民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價方法

陳 爽

（遼寧建筑職業學院，遼寧 遼陽 111000）

0 引 言

民用建筑智能化弱電系統在運行過程中，經常會受到電壓波的影響，使整個系統電路處于不穩定狀態，為系統運行帶來安全隱患。所以，在系統投入到運行使用之前需要對其耐壓性能進行評價，而傳統方法在應用過程中選取的評價指標過于單一，不能從多方面、多角度對系統耐久性能進行評價，導致傳統方法評價精度較低。因此，此次提出民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價方法。

1 民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價方法

1.1 建立民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價指標體系

民用建筑智能化弱電系統主要包括基準帶隙電壓、前端、干線傳輸及電阻反饋網絡4個部分組成，還包括輸出電容和等效串聯電阻等。系統在運行過程中當輸出電壓逐漸增大時，由反饋防雷分壓得到的反饋電壓也逐漸升高，基準帶隙電壓則不變，經過干線傳輸，系統功率調整管的柵極電壓增大，因為系統輸出電壓降低形成一個負反饋回路，使系統輸出電壓穩定，具備基本的耐壓性能[1]。所以，系統耐壓性能主要評價指標包括壓差、靜態電流及轉換效率等。

民用建筑智能化弱電系統的功耗特性運行環境的承受能力，是衡量系統耐壓性能的重要指標，也是設計系統電路時需要考慮的重要因素。因此，選取以上提出的指標作為系統耐壓性能一級評價指標[2]，進而構建成民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價指標體系。一級評價指標包括壓差、靜態電流、轉換效率、干線負載調整率、系統電源抑制比及瞬態響應；二級評價指標包括線性穩壓器、帶隙基準電壓源、反饋電阻、輸入電壓、靜態電壓、輸出阻抗、反饋系數、輸出電壓小信號變化量、電源電壓小信號變化量、負載電流、負過沖電壓及正過沖電壓。

一級指標中，壓差決定了弱電系統的工作穩定性，也是對民用建筑智能終端的保護能力，因此是耐壓性能評價的關鍵點。這里的壓差不僅是系統正常工作時的電壓，也涵蓋了雷擊、靜電、回路電荷累積等自然因素，以及設備帶電接入、供電電壓波動、設備故障等人為因素導致的弱電系統電壓波動。因此，在性能評價檢測流程中，既有對穩定工作狀態的壓差測量，還有人為施加靜電、短路、斷路等外界應力刺激下的壓差測量。靜態電流的檢測需要區分弱電系統空載和帶載兩種狀態下的電流，即最小系統靜態電流和常態靜態電流，有需要時還需測量最大負荷下靜態電流。以上所述靜態電流檢測均在弱電系統處于正常狀態前提下，避免由于對地短路點或設備對地阻抗低引發的測量錯誤。在需要時應增加弱電系統自測，并嚴格遵守最小系統靜態電流——常態靜態電流——最大負荷靜態電流的檢測流程，以避免因反復接入設備而引入的測量誤差。轉換效率是對弱電系統電源供電能力的評價。作為民用建筑智能化系統，其節能環保性能受到特別重視，因此在轉換效率項的檢測中，數值一般會處于高水平。需要注意的是，轉換效率是一個區間范圍值，在系統不同的負載環境下會出現較大范圍的波動，因此對該項指標的檢測與評價應結合靜態電流的檢測，分系統的不同帶載情況檢測評估。干線負載調整率與系統電源抑制比及瞬態響應，雖是體現弱電系統設計和施工水平的關鍵指標，但是檢測難度不大，可以簡單直觀地根據結果評估，按照常規檢測方法檢測即可，這里不再贅述。

