建筑電氣故障自診斷技術(shù)應(yīng)用探析

鄧小剛

摘要：城市化不斷發(fā)展下，對建筑質(zhì)量及性能提出了更高的要求，電氣系統(tǒng)屬于建筑中的重要組成部分，具備一定的復(fù)雜性，一旦出現(xiàn)故障問題，影響建筑性能的同時，很可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，本文重點對建筑電氣故障自診斷技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行探究，從建筑電氣系統(tǒng)常見故障入手，分析建筑電氣故障自診斷過程，提出建筑電氣故障自診斷技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;故障自診斷;技術(shù)應(yīng)用

引言

建筑領(lǐng)域不斷發(fā)展中，對建筑電氣系統(tǒng)故障的重視程度逐漸提高。建筑領(lǐng)域也選擇了有效的方案，進(jìn)一步提升系統(tǒng)運行的可靠性，降低系統(tǒng)運行故障。但就電氣系統(tǒng)實際而言，其不但具備較大的復(fù)雜性，并且在運行環(huán)節(jié)會受到較多外界因素的影響，若沒有及時處理，會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此，需要重點探究建筑電氣故障自診斷技術(shù)，找準(zhǔn)故障位置及原因，及時加以解決。

1建筑電氣系統(tǒng)常見故障

第一，線路故障。具體包括電纜線路故障、架空線路故障等，與線路所處環(huán)境存在較大聯(lián)系。當(dāng)出現(xiàn)故障后，會使導(dǎo)體處于帶電工作狀態(tài)，并且，也會出現(xiàn)銹蝕問題，嚴(yán)重影響線路的正常運行[1]。第二，動力系統(tǒng)故障。這一故障發(fā)生后，互感器線圈螺釘會松動，從而導(dǎo)致變壓器局部放電，發(fā)生短路或斷路等不良情況。第三，防雷接地系統(tǒng)故障。當(dāng)周圍溫度過高或接地電阻數(shù)值過大時，則會出現(xiàn)這一故障，故障發(fā)生后，會使接地裝置發(fā)生異常、零線帶電，嚴(yán)重影響系統(tǒng)防雷性能。除此之外，電氣照明系統(tǒng)故障也是建筑電氣系統(tǒng)較為常見的故障，出現(xiàn)這一故障后，會出現(xiàn)短路情況，影響電氣照明系統(tǒng)正常運行。

2建筑電氣故障自診斷過程

對于故障自診斷而言，實際上指的是在系統(tǒng)運行過程中，選擇不同的監(jiān)測方式，分析系統(tǒng)運行情況，判斷其是否處于正常運行狀態(tài)。如果存在異常，可以通過儀器、儀表或者人工的方式進(jìn)行測試及判斷，找出故障發(fā)生的具體位置，從而及時進(jìn)行故障維修。此外，還可以預(yù)測可能會出現(xiàn)的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行針對性的處理，避免故障出現(xiàn)。

第一，特征信號檢測。通常情況下，建筑中會存在較多種類的電氣設(shè)備，而設(shè)備不同的情況下，信號輸出形式也存在較大差異，通過特征信號能夠準(zhǔn)確的反映出電氣系統(tǒng)功能信號，因此，識別電氣設(shè)備故障時，通常會通過特征信號表示。進(jìn)行特征信號提取時，可以選擇以能量形式的方式提取，也可以選擇以物態(tài)形式的方式提取。第二，提取征兆信號。提取征兆信號使，通常會根據(jù)不同的特征信號[2]，選擇針對性的方式進(jìn)行提取。因為特征信號包括物態(tài)形式以及能量形式，所以，應(yīng)針對具體類型選擇不同的提取方式。對于物態(tài)形式特征信號，提取其征兆信號時，可以選擇化學(xué)或物理方法進(jìn)行提取，對于能量形式特征信號，在征兆信號提取時，可以在相位域、頻域以及時域中提取。第三，系統(tǒng)狀態(tài)識別。判斷電氣系統(tǒng)運行狀態(tài)時，會將特征信號與標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行比較，從差異中得出電氣系統(tǒng)運行是否正常。如果運行正常，可以對其為來運行狀況進(jìn)行預(yù)測。如果發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)運行存在問題，會進(jìn)行狀態(tài)的深入診斷，從而找出故障的具體原因以及發(fā)生位置等，以此作為主要依據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)維修。第四，故障維修決策。根據(jù)不同故障原因，并與故障發(fā)生相關(guān)信息相結(jié)合，制定出科學(xué)、合理的維修措施，維修人員根據(jù)具體的維修計劃，及時維修故障，保證電氣系統(tǒng)良好運行。

3建筑電氣故障自診斷技術(shù)應(yīng)用

3.1 小樣本SVM故障診斷

該故障診斷技術(shù)，主要是利用機器學(xué)習(xí)原理，在給定訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)系統(tǒng)輸出及輸入相關(guān)性分析下，預(yù)測出系統(tǒng)行為是否正常。機器學(xué)習(xí)中，一般情況下，損失函數(shù)L（Y，Y的實際值）主要是機器輸出損失的實際值，以便更好的開展預(yù)測工作，對于損失函數(shù)而言，其屬于預(yù)期風(fēng)險及實際風(fēng)險。

