試論建筑電氣系統(tǒng)故障的診斷方法措施

褚詩(shī)泉

安徽江威精密制造有限公司

試論建筑電氣系統(tǒng)故障的診斷方法措施

褚詩(shī)泉

安徽江威精密制造有限公司

建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中很容易出現(xiàn)各種故障，建筑電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)十分重要，因此本文討論了建筑電氣系統(tǒng)故障診斷的方法措施。

建筑電氣；系統(tǒng)故障；診斷方法

前言：

在建筑電氣系統(tǒng)的故障診斷中，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法已無法滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，相關(guān)單位必須加強(qiáng)創(chuàng)新建筑電氣系統(tǒng)故障的診斷方法。

一、建筑電氣系統(tǒng)故障診斷的問題

近年來，各種先進(jìn)的電氣系統(tǒng)診斷技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件的限制，為了更好地應(yīng)用建筑電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)，必須加強(qiáng)建筑電氣系統(tǒng)故障診斷研究，結(jié)合自身技術(shù)條件，高度重視建筑電氣系統(tǒng)故障診斷中存在的各種問題：其一，建筑電氣系統(tǒng)故障診斷必須基于電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，但是某些算法在實(shí)際應(yīng)用中不能滿足相關(guān)故障診斷要求，使得建筑電氣系統(tǒng)故障診斷的準(zhǔn)確性較低；其二，建筑電氣系統(tǒng)受到各種因素的影響，穩(wěn)定性和安全性不足，這也給建筑電氣系統(tǒng)故障診斷帶來很大難度，無準(zhǔn)確判斷電氣系統(tǒng)的故障位置，基于這個(gè)情況，應(yīng)有針對(duì)性地對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和控制，從而為建筑電氣系統(tǒng)故障診斷奠定良好基礎(chǔ)；其三，受到各種條件的限制，采用專家系統(tǒng)診斷建筑電氣系統(tǒng)故障時(shí)，還存在很多問題，沒有對(duì)專家系統(tǒng)診斷方法進(jìn)行有效創(chuàng)新，并且建筑電氣系統(tǒng)故障診斷中暴露出穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性不足的問題。

二、建筑電氣系統(tǒng)故障的診斷方法

2.1信號(hào)處理診斷法

對(duì)于建筑電氣系統(tǒng)故障，采用信號(hào)處理診斷法，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中受到某種限制，并且信號(hào)處理診斷法在建筑電氣系統(tǒng)故障的粗略分析和判斷中應(yīng)用非常廣泛，建筑電氣系統(tǒng)故障診斷應(yīng)全面了解系統(tǒng)診斷需求，選擇最合適的診斷方法，滿足故障診斷要求。通過實(shí)驗(yàn)證明，信號(hào)處理診斷法應(yīng)用的關(guān)鍵和核心是有效利用各種可測(cè)信號(hào)，采用各種方法和渠道，判斷建筑電氣系統(tǒng)時(shí)域特征，有效、準(zhǔn)確地檢測(cè)電氣系統(tǒng)故障。在實(shí)際應(yīng)用中故障診斷操作非常簡(jiǎn)便，對(duì)于相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)要求不高，但是也存在一定的缺點(diǎn)，信號(hào)處理診斷法在診斷建筑電氣系統(tǒng)故障時(shí)，缺少全面性，所以相關(guān)工作人員在建筑電氣系統(tǒng)故障診斷過程中應(yīng)全面考慮各種外界條件，不斷提高建筑電氣系統(tǒng)故障診斷的合理性和準(zhǔn)確性。

2.2知識(shí)診斷法

建筑電氣系統(tǒng)故障診斷過程中采用知識(shí)診斷法，這種診斷方法具有智能化特性，在實(shí)際的故障診斷中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)采用科學(xué)、有效的措施，全面掌握建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和信息靈活性，從而高效、合理地進(jìn)行建筑電氣系統(tǒng)故障診斷。同時(shí)，建筑電氣系統(tǒng)故障診斷中利用知識(shí)診斷法，必須基于專業(yè)的分析和判斷，為了提高建筑電氣系統(tǒng)故障診斷的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，相關(guān)技術(shù)人員必須結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)狀況，在判斷電氣系統(tǒng)故障和問題時(shí)，應(yīng)選擇最佳的判斷方法，得出建筑電氣系統(tǒng)故障原因和位置，結(jié)合分析結(jié)果，有針對(duì)性地進(jìn)行解決處理，采取有效、合理的方法消除建筑電氣系統(tǒng)故障問題。

2.3解析模型診斷法

解析模型診斷法主要是基于建筑電氣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)，結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行狀況，構(gòu)建科學(xué)、合理的電氣系統(tǒng)解析模型，全面分析解析模型，對(duì)建筑電氣系統(tǒng)故障診斷結(jié)果進(jìn)行判斷和總結(jié)，并且結(jié)合診斷結(jié)果，采取合理、有效的解決措施，保障建筑電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。另外，在解析模型診斷法的實(shí)際應(yīng)用中，有些建筑電氣系統(tǒng)無法構(gòu)建合適的數(shù)學(xué)模型，所以相關(guān)工作人員在建筑電氣系統(tǒng)診斷中應(yīng)注意全面分析建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，適當(dāng)簡(jiǎn)化模型構(gòu)建條件。

三、建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法應(yīng)用

3.1建筑電氣故障仿真平臺(tái)

