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建筑电气系统故障诊断方法研究茹俊腾

发表时间：2021/9/10 来源：《时代建筑》4月上作者：茹俊腾

[导读] 在社会经济迅速腾飞的过程中，人们生活水平逐渐提高，进一步加快了城市化进程，同时对建筑行业的专业化提出了更高的要求。

广东腾安机电安装工程有限公司茹俊腾 440782198412****16 广东省佛山市 528000

摘要：在社会经济迅速腾飞的过程中，人们生活水平逐渐提高，进一步加快了城市化进程，同时对建筑行业的专业化提出了更高的要求。当前，电气工程已经逐渐融入到了建筑构建当中，并形成了一个相对独立的电气系统。在建筑电气系统中，建筑电气技术是非常核心的一项技术。建筑电气系统主要包括了照明系统、通电系统等内容，在科技高度发达的今天，建筑电气系统的故障率明显上升。如何有效排查并解决建筑电气系统故障问题是本文研究的重点，基于此，本文重点对建筑电气系统故障诊断方法进行分析和研究。
关键词：电气系统；故障诊断；方法研究
        引言：近年来，在我国城市化进程逐渐加快的过程中，高层建筑、超高层建筑规模不断扩大，人们越来越重视建筑的安全性和舒适性。其中建筑电气系统发挥着非常重要的作用，其主要由弱电系统、照明系统、变配电系统、防雷和接地系统等部分构成。建筑电气系统的结构非常复杂，且系统规模较大，各子系统之间错综复杂，这就导致建筑电气系统发生故障的概率大幅增加，一旦建筑电气系统出现了故障，会严重影响人们的正常生活和工作，严重甚至可能会引发重大安全事故。
        一、建筑电气系统
        （一）建筑电气系统概述
        建筑电气即建筑电气工程，是一项在限定空间或环境内实现建筑物功能的核心技术。在电气、电能等技术的应用范围逐渐拓宽的过程中，建筑电气的主要内容已经从传统的供配电、消防、照明转化成为了一门以机械工程、物理光学、电子力学、无线电波学等理论为基础的综合性学科，同时在计算机技术和物联网技术不断发展的过程中，逐渐呈现出了智能化的特点[1]。这就使得在建筑电气系统运行的过程中，已经具备了一定的自动化功能、
        （二）建筑电气系统的组成
        虽然在不同建筑物中建筑电气系统有不同的功能，但是我们大致可以将其分成供配电线路、保护设备和用电设备三个部分。电气设备一般是将电作为消耗能源的设备，如冰箱、空调、照明灯具等各类家用电器，因此电气设备种类繁多、数量庞大，电气设备的主要功能是为人提供服务，和人的生活、工作有着非常密切的联系，所以在建筑电气系统中电气设备是非常重要的构成部分。配电线路主要是为了负责电能的分配和传输。根据电压等级可以分为高压配电线路、中压配电线路和低压配电线路。这些配电线路会根据其承载电压的不同，选择不同类型、规格的电力电缆，同时还需要充分考虑其实现的功能以及使用环境的不同，确定最终的安装和铺设方式。在建筑电气系统运行的过程中，控制和保护设备是不可缺少的一个部分。在每一个建筑物中，通常都会设置相应的电气专用房间，并且每一个房间中都会设置保护装置，如配电屏、配电柜等。
        二、电气控制系统的应用
        在我国电力控制系统不断发展的过程中，建筑电气控制系统长期发挥着重要的作用，同时电气控制系统也在智能化技术的帮助下逐渐朝着自动化控制的方向发展。实现建筑电气控制系统自动化，是现代科技创新的重要产物，所以在日常生活中有着非常广的应用范围[2]。在我国经济持续发展的过程中，各界学者正逐渐加强对电气系统的研究，同时电气控制系统也逐渐被应用到了各大领域当中。在科技不断发展的过程中，建筑电气系统受到了更为广泛的关注，因此需要格外重视建筑电气系统的故障诊断和维修工作，采取有效的处理措施，有效提高建筑电气系统的运行效率，采用实时监测的方式有效降低建筑电气系统运行过程中发生故障的概率。建筑电气系统在持续运行的过程中，很容易受到外界因素的影响，所以建筑电气系统的故障诊断与维修是非常复杂的，需要综合使用不同的方法来解决，及时找出发生故障的成因和具体的故障位置，便于在有针对性的情况下采取相应操作，为建筑电气系统的稳定运行提供重要的保障。
        三、建筑电气仿真平台故障诊断原理
        建筑电气系统故障诊断，主要由故障和症状两个模式构成。建筑电气系统的故障种类繁多，不同系统之间发生故障的概率也存在差异，因此需要加强对建筑电气系统的管理，规范排查系统故障，并在此基础上建立建筑电气系统故障仿真平台，实现对常规建筑电气系统故障的系统性分析，并采用有效诊断的方式，重点对系统进行故障配置分析，最终结合不同的情况选择诊断器的信号传感器，并利用相关数据将信号传感器安装在电路当中。利用集电器有效采集电路中存在的异常信号，并在此基础上着重将故障特征分析出来，同时还需要将处理数据输送到故障的算法当中，采用计算的方式确定具体的故障位置甚至是引发故障的原因。在得到诊断结果之后，还需要及时传递报警信息，结合诊断出的故障采取有针对性的维修和措施。
        四、建筑电系统故障及分析
        在我国建筑工程朝着智能化方向发展的过程中，使得建筑电气系统变得越来越复杂，同时在建筑电气系统中，各子系统之间的差距逐渐缩小，联系也愈发密切。想要提高建筑电气系统的整体运行效率，就必须保证每一个环节都不会出现问题，建筑电气系统在运行的过程中一旦出现故障，如果无法及时发现故障，就会影响建筑电气系统的正常运行。建筑电气系统的故障问题多样，比较常见的故障有防雷接地系统故障、电气照明系统故障、电气线路故障等。在建筑电气系统持续运行的过程中，导体长期处于特殊的工作状态下，导致导体线路长期处在特殊的带电环境中工作。如果导体线路长期处在潮湿的环境中，就可能会面临较大的安全隐患。同时在潮湿的环境中，导体线路及其零部件很容易遭到腐蚀，进而加大了发生故障的概率[3]。当建筑电气系统发生故障之后，可能会引发谐波干扰，最终可能会导致电器元件、电气设备损坏，也可能会导致短路电路等出现故障。在电气动力系统出现故障问题的情况下，线路中的螺钉可能会出现松动的问题，在这样的情况下，断路器很难维持正常的工作状态，也很难进行聚合。一旦建筑电气系统出现故障，电动机也难以进行正常运行，最终可能会导致变压器出现短路的情况，在产生电流出现局部放电现象的情况下，可能会导视线路短路或断路的情况出现。