公式一

訓(xùn)練樣本的平均損失程度就是經(jīng)驗風(fēng)險，可用以下公式進(jìn)行表示：

公式二

機器學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是將預(yù)期（實際）風(fēng)險降至最低，從公式一中得出，該風(fēng)險與聯(lián)合概率 ?存在較大聯(lián)系，公式二將經(jīng)驗風(fēng)險降至最低。預(yù)期風(fēng)險與經(jīng)驗風(fēng)險關(guān)系如下：

公式三

公式三中，h表示的是學(xué)習(xí)機的vc維，代表著學(xué)習(xí)機的學(xué)習(xí)能力，數(shù)值越大，其體驗風(fēng)險則會越小，n表示的是樣本數(shù)， ?表示的是置信范圍。

3.2知識診斷技術(shù)

故障診斷過程中，知識診斷技術(shù)主要是先通過專業(yè)知識，分析故障基本情況，對系統(tǒng)運行情況進(jìn)行掌握，找到故障位置及產(chǎn)生故障的原因[3]。這種故障診斷技術(shù)具備較多的優(yōu)點，尤其是具備智能化特點，能夠快速檢查出故障的位置與原因，使診斷更為精準(zhǔn)，診斷效率較高。例如，診斷某一電動機故障時，在知識診斷技術(shù)應(yīng)用下，診斷人員會快速診斷出系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降低、停止運行的主要原因是電機溫度過高。獲得這一診斷結(jié)果后，相關(guān)工作人員測量了絕緣情況，得到數(shù)值為5MΩ。測量三相阻值平衡后，發(fā)現(xiàn)平衡數(shù)值處于正常范圍內(nèi)，從而得出電機自身狀態(tài)正常，將負(fù)載通電斷開后，發(fā)現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)異常，有較大的噪音，通過實際檢測，最終得出是由于C相供電缺相導(dǎo)致，進(jìn)而針對性的進(jìn)行了處理。

3.3解析模型診斷技術(shù)

這一診斷技術(shù)，主要是應(yīng)用建筑電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)理論知識，與系統(tǒng)實際情況相結(jié)合，構(gòu)建電氣系統(tǒng)解析模型，同時，在解析模型的深入分析下，了解電氣系統(tǒng)故障情況，得到最終的診斷結(jié)果，從而根據(jù)結(jié)果制定出故障的處理措施。在技術(shù)的良好應(yīng)用下，會保證系統(tǒng)更為穩(wěn)定、安全、可靠[4]，為故障處理工作的開展提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。不過解析模型診斷技術(shù)實際應(yīng)用中存在一定限制，只有在具備模型條件的系統(tǒng)中，才能使用，電氣系統(tǒng)模型建設(shè)是此項技術(shù)的一項主要工作，在此基礎(chǔ)上，會全面檢測系統(tǒng)存在的故障隱患，不僅可以診斷未知故障，還能有效提升檢測敏感度。若一些建筑電氣系統(tǒng)不具備建設(shè)數(shù)學(xué)模型的條件，應(yīng)在良好診斷下，分析系統(tǒng)運行狀況，通過構(gòu)建簡化模型的手段，使故障診斷更為科學(xué)、合理。

3.4壓縮感知技術(shù)

壓縮感知技術(shù)，簡稱為CS，這種診斷技術(shù)主要是以線性模型為基礎(chǔ)，實際應(yīng)用過程中，在故障異常信號應(yīng)用下，提取故障特征，同時，在相應(yīng)算法運用下開展診斷工作，從而確定出故障類型。主要診斷流程包括：第一，分析故障數(shù)據(jù)，提取故障特征，建設(shè)訓(xùn)練樣本矩陣;第二，在支持向量機算法應(yīng)用下，進(jìn)行訓(xùn)練及訓(xùn)練樣本字典建設(shè);第三，錄入測試樣本，根據(jù)相應(yīng)公式做出實際計算，通過殘差項計算后，得到殘差項最小值，對測試樣本類別進(jìn)行判斷。

結(jié)束語

綜上所述，建筑電氣系統(tǒng)實際運行中，可能會出現(xiàn)線路故障、動力系統(tǒng)故障、防雷接地系統(tǒng)故障、照明系統(tǒng)故障等，為有效預(yù)防并診斷建筑電氣系統(tǒng)故障，應(yīng)加大對于建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)的應(yīng)用與研究，了解其診斷的具體流程，還應(yīng)通過小樣本SVM故障診斷、知識診斷技術(shù)、解析模型診斷技術(shù)、壓縮感知技術(shù)的良好應(yīng)用，避免電氣系統(tǒng)故障的出現(xiàn)，當(dāng)然診斷技術(shù)并不局限于此，在未來還應(yīng)進(jìn)行深入的探討，確保電氣系統(tǒng)良好運行。

參考文獻(xiàn)

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