建筑電氣系統故障診斷方法探析

江鋒

【摘 要】電氣設備是組成電力系統的主要器件，電氣設備在運行時發生故障，相關企業如果診斷和不到位，就會引發一系列問題的發生，首先影響的就是工作進程的正常運行，其次對企業的經濟收益和人民的正常工作都會造成一定程度的影響，情況嚴重時，還會因此發生火災和爆炸等，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的故障診斷技術是必要的。本文主要針對建筑電氣系統故障診斷方法進行簡要分析。

【關鍵詞】建筑電氣；系統故障；診斷方法

1建筑電氣系統故障常見類型

建筑電氣系統故障出現后，將引發短路、斷路、諧波干擾、電子元件與設備損壞等，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，這是線路在惡劣環境中運行所致，導體處于帶電工作狀態，線路接口和零配件出現銹蝕，讓線路運行出現安全隱患。二是電氣動力系統故障。其會導致互感器線路圈螺釘出現松動，讓斷路器難以實現拒分和拒合，電動機也難以正常操作，讓變壓器出現局部放電現象，線路的短路和斷路問題。三是防雷接地系統故障。主要由周圍溫度高、零線帶電、接地電阻數值過大所致，會引起零線帶電、接地裝置異常和土壤電阻率增加等。四是電氣照明系統故障。是由于開關破損、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。絕緣導線破損將造成電氣照明系統短路，金屬外殼和用電器具在摩擦中會讓電流變大，將燒壞導線，讓電路被切斷。

2建筑電氣系統常見電氣故障

2.1斷路故障

斷路故障是電力系統故障中最為常見的，電其設備的電路系統在運行時由于某種原因導致斷開了，斷開的電路不允許電流通過，這就導致電力系統不能完好的運行。斷路故障的產生原因有很多，最常見的是：電氣設備沒有及時維修導致線路斷開、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。短路故障產生原因一般為電氣設備線路之間的絕緣設備被擊穿、不同部位的電位被錯誤連接等。短路故障的產生如果得不到及時的處理，造成的后果是很嚴重的，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

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

2.4電氣設備與電氣元件的故障

這類故障產生的原因一般是電氣設備或電氣元件的安裝不當、老化等。例如：電流互感器發生故障，一般是其內部器件安裝的位置出現問題或者沒有安穩，不過檢測這類故障是否出現比較簡單，電路互感器出現故障時，往往會有聲音異常、設備異常發熱、冒煙等情況出現，電氣設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

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

3建筑電氣系統故障診斷方法

3.1信號處理方法

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

3.2知識診斷法

知識診斷法是對建筑電氣系統故障點進行診斷的時候，為讓診斷結果更加準確和科學，先要進行專業分析和判斷，全面掌握系統運行信息，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確判斷出來，實現了診斷精確性的提升，應用也非常廣泛。如某電動機故障診斷中采取知識診斷法，系統運行中突然轉速降低，最后被迫停止工作，通過檢查發現電機溫度較高，其表面未查找到異常，同時電機能夠自行運轉。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現正常，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，通過萬能表檢測發現為C相供電缺相。

3.3解析模型診斷法

解析模型診斷法應用了建筑電氣系統數學理論知識，根據系統實際運行情況建立了科學合理的電氣系統解析模型，對解析模型進行全面分析，判斷并總結出建筑電氣系統故障診斷結果，同時根據診斷結果，運用了相應的解決措施，提升了建筑電氣系統的安全性、可靠性和穩定性。不過使用解析模型診斷法時，應該對建筑電氣系統模型構建具備的條件進行分析，有針對性構建電氣系統模型，并運用多種現代化科學技術與方法，全面檢測建筑電氣系統故障隱患，提升在未知故障診斷與檢測上的敏感度，結合解析模型將建筑電氣系統故障診斷結果得出來。對于解析模型診斷法的應用，有的建筑電氣系統難以構建適宜的數學模型，因此需要在建筑電氣系統診斷過程中對其運行狀況進行分析，對模型構建條件進行簡化，讓最終故障診斷更加科學與合理。

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、決策導向無環圖和K類SVM法。支持向量機理論故障診斷法主要采用了統計學習理論，建立在VC維理論和結構風險最小原則基礎上的機器學習方法，其能夠把預處理后的樣本數據分成如下部分，即訓練集和測試集，并設置相關的模型參數，利用訓練集訓練SVM，能夠得到模型數據信息，并利用其模型信息判斷測試集，最后得出診斷結果。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，在小樣本中應用比較多，認可度也很高。如在變壓器故障診斷中應用支持向量機理論故障診斷方法，根據歐式聚類原理，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樣本輸入到數據庫內，在程序處理變壓器狀態原始數據后，對各數據信息進行調整，把正常狀態、強故障狀態分別設定為+1和-1。接下來要計算運行訓練集和測試集，只要支持向量機訓練數據顯示-11：0.992：0.99……則表明變壓器存在故障。

4結束語

綜上所述，在建筑電氣系統日常運行的期間，為了讓電氣系統運行效率和水平得到有效提升，且始終維持較高的穩定性和安全性，需要我們掌握建筑電氣系統的常見故障類型，合理運用多種處理方法，消除故障對電氣系統運行帶來的不利影響。在建筑電氣系統故障出現后，我們也要深入分析其成因，運用相應的解決措施，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，為建筑電氣系統更加穩定運行奠定良好基礎。

參考文獻：

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（作者單位：安徽安博建筑設計有限公司）