下特点：（1）功率较大，通常是船舶电力系统中的主要负载。（2）负载波动较大，对电力系统的稳定性影响较大。（3）对供电质量要求较高，以保证船舶的安全运行。3.1.2照明负载照明负载主要包括船舶内部照明、外部照明及信号灯等。这类负载具有以下特点：（1）功率相对较小，对电力系统影响较小。（2）负载较为稳定，波动较小。（3）对供电质量有一定要求，以保证船舶的照明效果。3.1.3通信导航负载通信导航负载主要包括无线电设备、雷达、卫星导航等设备。这类负载具有以下特点：（1）功率较小，但对供电质量要求较高。（2）负载稳定性较好，但部分设备具有短时大功率特点。（3）对电磁兼容性要求较高，以保证设备的正常运行。3.1.4生活保障负载生活保障负载主要包括空调、冷藏、洗衣机等设备。这类负载具有以下特点：（1）功率大小不一，部分设备功率较大。（2）负载波动较大，受生活需求影响。（3）对供电质量有一定要求，以保证生活品质。3.2负载的计算与选择3.2.1负载计算负载计算主要包括以下内容：（1）确定各负载的功率需求。（2）计算各负载的电流需求。（3）分析负载的功率因数。（4）计算负载的谐波含量。3.2.2负载选择负载选择应根据以下原则进行：（1）满足船舶运行、生活、安全等方面的需求。（2）考虑负载的功率、电流、功率因数等参数。（3）选择合适的负载设备，提高船舶电力系统的经济性。（4）注意负载的电磁兼容性，避免对其他设备产生干扰。3.3负载的运行与管理3.3.1负载运行负载运行过程中，应注意以下几点：（1）保证负载设备正常运行，避免过载、短路等故障。（2）监测负载的功率、电流、电压等参数，保证供电质量。（3）定期对负载设备进行维护、保养，延长设备寿命。（4）及时处理负载运行中出现的问题，保证船舶电力系统的稳定运行。3.3.2负载管理负载管理主要包括以下几个方面：（1）制定合理的负载运行计划，合理安排船舶电力系统的运行。（2）对负载设备进行分类管理，保证关键设备优先供电。（3）根据船舶运行状态，调整负载分配，提高电力系统的经济性。（4）加强对负载设备的监控，及时发觉并处理潜在故障。（5）建立健全负载管理制度，提高船舶电力系统的运行水平。第4章船舶电气保护与控制4.1短路保护和过载保护4.1.1短路保护短路保护是船舶电气系统中的环节，能够防止因短路故障导致的电气设备损坏和火灾。短路保护装置主要包括熔断器、断路器及短路电流限制器等。在实际应用中，应根据船舶电气系统的负载特性和工作环境，合理选择和配置短路保护装置。4.1.2过载保护过载保护用于防止电气设备因长时间过载运行而损坏。过载保护装置主要包括热继电器、电子式过载保护器等。在配置过载保护装置时，应充分考虑设备的额定电流、启动电流和负载特性等因素，保证过载保护装置的可靠性和准确性。4.2接地保护和绝缘监测4.2.1接地保护接地保护是防止船舶电气设备因绝缘故障导致的触电和电气火灾的重要措施。接地保护装置主要包括接地继电器、接地电流监测装置等。接地保护装置的配置应满足相关规范和标准要求，保证船舶电气系统的安全运行。4.2.2绝缘监测绝缘监测用于实时监测船舶电气系统的绝缘状况，预防绝缘故障。绝缘监测装置主要包括绝缘电阻表、绝缘监测仪等。绝缘监测装置的选用和配置应根据船舶电气系统的特点和要求进行，保证其可靠性和准确性。4.3船舶电气控制系统的原理与结构4.3.1原理船舶电气控制系统主要包括模拟控制系统和数字控制系统。其原理是通过对电气设备的电压、电流、功率等参数进行实时监测，采用相应的控制策略和算法，实现船舶电气设备的自动控制和保护。4.3.2结构船舶电气控制系统的结构主要包括以下几个部分：（1）传感器：用于实时监测电气设备的运行参数，如电压、电流、温度等。（2）控制器：根据传感器采集的数据，采用相应的控制策略和算法，对电气设备进行控制。（3）执行器：接收控制器输出的控制信号，实现对电气设备的启动、停止、调节等操作。（4）监控与保护装置：对电气设备进行实时监控，发觉异常情况时及时采取保护措施。（5）通信与显示设备：实现控制系统与船舶其他系统之间的信息交换，便于操作人员实时了解电气系统的运行状况。（6）电源：为控制系统提供稳定、可靠的电源。