建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法探析

江鋒

【摘 要】電氣設(shè)備是組成電力系統(tǒng)的主要器件，電氣設(shè)備在運行時發(fā)生故障，相關(guān)企業(yè)如果診斷和不到位，就會引發(fā)一系列問題的發(fā)生，首先影響的就是工作進程的正常運行，其次對企業(yè)的經(jīng)濟收益和人民的正常工作都會造成一定程度的影響，情況嚴(yán)重時，還會因此發(fā)生火災(zāi)和爆炸等，對人們的生命安全造成威脅。因此，要加強和完善對電力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)是必要的。本文主要針對建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法進行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；系統(tǒng)故障；診斷方法

1建筑電氣系統(tǒng)故障常見類型

建筑電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)后，將引發(fā)短路、斷路、諧波干擾、電子元件與設(shè)備損壞等，其常見類型如下：一是電氣線路故障。主要包括電纜線路故障、架空線路故障等，這是線路在惡劣環(huán)境中運行所致，導(dǎo)體處于帶電工作狀態(tài)，線路接口和零配件出現(xiàn)銹蝕，讓線路運行出現(xiàn)安全隱患。二是電氣動力系統(tǒng)故障。其會導(dǎo)致互感器線路圈螺釘出現(xiàn)松動，讓斷路器難以實現(xiàn)拒分和拒合，電動機也難以正常操作，讓變壓器出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，線路的短路和斷路問題。三是防雷接地系統(tǒng)故障。主要由周圍溫度高、零線帶電、接地電阻數(shù)值過大所致，會引起零線帶電、接地裝置異常和土壤電阻率增加等。四是電氣照明系統(tǒng)故障。是由于開關(guān)破損、電路無法正常接通、線頭接口松動等所致，讓熔絲被熔斷，電器元件也無法順利運行。絕緣導(dǎo)線破損將造成電氣照明系統(tǒng)短路，金屬外殼和用電器具在摩擦中會讓電流變大，將燒壞導(dǎo)線，讓電路被切斷。

2建筑電氣系統(tǒng)常見電氣故障

2.1斷路故障

斷路故障是電力系統(tǒng)故障中最為常見的，電其設(shè)備的電路系統(tǒng)在運行時由于某種原因?qū)е聰嚅_了，斷開的電路不允許電流通過，這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)不能完好的運行。斷路故障的產(chǎn)生原因有很多，最常見的是：電氣設(shè)備沒有及時維修導(dǎo)致線路斷開、電線之間的連接點接觸不良等。

2.2短路故障

相對于斷路故障來說，短路故障危害和處理難度都更大。短路故障產(chǎn)生原因一般為電氣設(shè)備線路之間的絕緣設(shè)備被擊穿、不同部位的電位被錯誤連接等。短路故障的產(chǎn)生如果得不到及時的處理，造成的后果是很嚴(yán)重的，由于電路短路時，其周圍的電阻是無線趨近于零的，電流是依舊可以通過的，電流在通過短路部分時，會可能造成線路起火甚至爆炸等問題。

2.3接地故障

大型的電氣設(shè)備往往都有根地線，這根地線的作用就是保護電氣設(shè)備的安全運行，其故障發(fā)生的原因一般是錯誤將不是地線的線路當(dāng)做了地線，或者地線連接的部位出現(xiàn)松動等情況。這類故障屬于電力系統(tǒng)故障中比較好解決的故障，一般而言，只要發(fā)現(xiàn)的及時，就能得到相應(yīng)的處理。

2.4電氣設(shè)備與電氣元件的故障

這類故障產(chǎn)生的原因一般是電氣設(shè)備或電氣元件的安裝不當(dāng)、老化等。例如：電流互感器發(fā)生故障，一般是其內(nèi)部器件安裝的位置出現(xiàn)問題或者沒有安穩(wěn)，不過檢測這類故障是否出現(xiàn)比較簡單，電路互感器出現(xiàn)故障時，往往會有聲音異常、設(shè)備異常發(fā)熱、冒煙等情況出現(xiàn)，電氣設(shè)備檢查和維修人員以此來找出故障部位并加以解決。

2.5諧波故障

諧波故障的產(chǎn)生原因是電力設(shè)備負載方面出現(xiàn)了問題，正常情況下，有相對應(yīng)的電流產(chǎn)生脈沖電流，而故障時，電網(wǎng)電壓會異變，然后這個異變的電壓將替代原本的電壓給電氣設(shè)備帶來大功率負載問題。除了功率負載出現(xiàn)問題外，電氣設(shè)備的容性負載和感性負載不合理配置也是產(chǎn)生諧波故障的原因之一。

3建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法

3.1信號處理方法

信號處理方法通過對檢測信號的運用，多途徑獲取系統(tǒng)時域、頻域內(nèi)的幅值、頻率和方差等特征值，并對特征值和故障的關(guān)系進行分析后，將故障原因查找出來。利用這種方法診斷建筑電氣系統(tǒng)故障，不僅操作方便，也非常靈活，應(yīng)用也很廣泛。因為使用中在技術(shù)運用、環(huán)境影響等方面要求很高，需要考慮到外界因素對系統(tǒng)故障診斷的影響，確保建筑電氣系統(tǒng)診斷更加精確。

