談建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，城市化進(jìn)程不斷加快，建筑專(zhuān)業(yè)化的特點(diǎn)越來(lái)越明顯。電氣系統(tǒng)主要包括照明系統(tǒng)、插座通電系統(tǒng)等諸多內(nèi)容，雖然科技高度發(fā)達(dá)，出現(xiàn)故障的概率顯著降低，但是由于電氣系統(tǒng)規(guī)模逐漸增大，各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，使電氣系統(tǒng)的故障復(fù)發(fā)率有所上升。

關(guān)鍵詞：建筑電氣系統(tǒng)；故障診斷；電氣故障

近年來(lái)，城市化步伐逐漸加快，城市建筑不斷增多，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，然而在系統(tǒng)安全、系統(tǒng)構(gòu)建方面還存在一些問(wèn)題，亟須診斷與改善。同時(shí)，電氣系統(tǒng)還具備復(fù)雜性、細(xì)節(jié)方面存在的問(wèn)題，就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓甚至毀壞，可見(jiàn)電氣系統(tǒng)在診斷處理方面的重要性。目前存在的問(wèn)題主要有診斷方法不能緊跟時(shí)代變化，對(duì)故障的診斷分析不到位，當(dāng)前所用的診斷方法還是以人工診斷為主，診斷效率低，不能滿(mǎn)足新時(shí)代建筑電氣發(fā)展的需求。

1電氣控制系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用

在我國(guó)電力控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，建筑電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也朝著以智能技術(shù)為依托的電氣自動(dòng)化方向發(fā)展。建筑電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化，屬于新時(shí)代科技含量較高的技術(shù)類(lèi)型，因此在日常生活中的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)向快車(chē)道，電力系統(tǒng)方面的研究成果不斷涌現(xiàn)，許多領(lǐng)域也逐漸應(yīng)用到這一系統(tǒng)。建筑電氣控制系統(tǒng)是電氣控制系統(tǒng)在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。在不斷發(fā)展的過(guò)程中，建筑電氣系統(tǒng)得到越來(lái)越多的重視，需要注重和提高其施工與維護(hù)的科學(xué)程度，采取一定的有效措施，提高系統(tǒng)運(yùn)行的正確性和可靠性，降低運(yùn)行故障發(fā)生的概率。由于外界因素的不斷干擾，電氣系統(tǒng)的維修復(fù)雜程度遠(yuǎn)比想象中要高，這就要求相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，運(yùn)用各種方法來(lái)解決。確定好問(wèn)題出現(xiàn)的原因以及位置后采取相應(yīng)的措施，確保整個(gè)建筑電氣控制系統(tǒng)的有效性以及可運(yùn)行性。

2建筑電氣仿真平臺(tái)故障診斷原理

建筑電氣系統(tǒng)的故障診斷主要是由癥狀和故障兩個(gè)模式組成，其中也包括癥狀的提取與故障的識(shí)別功能。建筑電氣系統(tǒng)的故障種類(lèi)繁多，故障的概率也各有不同，因此要加強(qiáng)規(guī)范故障系統(tǒng)，建立建筑電氣系統(tǒng)仿真平臺(tái)，對(duì)常規(guī)的建筑電氣故障進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的診斷來(lái)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行故障配置分析，再根據(jù)不同的情況來(lái)選擇診斷故障的信號(hào)傳感器，并利用數(shù)據(jù)將其裝置在電路中。利用集電氣對(duì)電路中的異常信號(hào)進(jìn)行采集，由此分析出故障特征，將處理的數(shù)據(jù)輸送到故障的算法中。通過(guò)算法來(lái)確定故障的位置以及故障的原因，傳遞報(bào)警信息，并針對(duì)故障提出解決措施和維修方案。故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3建筑電氣系統(tǒng)故障及分析