通过以上结构，船舶电气控制系统实现了对船舶电气设备的有效控制和保护，保证了船舶的安全、高效运行。第5章船舶照明与信号设备5.1船舶照明设备的类型与安装5.1.1照明设备类型船舶照明设备主要包括以下几种类型：（1）室内照明：包括生活区域照明、工作区域照明及应急照明等；（2）室外照明：包括甲板照明、船艏照明、船艉照明、舷侧照明等；（3）特殊照明：如水下照明、防爆照明等。5.1.2照明设备安装照明设备的安装应遵循以下原则：（1）保证照明设备的稳定性和安全性，防止因船舶摇摆、振动等原因导致的设备脱落或损坏；（2）根据船舶的实际情况和照明需求，合理选择照明设备的类型、数量和安装位置；（3）照明设备的安装应符合我国相关法规和标准要求，保证照明效果。5.2船舶信号设备的功能与使用5.2.1信号设备类型船舶信号设备主要包括以下几种类型：（1）视觉信号设备：如号灯、信号旗、信号板等；（2）听觉信号设备：如号角、电铃、雾号等；（3）无线电信号设备：如VHF、MF、HF无线电设备等。5.2.2信号设备功能与使用（1）视觉信号设备：用于在能见度良好的情况下，向其他船舶和岸上显示船舶的动态、状态和意图；（2）听觉信号设备：用于在能见度不良或夜间，向其他船舶发出警告、示警和沟通信息；（3）无线电信号设备：用于与其他船舶、岸上指挥中心进行远程通信。5.3照明与信号设备的维护与管理5.3.1维护（1）定期对照明与信号设备进行检查，保证设备处于良好状态；（2）对发觉的问题及时进行维修，避免影响船舶的正常运行；（3）定期更换照明设备的光源，保证照明效果；（4）对信号设备进行定期测试，保证其功能正常。5.3.2管理（1）建立健全照明与信号设备的管理制度，明确责任人和管理流程；（2）制定详细的维护计划，保证设备维护工作的实施；（3）对设备的使用、维护和维修情况进行详细记录，以便查阅；（4）加强对船员的培训，提高船员对照明与信号设备的操作技能和应急处理能力。第6章船舶导航系统概述6.1导航系统的发展与分类6.1.1发展历程船舶导航系统起源于古代航海家的探险活动，经历了从简单到复杂、从人工到自动化的发展过程。科技的进步，船舶导航系统不断更新换代，逐步演变为现代航海中不可或缺的关键设备。6.1.2分类根据工作原理和功能，船舶导航系统可分为以下几类：（1）无线电导航系统，如无线电测向仪、卫星导航系统等；（2）惯性导航系统，如陀螺罗经、惯性导航仪等；（3）电子导航系统，如电子海图系统、自动识别系统等；（4）光学导航系统，如望远镜、激光测距仪等；（5）声学导航系统，如声纳、多波束测深系统等。6.2船舶导航设备的技术要求与检验标准6.2.1技术要求船舶导航设备应满足以下技术要求：（1）精度高，能保证船舶安全、准确地航行；（2）可靠性好，设备在复杂环境下能稳定工作；（3）抗干扰能力强，能抵抗各种电磁干扰和信号干扰；（4）操作简便，便于船员操作和维护；（5）维修方便，设备故障时能快速定位并修复。6.2.2检验标准船舶导航设备的检验标准主要包括以下方面：（1）符合国际海事组织（IMO）及相关法规的要求；（2）符合我国船检局的相关规定；（3）设备功能指标达到制造商的技术规格；（4）设备安装、调试和验收符合相关规定。6.3导航系统在船舶上的应用6.3.1航行导航船舶导航系统主要用于船舶的航行导航，包括航向、航速、航迹等信息的监测和调整，保证船舶安全、准确地到达目的地。6.3.2航道监测导航系统可实时监测船舶所在位置的航道情况，如水深、礁石、浅滩等，为船舶提供安全航行保障。6.3.3船舶避碰导航系统通过自动识别系统（S）等设备，实时获取周边船舶的信息，有效避免船舶间的碰撞。6.3.4航海保障导航系统为船舶提供气象、海况等信息，协助船员制定合理的航行计划，提高航海安全。6.3.5船舶管理导航系统可对船舶的航行数据进行记录和分析，为船舶管理和维修提供数据支持，提高船舶的运行效率。第7章船舶无线电导航系统7.1无线电导航原理与设备7.1.1无线电导航原理无线电导航技术是利用无线电波的传播特性来确定船舶位置和导航的一种方法。本章主要介绍以下几种无线电导航原理：测向定位、无线电测距、卫星导航等。7.1.2无线电导航设备船舶无线电导航设备主要包括：测向仪、无线电测距仪、卫星导航设备等。