3.2知識診斷法

知識診斷法是對建筑電氣系統(tǒng)故障點進行診斷的時候，為讓診斷結(jié)果更加準(zhǔn)確和科學(xué)，先要進行專業(yè)分析和判斷，全面掌握系統(tǒng)運行信息，并以此將故障原因和位置判斷出來。知識診斷法具備智能化特點，可以將故障原因和位置快速準(zhǔn)確判斷出來，實現(xiàn)了診斷精確性的提升，應(yīng)用也非常廣泛。如某電動機故障診斷中采取知識診斷法，系統(tǒng)運行中突然轉(zhuǎn)速降低，最后被迫停止工作，通過檢查發(fā)現(xiàn)電機溫度較高，其表面未查找到異常，同時電機能夠自行運轉(zhuǎn)。使用儀器測量絕緣是5MΩ，之后對三相阻值平衡進行測量后發(fā)現(xiàn)正常，表明電機本身沒有故障。之后甩開負載通電，電動機不能正常工作，且存在嗚嗚聲音，通過萬能表檢測發(fā)現(xiàn)為C相供電缺相。

3.3解析模型診斷法

解析模型診斷法應(yīng)用了建筑電氣系統(tǒng)數(shù)學(xué)理論知識，根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況建立了科學(xué)合理的電氣系統(tǒng)解析模型，對解析模型進行全面分析，判斷并總結(jié)出建筑電氣系統(tǒng)故障診斷結(jié)果，同時根據(jù)診斷結(jié)果，運用了相應(yīng)的解決措施，提升了建筑電氣系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。不過使用解析模型診斷法時，應(yīng)該對建筑電氣系統(tǒng)模型構(gòu)建具備的條件進行分析，有針對性構(gòu)建電氣系統(tǒng)模型，并運用多種現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)與方法，全面檢測建筑電氣系統(tǒng)故障隱患，提升在未知故障診斷與檢測上的敏感度，結(jié)合解析模型將建筑電氣系統(tǒng)故障診斷結(jié)果得出來。對于解析模型診斷法的應(yīng)用，有的建筑電氣系統(tǒng)難以構(gòu)建適宜的數(shù)學(xué)模型，因此需要在建筑電氣系統(tǒng)診斷過程中對其運行狀況進行分析，對模型構(gòu)建條件進行簡化，讓最終故障診斷更加科學(xué)與合理。

3.4支持向量機理論故障診斷法

對于支持向量機理論故障診斷法來說，我們也稱之為SVM，根據(jù)使用方法的差異，其主要包括以下幾種類型，分別為一對一、一對多、決策導(dǎo)向無環(huán)圖和K類SVM法。支持向量機理論故障診斷法主要采用了統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論，建立在VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小原則基礎(chǔ)上的機器學(xué)習(xí)方法，其能夠把預(yù)處理后的樣本數(shù)據(jù)分成如下部分，即訓(xùn)練集和測試集，并設(shè)置相關(guān)的模型參數(shù)，利用訓(xùn)練集訓(xùn)練SVM，能夠得到模型數(shù)據(jù)信息，并利用其模型信息判斷測試集，最后得出診斷結(jié)果。這種故障診斷方法實用性較強，可以解決小樣本條件下的分類問題，識別率為1000Ic，在小樣本中應(yīng)用比較多，認可度也很高。如在變壓器故障診斷中應(yīng)用支持向量機理論故障診斷方法，根據(jù)歐式聚類原理，運用C#語言編寫一個歐式距離計算器，把變壓器低能放電、高能放電、中低溫過熱、高溫過熱與正常等已知類別狀態(tài)樣本輸入到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，在程序處理變壓器狀態(tài)原始數(shù)據(jù)后，對各數(shù)據(jù)信息進行調(diào)整，把正常狀態(tài)、強故障狀態(tài)分別設(shè)定為+1和-1。接下來要計算運行訓(xùn)練集和測試集，只要支持向量機訓(xùn)練數(shù)據(jù)顯示-11：0.992：0.99……則表明變壓器存在故障。

4結(jié)束語

綜上所述，在建筑電氣系統(tǒng)日常運行的期間，為了讓電氣系統(tǒng)運行效率和水平得到有效提升，且始終維持較高的穩(wěn)定性和安全性，需要我們掌握建筑電氣系統(tǒng)的常見故障類型，合理運用多種處理方法，消除故障對電氣系統(tǒng)運行帶來的不利影響。在建筑電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)后，我們也要深入分析其成因，運用相應(yīng)的解決措施，如信號處理方法、知識診斷法、解析模型診斷法和支持向量機理論故障診斷法等，提升故障處理效果，為建筑電氣系統(tǒng)更加穩(wěn)定運行奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

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（作者單位：安徽安博建筑設(shè)計有限公司）