我國(guó)建筑工程的智能化發(fā)展使電氣系統(tǒng)的復(fù)雜程度不斷加深，使各電子系統(tǒng)間的差距越來(lái)越小，聯(lián)系越來(lái)越密切。要提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效率，就要保證其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)問(wèn)題，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，不能及時(shí)確定發(fā)生原因的部位，就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法有效解決故障。建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行故障具有多樣性，常見(jiàn)的故障主要有電氣線路故障、防雷接地系統(tǒng)故障、電氣照明系統(tǒng)故障以及電氣系動(dòng)力系統(tǒng)故障等。導(dǎo)體的特殊工作狀態(tài)，導(dǎo)致線路一直處在特殊的帶電環(huán)境中。當(dāng)線路在潮濕等惡劣的環(huán)境中，就會(huì)使線路的運(yùn)行出現(xiàn)安全隱患。并且在潮濕的環(huán)境中線路的零件會(huì)出現(xiàn)腐蝕銹蝕的狀況。建筑電氣系統(tǒng)問(wèn)題后，將會(huì)引發(fā)諧波干擾，導(dǎo)致元件與設(shè)備的損壞以及短路斷路等電氣故障。如果電氣動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致線路中螺釘出現(xiàn)松動(dòng)的情況，這時(shí)斷路器就難以保持正常的工作狀態(tài)，也難以實(shí)現(xiàn)聚合。此外，電動(dòng)機(jī)也難以正常操作，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)短路現(xiàn)象，造成局部放電，最終產(chǎn)生電流，并引起線路的短路和斷路等問(wèn)題。

4建筑電氣系統(tǒng)診斷故障的方法

4.1建模分析

建模分析法是建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上進(jìn)行建模分析，從而可以診斷出建筑電氣系統(tǒng)中存在的故障。在實(shí)際操作中，根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)中的故障建立數(shù)學(xué)模型，再通過(guò)分析模型判斷故障類(lèi)型，然后提出相應(yīng)的解決措施，最終使系統(tǒng)正常運(yùn)行。但是模型與實(shí)際偏差較大，會(huì)使其具有一定的局限性，因此在選擇時(shí)，要確保模型符合系統(tǒng)的特點(diǎn)。

4.2計(jì)算機(jī)排查

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排查，對(duì)線路和設(shè)備的正常工作進(jìn)行實(shí)際的檢查，并制定相關(guān)考核機(jī)制。一旦機(jī)器運(yùn)行數(shù)值超過(guò)了正常數(shù)值區(qū)間，就說(shuō)明機(jī)器設(shè)備的工作狀況發(fā)生了改變，可能產(chǎn)生了一些無(wú)法察覺(jué)的故障。通過(guò)機(jī)器的首次判斷，再聯(lián)系工作人員進(jìn)行具體檢查判斷與修理，以此全面地排查系統(tǒng)故障。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排查，可以縮短故障的排查時(shí)間，提高故障排查的準(zhǔn)確性，并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障所在的位置和導(dǎo)致故障的原因。

4.3知識(shí)判斷

知識(shí)判斷是工作人員需要熟練掌握的方法之一。與其他方法相比，知識(shí)判斷法對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)能力和要求比較高，要求工作人員對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有深刻的了解，并且知識(shí)掌握程度一定要牢固，需要工作人員既要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理分析，又要選擇合適的判斷方法，從而確定系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的原因。知識(shí)診斷法對(duì)工作人員的技術(shù)和能力要求比較高，需要高效率和高質(zhì)量地完成電氣設(shè)備故障檢修。由于知識(shí)判斷的方法對(duì)人才的要求比較高，企業(yè)要想更好地運(yùn)用此方法，就需要進(jìn)行人才培養(yǎng)，提升員工的工作技能，使其更好地為企業(yè)服務(wù)。

4.4信號(hào)處理診斷

該診斷方法通過(guò)信號(hào)來(lái)判斷系統(tǒng)的問(wèn)題，包括頻率、頻數(shù)、方差等各種數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)偏差與系統(tǒng)故障間的關(guān)系進(jìn)行判斷，來(lái)確定系統(tǒng)問(wèn)題所在。該判斷方法需要工作人員進(jìn)行主觀判斷，并調(diào)用平時(shí)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于新員工來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性。同時(shí)，要保證建筑電氣系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的正確性以及信息的全面性，依靠工作人員的科學(xué)素養(yǎng)和長(zhǎng)時(shí)間的工作經(jīng)驗(yàn)方法，結(jié)合不同情況，合理判斷出信號(hào)的問(wèn)題所在，并利用器材找出故障的準(zhǔn)確位置。此方法的精確度比較低，且要在診斷的過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)所處的環(huán)境進(jìn)行綜合分析，以提高診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.5支持向量機(jī)理論故障診斷法