以下分别介绍这些设备的工作原理和特点。（1）测向仪：利用船舶接收到无线电信号的方位角，确定无线电波发射源的位置，从而实现导航。（2）无线电测距仪：通过测量船舶与无线电信号发射源之间的距离，实现定位。（3）卫星导航设备：接收卫星发射的导航信号，通过计算接收信号的时间差，确定船舶的位置。7.2船舶无线电通信设备的功能与操作7.2.1无线电通信设备的功能船舶无线电通信设备主要包括：单边带电台、卫星通信设备、应急无线电示位标等。这些设备具有以下功能：（1）单边带电台：用于船舶与船舶、船舶与岸上之间的语音和数据通信。（2）卫星通信设备：通过卫星实现全球范围内的船舶通信。（3）应急无线电示位标：在遇险情况下，向救援机构发送船舶位置信息。7.2.2无线电通信设备的操作操作船舶无线电通信设备时，应遵循以下原则：（1）熟悉设备的使用说明书，了解设备的基本操作方法。（2）严格按照操作规程进行操作，保证设备安全、可靠地运行。（3）在操作过程中，注意观察设备的工作状态，发觉异常情况及时处理。7.3无线电导航设备的维护与故障处理7.3.1无线电导航设备的维护为保证无线电导航设备的正常运行，应定期进行以下维护工作：（1）检查设备的外观，保持设备清洁、干燥。（2）检查设备连接线缆，保证连接牢固、无损坏。（3）对设备进行功能测试，保证设备各项功能指标符合规定要求。7.3.2故障处理当无线电导航设备出现故障时，应采取以下措施：（1）根据故障现象，分析可能的故障原因。（2）根据设备说明书，采取相应的故障排除方法。（3）在无法自行排除故障的情况下，及时联系设备生产厂家或专业维修人员提供技术支持。（4）对故障处理过程进行详细记录，以便日后参考。第8章船舶电子导航系统8.1电子海图与航迹管理系统8.1.1电子海图概述电子海图是现代航海中不可或缺的工具，它以数字形式存储、处理、显示海洋地理信息。本章主要介绍电子海图的基本原理、组成及功能。8.1.2航迹管理系统航迹管理系统负责对船舶航行过程中的航迹进行实时监控和管理。本节将详细阐述航迹管理系统的组成、工作原理以及操作方法。8.1.3电子海图与航迹管理系统的集成集成电子海图与航迹管理系统可以提高船舶航行的安全性和效率。本节将探讨这两种系统集成的技术要点和实际应用。8.2雷达导航与自动识别系统8.2.1雷达导航系统雷达导航系统是利用雷达波探测船舶周围环境，为船舶航行提供安全信息的重要设备。本节将介绍雷达导航系统的原理、功能指标及操作方法。8.2.2自动识别系统（S）自动识别系统是一种用于船舶识别和信息交换的系统。本节将详细解析S的组成、工作原理、信息传输方式及其在船舶导航中的应用。8.2.3雷达与S的集成应用将雷达与S集成可以提高船舶航行的安全性。本节将探讨雷达与S集成应用的技术要求和实际案例。8.3电子导航设备的集成与应用8.3.1电子导航设备集成概述电子导航设备集成是将船舶上的多种导航设备进行整合，实现信息共享和协同工作。本节将介绍电子导航设备集成的意义、目标和基本原理。8.3.2集成技术及方法本节将详细阐述电子导航设备集成过程中所涉及的技术和方法，包括硬件集成、软件集成和信息集成。8.3.3集成应用实例通过实际案例分析，本节将展示电子导航设备集成在船舶航行中的应用效果，以期为船舶导航提供有益的参考。第9章船舶导航系统检验与调试9.1导航设备检验的基本要求与方法9.1.1基本要求船舶导航设备的检验应遵循以下基本要求：(1)保证设备符合国家及国际相关法规、规范和标准的要求；(2)保证设备在安装、调试、运行过程中安全可靠；(3)检验设备功能是否达到设计指标；(4)检验设备在复杂环境条件下的适应性和稳定性。9.1.2检验方法(1)外观检查：检查设备外观是否有损坏、变形、脱落等现象；(2)功能测试：通过操作设备，检查各项功能是否正常；(3)功能测试：通过实际测量，评估设备功能是否符合规定指标；(4)环境适应性测试：模拟复杂环境条件，检验设备的适应性和稳定性。9.2导航系统的调试与功能评估9.2.1调试方法(1)检查设备安装是否符合规范要求；(2)对设备进行初步调试，保证设备正常运行；(3)进行系统联合调试，保证各设备之间协同工作；(4)调整设备参数，使其达到最佳工作状态。9.2.2功能评估(1)检验设备