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建筑电气系统故障诊断方法研究荆龙1

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：荆龙1 杨宁2

[导读] 摘要：在现阶段的建筑工程中，电气是非常重要的组成部分。

        1、身份证号码：32012119800513xxxx；
        2、南京国电南自维美德自动化有限公司江苏省南京市 211100
        摘要：在现阶段的建筑工程中，电气是非常重要的组成部分。大量的学者在研究建筑电气系统中，力求找到一种更加智能化、全面性和适用性的诊断故障方法。本文首先罗列了关于建筑电气系统故障诊断技术的研究现状，其次针对诊断故障时所存在的问题，分析了相对应的故障诊断方法，最后展望了建筑电气系统故障诊断技术的发展前景及其趋势。
        关键词：建筑电气系统；故障诊断；方法研究
        引言
        我国是基建大国，也是电气火灾高发的国家。电气火灾发生的原因有多种，电气装置设计和安装不当、产品质量不合格、用户用电安全知识不足、用电不慎等因素均可能是造成电气火灾的隐患。消防救援部门对近年来发生的电气火灾事故曾进行过统计和分析，结果表明，低压配电线路是引发电气火灾的主要起火源，约占52%左右，而起火的主要直接原因是由于线路或电气装置的热效应，主要表现为电气设备和线路在运行过程中产生的电弧、电火花和热量聚集等。
        1电气设备及故障概述
        发电厂的电气设备主要包括配电设施、发电机、变压器及其他配套设施，这些设备的稳定运行，对于发电厂的生产经营意义重大。评价某一电气设备的运行质量，主要看其运转是否稳定、操作性能是否良好，如果这两个方面出现问题则说明电气设备出现了故障。随着电力技术的升级，一些性能良好的电气设备被广泛应用到发电厂中，大大提高了发电效率，但是也增大了电气故障发生的概率。虽然电气故障类型多种多样，但是很多故障都是常见故障，加强对该类故障的分析和处理，能够明显提高故障维护效率，更好地保证电气设备的正常运行。
        2建筑电气系统诊断故障的方法
        2.1变压器监测诊断
        包装机组运行需要变压器的支持，变压器运行以充油绝缘为主，当前，为了进一步优化变压器性能，同样还会应用环氧树脂浇注绝缘。充油变压器在进行绝缘诊断期间，故障诊断的主要方法为油中溶解气体分析。不同形式下的变压器绝缘，诊断手段以局部放电测量形式展开。局部放电诊断中，注意关注电回路变化，是否会产生电脉冲信号，观察声辐射以及电磁辐射等变化。结合变化情况及时进行实验研究。关键点在于局部放电情况下所发出的声辐射信号。局部放电故障诊断期间，在线检测诊断，需要在接地线位置以及变压器套管末端位置连接设置电流传感器，及时对声信号进行收集。随后将收集到的信号传输至数据采集单元进行数字化处理，做好数据分析与数据存储等工作。在线检测系统运行主要涉及电力变压器、微计算机、光纤、超声传感器以及电流传感器，同时，还包括数据采集单元、数据分析与控制单元。准确对变压器放电量进行判断，必须严格按照规定要求展开。诊断过程中因为无线电会造成一定的干扰，所以需要在安装在线检测装置期间，尽量提高分辨率。绘制分布谱图进行科学判断，将谱图信息转变为指纹信息，以此对放电模式进行准确识别，并且确定故障的严重情况。准确对放电源进行定位，具体包括声信号定位、电信号定位。其中，声信号定位主要针对放电信号进行分组处理，根据电信号参考基准，对时差速度以及声传播速度等进行对比，及时编制方程式，随即确定放电源具体位置。随即进行延时分析，设双曲面方程，根据计算数值准确诊断放电故障。电信号定位，则针对变压器绕组过程中所出现的放电现象，主要通过绕组二端进行传播。及时对绕组的中端与高端电信号进行采集，分析电信号的线性关系，由此与准确定位放电源位置。