其實(shí)本質(zhì)上的故障診斷是在建筑電氣系統(tǒng)基于設(shè)定的故障，包括故障識(shí)別和故障診斷的映射模型。但是在構(gòu)建系統(tǒng)中的很多故障，它的發(fā)生概率是隨機(jī)的，所以電故障仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在研究的基礎(chǔ)。針對(duì)在電氣故障自我診斷的常見問題，故障診斷的目的基于不同的工作狀態(tài)和對(duì)象的選擇。信號(hào)應(yīng)該很容易診斷安裝在配電線路的關(guān)鍵電路設(shè)備，通過使用數(shù)據(jù)采集，采集異常信號(hào)故障特征提取，故障診斷方法，加工的技術(shù)數(shù)據(jù)輸入故障，故障類型識(shí)別算法可通過輸出和不同位置，及報(bào)警信息，并根據(jù)決策和控制的問題，更好地為它的平臺(tái)。交流電源220V，50Hz，變壓器轉(zhuǎn)換的15V 直流輸出，對(duì)弱者保護(hù)板提供電力，在單向和三向保護(hù)弱保護(hù)板的動(dòng)力系統(tǒng)，強(qiáng)電系統(tǒng)測(cè)試的主要部分，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的由開關(guān)斷開22高壓系統(tǒng)故障關(guān)閉四種故障電阻處理，斷開的路徑，而封閉的是故障的相應(yīng)部分。

3.2小樣本SVM故障診斷

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)是現(xiàn)代智能技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)重要方面是根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出中兩者之間的給定的訓(xùn)練樣本已依賴性的估計(jì)，使得它能夠最大程度的準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的行為。對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)，通常用損失函數(shù)L(y，y實(shí)際值)以表示所引起的機(jī)器輸出到預(yù)測(cè)實(shí)際價(jià)值的損失。損失函數(shù)的期望被定義為預(yù)期的危險(xiǎn)或?qū)嶋H風(fēng)險(xiǎn)，如下式：

R(w)= ∫ L(y, y實(shí)際值)dP(x, y)(1)

而經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)則是訓(xùn)練樣本的“平均損失”程度，即

Remp(w)=1/n∑ni=1L(y, y 實(shí)際值)(2)

機(jī)器學(xué)習(xí)的目的，以盡量減少預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)(實(shí)際風(fēng)險(xiǎn))，從式(1)，我們可以知道，這種風(fēng)險(xiǎn)是依靠于聯(lián)合概率P(x, y)，所以這樣就很難真正出現(xiàn)的問題。因此，應(yīng)用于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法和所謂的經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化(ERM)的原理，即，通過學(xué)習(xí)算法(2)經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn) Remp最小化(經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)僅在樣品到無窮加速的數(shù)目為接近預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn))。這是基于風(fēng)險(xiǎn)管理的基本原理，并沒有感覺到預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)最小化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，雖然在用于經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化某種程度的支持，但是在誘導(dǎo)的促進(jìn)成為更嚴(yán)重的缺陷。

期望風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)這兩者之間，有著下面的關(guān)系：

R(w)≤Remp(w)+Φ(h/n)(3)

其中h是學(xué)習(xí)機(jī)的VC維(反映機(jī)器學(xué)習(xí)能力，該值越大，經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)越小)，n是樣本數(shù)，Φ(h/n)代表置信范圍。

3.3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)SVM故障診斷

3.3.1故障特征量及分類

模擬實(shí)際住宅建筑中的常見故障用測(cè)試平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，此類型可以分為四種線路阻抗故障時(shí)，連續(xù)的故障，接地電阻，絕緣電阻太小，等等。除了正常狀態(tài)，還有五種狀態(tài)。

3.3.2SVM模型的建立

支持向量機(jī)的精髓，是兩類問題，解決各類故障分類的問題，目前主要采取

“一對(duì)一”，“一對(duì)多”的方法，SVM方法中的K類，對(duì)于決定自由電路圖等。所述的分類方法“一對(duì)一”的選擇。重要是由于相比，拒絕分級(jí)區(qū)分類精度小，每個(gè)SVM只考慮兩種類型的樣品，單SVM更易于培訓(xùn)輸出模擬的結(jié)果表明：錯(cuò)誤識(shí)別的總數(shù)的SVM算法0的識(shí)別率是100%?？傊?，可以判斷，該支持向量機(jī)算法能有效地正確診斷建筑電氣測(cè)試平臺(tái)的正確與錯(cuò)誤。

3.3.3故障診斷問題比較

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在小樣本的情況下，雖然仿真結(jié)果的測(cè)試樣品的幾種方法是理想的，但BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，線性輸出還不能十分穩(wěn)定，收斂速度也是不穩(wěn)定，RBF網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差小，快速收斂，但從該點(diǎn)故障識(shí)別率，分類能力的提高仍是支撐向量機(jī)。

四、結(jié)語

綜上所述，建筑電氣系統(tǒng)故障診斷還存在很多問題，需要采取科學(xué)、有效的措施加強(qiáng)建筑電氣系統(tǒng)故障診斷，推動(dòng)建筑電氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展。

[1]賈雪，王曉旭.電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)研究綜述[J].吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，06：49-52.

[2]葉曉星.電氣控制系統(tǒng)故障分析診斷及維修技巧[J].福建質(zhì)量管理，2015，11：151.