建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法研究

周凱

摘 要：近年來，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)方面存在的問題，就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓甚至毀壞，可見電氣系統(tǒng)在診斷處理方面的重要性。目前存在的問題主要有診斷方法不能緊跟時(shí)代變化，對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，不能滿足新時(shí)代建筑電氣發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：建筑電氣系統(tǒng);故障診斷;電氣故障

電能已成為人類最重要的能源之一，建筑電氣系統(tǒng)在保障人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活方面發(fā)揮著重要作用。伴隨著用電量大幅度增加，電氣火災(zāi)作為一種主要災(zāi)害類型，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成的損失也與日俱增。當(dāng)電氣火災(zāi)故障發(fā)生后，探測器雖然能夠感知故障現(xiàn)象的存在，但不能準(zhǔn)確提供故障的位置信息，很大程度上延誤了電氣故障處置時(shí)機(jī)，可能導(dǎo)致事故升級。

目前電氣故障定位研究主要集中于高壓電力系統(tǒng)輸電線纜，而在建筑電氣系統(tǒng)的方面故障定位研究還較少，建筑電氣系統(tǒng)的故障定位主要依靠人工排查來實(shí)現(xiàn)，對于短路，由于故障現(xiàn)象明顯很容易排查，而諸如接觸不良、過載、斷相、漏電等電氣故障，隱蔽性較強(qiáng)，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除，電氣火災(zāi)隱患將長期存在，很容易引發(fā)電氣火災(zāi)事故。

1.電氣系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

建筑設(shè)備電氣系統(tǒng)具有典型的綜合性特征，其中融合了多種技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化、電力電子技術(shù)等諸多自動(dòng)化技術(shù)，需要聯(lián)合應(yīng)用電磁感應(yīng)定律、電路知識等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化控制和管理，提升建筑產(chǎn)品自動(dòng)化水平。通過將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)備中能夠自動(dòng)化管理建筑結(jié)構(gòu)中的各個(gè)設(shè)備，能夠自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)督控制電氣設(shè)備，能夠集成化管理建筑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)營成本的節(jié)約，將各項(xiàng)資源的利用效率提升，加強(qiáng)各項(xiàng)資源的合理配置，提升居民的日常生活工作舒適度。建筑電氣設(shè)備在自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)下將進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)建筑電氣朝著智能化進(jìn)步。

2.建筑設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

電氣工程的水平直接對建筑電氣系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。當(dāng)前弱電系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等都屬于常見且必備的建筑電氣系統(tǒng)。為了將建筑物的安全性和居民用電的安全性提升，需要合理做好基地系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)等設(shè)施的安裝。我國電氣自動(dòng)化工程正在發(fā)展中，當(dāng)前已經(jīng)有很多學(xué)者開始深入地研究電氣設(shè)備，不管是強(qiáng)電系統(tǒng)還是弱電系統(tǒng)的技術(shù)體系都相對完整，技術(shù)水平得到很大程度的提升，但是仍然存在諸如消耗大、電能控制效果不佳等不良問題，這不利于建筑行業(yè)以及環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展。建筑電氣設(shè)備在使用自動(dòng)化技術(shù)后其運(yùn)行能力得到進(jìn)一步提升，自動(dòng)化電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力和電氣系統(tǒng)管理能力十分強(qiáng)大，依靠此優(yōu)勢，未來將會進(jìn)一步改進(jìn)，加強(qiáng)融合智能化技術(shù)。當(dāng)前很多高端建筑電氣設(shè)備中都已經(jīng)開始推廣應(yīng)用智能化處理技術(shù)，電氣自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)技術(shù)等促使電氣設(shè)備的發(fā)展前景廣闊。工作人員在控制模型建立時(shí)，對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提升。相比于傳統(tǒng)的技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步控制和管理設(shè)備，能夠?qū)撛诘碾姎庀到y(tǒng)故障、問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且發(fā)出提示。有研究標(biāo)識，在建筑設(shè)備中推廣應(yīng)用電氣系統(tǒng)能夠?qū)⒄w設(shè)備運(yùn)行能力提升，有助于提高建筑產(chǎn)品的功能性，能夠滿足廣大用戶的需求，同時(shí)能夠?qū)⒃O(shè)備的能耗降低，其環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益都不容小覷。

3建筑電氣系統(tǒng)診斷故障的方法

3.1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，再通過分析模型判斷故障類型，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)。

3.2計(jì)算機(jī)排查

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排查，對線路和設(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)值超過了正常數(shù)值區(qū)間，就說明機(jī)器設(shè)備的工作狀況發(fā)生了改變，可能產(chǎn)生了一些無法察覺的故障。通過機(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。

3.3知識判斷

知識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，知識判斷法對工作人員的專業(yè)能力和要求比較高，要求工作人員對專業(yè)知識有深刻的了解，并且知識掌握程度一定要牢固，需要工作人員既要對設(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)問題的原因。知識診斷法對工作人員的技術(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。由于知識判斷的方法對人才的要求比較高，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)。

3.4信號處理診斷

該診斷方法通過信號來判斷系統(tǒng)的問題，包括頻率、頻數(shù)、方差等各種數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)偏差與系統(tǒng)故障間的關(guān)系進(jìn)行判斷，來確定系統(tǒng)問題所在。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)，對于新員工來說具有挑戰(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，合理判斷出信號的問題所在，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，且要在診斷的過程中對系統(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。

3.5支持向量機(jī)理論故障診斷法

支持向量機(jī)理論故障，診斷法也稱為SVM。根據(jù)使用方法的不同，分為一對一、一對多等類型。支持向量機(jī)理論故障主要采用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論來加以分析判斷，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，主要有測試和訓(xùn)練集，設(shè)置好相關(guān)模型參數(shù)，通過處理得到相關(guān)的模型數(shù)據(jù)信息。分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)之后，利用模型來判斷測試集，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。

4結(jié)束語

以目前的實(shí)際需求來說，對建筑電氣系統(tǒng)的故障分析不能只依靠過去已存在的實(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)故障問題后，透過現(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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