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        2.2电弧故障保护装置的运用
        电弧故障保护装置由电弧检测模块以及脱扣机构、通信模块等组成，通过对线路电压、电流波形、幅值的分析并和正常电弧比对，电弧检测模块可以检测和辨别线路中所有故障电弧，包括串联电弧故障、并联电弧故障和接地电弧故障。电弧故障保护装置可以区分线路正常操作、运行时的电弧及相邻线路发生的电弧引起的串扰，避免出现误判和误操作。当检测到故障电弧时，能够通过脱扣机构断开电路，或者通过组网，向值班室发送报警信号，由专业人员对故障线路采取检查和维护措施，消除隐患。近年来，鉴于电弧故障保护技术的逐渐成熟和发展，民用建筑电气防火措施有了更多的选项。随着技术的发展和对电弧特征的深入研究，电弧故障防护技术也会更加可靠、完善。新版《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019规定在商业、超市、批发市场等人员密集场所、可燃物品库房的照明、插座等末端回路设置电弧故障保护器。对于高大空间的配电线路，由于维护困难，发生火灾不易发现，应设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控系统。电气火灾监控系统的设置，《民用建筑电气设计标准》推荐至少采用两种不同技术原理的探测手段进行配电线路的电气火灾监测，如大型商业的照明配电线路可采用电弧故障探测器加测温探测器。多种技术可互相补充，减少监测盲点，可大大提升电气火灾监控系统的准确性，降低误报率，同时对提高供电系统的可靠性有重要意义。
        2.3知识诊断法
        诊断电气系统中所出现的故障，还存在着一种有效的诊断方法为知识诊断法。这里的知识指的是信息，利用信息的灵活性来诊断故障。首先在诊断之前，相关的技术工作人员应先对建筑电气系统进行深入的了解，能够熟练使用诊断设备，掌握其诊断要领及方法，通过原有的专业知识对比这些信息来诊断出所出现的故障，以此来提高系统故障诊断的高效性。最后对应相关信息来判断出建筑电气系统中所出现的故障，并对此采取相应的措施，定期检修设备，保证系统正常工作。
        2.4合理选择冷却手段
        为了避免过热故障的发生，可以从及时排除设备热量与有效冷却两方面采取措施：一是为电气设备配备性能良好的散热系统，及时将电气设备运行中产生的热量散发出去；二是要采用合理、科学的冷却手段，实现对电气设备的冷却处理。目前，发电厂的冷却手段主要有3种。（1）水内冷却法。该方法简单易行且安全稳定，散热效果显著，目前被广泛应用到发电量大的发电机组中。（2）氢气冷却法。氢气是自然界中密度最小的气体，并且具备良好的散热效果，所以用氢气作为热量载体，可以减少发电厂在通风设备上的资金投入。但是该方法也存在一定的缺点，由于氢气是可燃气体，在发电厂这样的高温工作环境中有很大安全隐患，稍有不慎就会发生爆炸。（3）密闭式空气冷却法。该方法在冷却过程中需要构建相对封闭的工作环境，可以减少冷却介质和外界的接触，不会因为系统堵塞而影响冷却功能，所以非常适用于发电环境更加复杂的火力发电厂，但其成本较高。发电厂可以根据企业的实际情况，选择合适的冷却方法，从而提高发电厂经济效益。
        结语
        综上所述，现代建筑电气防火设计要求越来越高，其技术手段和措施也愈加完善，本文仅针对电弧故障保护做一些探讨，但电气火灾的防护是综合运用多种手段的系统工程，要做到防患于未然，绝不仅仅限于某种探测和保护设备的使用。除此之外，还可以应用神经网络法进行仿真实验，将其应用到建筑电气系统的故障诊断中，能够进一步的降低故障诊断的复杂度并提高诊断效率。
        参考文献：
        [1]张龙.建筑电气系统故障诊断方法研究[J].北京建筑工程学院电气与信息工程学院，2017，31（2）：436-438.
        [2]陈思远.建筑电气系统故障诊断方法研究[J].宿迁鼎盛建筑工程有限公司，2017，15（8）：204.
        [3]郭健鹏，谢荣.电气控制系统的常见故障诊断及维修技巧研究[J].科技经济导刊，2019-04-25.