二級指標重在評價弱電系統的設計水平和施工質量，其中線性穩壓器與帶隙基準電壓源兩項指標衡量的是弱電系統電源的帶載能力與工作穩定性；反饋電阻、輸入電壓、靜態電壓、輸出阻抗、反饋系數、輸出電壓小信號變化量、電源電壓小信號變化量、負載電流、負過沖電壓及正過沖電壓等項指標反映了弱電系統工作狀態的耐沖擊能力，在評價體系中屬于重要指標，即某項指標的小幅下降不會對弱電系統的工作能力造成破壞性影響，其檢測結果的高低僅代表弱電系統的最佳工作能力，因此按照常規檢測方法正常檢測即可。需要注意的是，二級指標一般會隨著弱電系統使用時間的增長而性能下降，因此在評價中需要核查弱電系統的交付檢測報告和驗收時間，并記錄在評價報告中。

對以上各項目的測量過程采用多次測量取算數平均數的檢測方法，由檢測組獨立完成測量。檢測組中至少包括一名檢測操作人員和一名監督人員，必要時應設立專門的數據記錄員，以嚴格檢測分工，保證評價過程沒有人為錯誤的誤導，提高檢測流程的正規性和評價過程的權威性。

評價檢測中所使用的全部儀器/設備必須是經過專家鑒定、符合檢測標準的專用檢測儀器/設備，且在檢測時，該儀器/設備必須在檢定周期內、具有使用合格證、列入檢測儀器/設備清單，以此保證評價過程的合規性與正確性。

以上完成了民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價的指標體系的建立，并按照國家標準的質量體系要求明確了檢測要點，確立了檢測項目和檢測方法，為評價提供了內容基礎和操作準則。

1.2 計算指標權重

在建立完評價指標體系后，需要對體系中的所有一級指標與二級指標進行權重計算，權重值的大小說明指標在系統耐壓性能評價中所占的比重，其計算準確性將直接關系到評價結果是否與實際相符。綜合多方面考慮，此次采用層次分析法對評價指標進行權值計算，將所有評價指標進行層次排序，每一個層次的指標相對于上一層次的指標單排序問題又可簡化為一系列成對指標的對比，引入1～9標度法，對所有指標進行兩兩比較，其計算公式如下所示：

其中，w為系統耐壓性能評價指標權重值；ν表示各項指標耐壓量；?表示所有指標的耐壓總和。利用式（1）計算出指標體系中所有指標權重，以此實現指標權重計算。

1.3 系統耐壓性能多指標綜合評價

將模糊綜合評價法中的模糊理論作為評價理論依據，對民用建筑智能化弱電系統耐壓性能進行評價。首先將所有的評價指標根據權重值大小組建成一個指標集，每個評價指標都有n個單相評價指標[3]。根據各個耐壓性能評價指標的權重值不同，將評價向量等級分為1級、2級、3級，然后設置一個置信度，通常取值0.1或0.2，按照從高到低組成一個評價矩陣，得出指標的評價等級，然后對系統耐壓性能優良程度進行排序。根據《民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價標準》和《民用建筑智能化弱電系統耐壓性能檢測評價規程》中相關規定進行等級劃分。此次設定4個系統耐壓性能評價等級，即較高、良好、一般、較差，以此實現民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價。

2 對比實驗

實驗選取10個居民小區智能化弱電系統為實驗對象，利用此次設計方法與傳統方法對該系統耐壓性能進行評價。為了保證實驗結果的有效性，兩種方法均選用相同的評價指標，即系統壓差、靜態電流、轉換效率、干線負載調整率、系統電源抑制比及瞬態響應，表1為提出方法與傳統方法指標權重值。實驗最終以評價準確度作為結果，對兩種方法進行對比，其實驗結果如表2所示。

表1 提出方法與傳統方法指標權重值

從表2可以看出，應用此次提出方法得出的評價結果與實際情況相符，評價精度遠遠優于傳統方法，說明此次提出方法能夠滿足民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價精度要求。

表2 兩種方法評價結果與實際結果

3 結 論

此次將層次分析法與模糊理論引入到民用建筑智能化弱電系統耐壓性能評價中，并根據質量體系的標準制定評價流程，形成一種新的評價方法，有效提高了評價精度，對弱電系統耐壓性能評價具有較高的應用價值與參考價值。