支持向量機(jī)理論故障，診斷法也稱(chēng)為SVM。根據(jù)使用方法的不同，分為一對(duì)一、一對(duì)多等類(lèi)型。支持向量機(jī)理論故障主要采用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論來(lái)加以分析判斷，是建立在風(fēng)險(xiǎn)最小化原則的基礎(chǔ)上，把預(yù)處理的樣本和數(shù)據(jù)分成多個(gè)部分，主要有測(cè)試和訓(xùn)練集，設(shè)置好相關(guān)模型參數(shù)，通過(guò)處理得到相關(guān)的模型數(shù)據(jù)信息。分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)之后，利用模型來(lái)判斷測(cè)試集，最后判斷出電氣系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障。這種診斷方法實(shí)用性較強(qiáng)，可適用于大多數(shù)電氣系統(tǒng)的故障判斷。

5常用的安全保障措施

5.1絕緣保護(hù)

要對(duì)建筑中電氣的材料設(shè)備進(jìn)行全面檢查。所用電氣產(chǎn)品要有相應(yīng)的安全認(rèn)證標(biāo)志。而且要保證電氣的絕緣部分完好無(wú)損，且絕緣層厚度均勻。另外，在使用中要對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢查，注意日常使用的維護(hù)。

5.2過(guò)載及短路保護(hù)

如果電氣系統(tǒng)發(fā)生短路故障，那么整個(gè)電路系統(tǒng)中的電流將會(huì)變大，出現(xiàn)這種現(xiàn)象需要使用截?cái)嗥鱽?lái)進(jìn)行保護(hù)。要防止建筑電氣系統(tǒng)在使用中發(fā)生過(guò)載情況，可以使用過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)，還可以使用過(guò)載自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)，過(guò)載自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱(chēng)小型斷路器，也可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇其他保護(hù)器，來(lái)保持電氣系統(tǒng)中的電流小于導(dǎo)線和定流量。

5.3漏電保護(hù)

建筑電氣系統(tǒng)中的電氣使用，應(yīng)當(dāng)保證人身安全。如果有人發(fā)生觸電事故，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取保護(hù)措施，可以使用漏電保護(hù)器。當(dāng)檢測(cè)到電流流經(jīng)人體時(shí)，漏電保護(hù)器自動(dòng)開(kāi)始工作，從而防止因建筑電氣系統(tǒng)中的故障而造成人員傷亡事故。

5.4等電位保護(hù)

接地零線不得串聯(lián)相接，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)與地線相接或者零干線相接。接地線要求用黃綠相接線，需符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)等電位與重復(fù)接地點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)。

5.5接地保護(hù)

設(shè)備的某一個(gè)部分通過(guò)線路與土壤之間進(jìn)行連接叫作接地。物品與土壤直接進(jìn)行接觸叫作接地體或者接地極。在建筑電氣系統(tǒng)中，要注意接地保護(hù)。接地保護(hù)可以分為保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、重復(fù)接地、靜電接地和隔離接地。

6結(jié)束語(yǔ)

以目前的實(shí)際需求來(lái)說(shuō)，對(duì)建筑電氣系統(tǒng)的故障分析不能只依靠過(guò)去已存在的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，更多應(yīng)該尋求新的診斷方法，以科學(xué)縝密的思考態(tài)度判斷問(wèn)題、診斷故障，以防止災(zāi)難的發(fā)生。在目前可實(shí)行的診斷方法中，電子科技診斷是較為穩(wěn)定與科學(xué)的方法，在問(wèn)題出現(xiàn)前，綜合運(yùn)用多種方法，消除可能導(dǎo)致故障的不利因素，出現(xiàn)故障問(wèn)題后，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，深入發(fā)掘分析其成因，合理將診斷結(jié)果作為解決問(wèn)題的依據(jù)。從安全性、可靠性層面確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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作者：張栓柱 單位：濱州粵水電能源有限公司