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        五、建筑电气系统故障诊断方法分析
        （一）建模分析
        在对建筑电气系统故障进行诊断的过程中，可以应用建模分析法对可能会出现的故障问题进行分析。该方法主要建立在数学理论的基础上，采用建模的方式对故障问题进行分析，可以有效将建筑电气系统中存在的故障问题诊断出来。在进行实践操作的过程中，需要结合建筑电气系统中各类故障的特点，建立以建筑电气系统故障诊断为目标的数学模型，随后通过对模型进行分析的方式有效判断故障问题，并在此基础上制定相应的解决方案，为建筑电气系统的正常运行提供一层重要的保障。不过在应用建模分析法的过程中，模型通常和建筑电气系统的实际运行情况会存在一定偏差，因此使用该方法对建筑电气系统故障进行诊断还存在一定的局限性，因此在实际应用建模分析法的过程中，需要保证数学模型与建筑电气系统的特点相符。
        （二）计算机排查
        使用计算机进行排查，主要是对线路或电气设备的运行情况进行实时监督和检测，并结合监测结果建立相应的考核机制。比如利用计算机在电气设备的运行数值进行监测的过程中，运行数值一旦超过正常数值区间，就表示电气设备的正常运行状态出现了变化，这就表明电气设备可能出现了运行故障[4]。在计算机设备的帮助下，通过对电气设备的初次判断，还需要及时安排技术人员对对应部位进行排查和诊断，全面将建筑电气系统运行过程中出现的故障问题排查出来，并在此基础上实施有效的解决措施。使用计算机对建筑电气系统的故障进行排查，极大缩短了建筑电气系统故障诊断的时间，同时还可以提高故障排查的转缺陷，可以及时发现故障部位并结合故障问题有效将故障的成因分析出来。
        （三）经验判断
        经验判断是技术人员必须熟练掌握的一种方法。与其他具体的故障诊断方法相比，经验判断对技术人员的工作能力、专业水平有较高的要求。要求技术人员必须掌握扎实的专业知识和丰富的工作经验，在建筑电气系统持续运行的过程中，需要合理对建筑电气系统的运行状态进行分析，并选择合适的故障判断方法，从而有效找出系统运行过程中出现的各类问题。经验判断对技术人员的技术、专业要求较高，所以在对建筑电气系统故障进行诊断的过程中可以有效提高故障诊断的效率，尤其是在电气设备运行过程中往往能够快速找到故障问题。因为该方法具有较强的实用性，因此企业还需要不断加强对技术人员的培训，确保每一位技术人员都具备丰富的工作经验和专业的技术水平。
        （四）信号处理诊断
        信号处理诊断方法主要是利用信号来对系统运行过程中出现的故障问题进行判断，包括了方差、频率、频数等方面的数据。通过有效分析数据偏差与系统故障之间存在的关系，可以快速确定系统故障问题。该方法对技术人员的主观性有较高的要求，同时技术人员还需要具备丰富的工作经验，因此常常与经验判断方法一起使用。因为想要有效将建筑电气系统运行过程中出现的故障问题排查出来，对技术人员的工作经验和科学素养有较高的要求，在不同的情况下，技术人员需要结合不同的信号快速找出问题所在，并使用专业器材准确找到故障的位置。与其他方法相比，该方法的诊断精度较低，所以在实际诊断的过程中还需要对建筑电气系统所出的环境进行综合性分析，通过这种方式可以有效提高信号处理诊断的准确性。
        （五）支持向量机理论故障诊断方法
        支持向量机理论通常被称为SVM，在使用方法不同的情况下，通常可以将SVM分为一对一这段和一对多诊断等不同类型。支持向量机理论故障诊断方法主要是利用了统计学方面的知识，对故障进行统计、分析和判断[5]。在应用该方法的过程中，需要时刻秉持风险最小化的目标，将预处理的数据和样本分成多个部分，同时需要设置好相关模型参数，并通过处理的方式得到相应的模型数据信息。在对模型数据信息间分析之后，可以通过模型来判断测试集，最后有效将建筑电气系统的故障问题判断出来。该故障诊断方法的实用性较强，在当前建筑电气系统持续运行的过程中，是一种比较常用的故障诊断方法。
        六、常用的安全保护措施
        （一）绝缘保护
        想要实现对建筑电气系统中材料和设备的全面检查，所使用的电气产品都必须经过安全认证，具有安全认证标志。同时还需要确保电气绝缘部分的质量、无破损，保证绝缘层厚度均匀。同时在对建筑电气系统故障进行诊断的过程中，还需要着重对绝缘进行检查。
        （二）漏电保护
        在建筑电气系统中，使用电气的过程中必须保证人员安全。一旦出现触电的情况，需要及时采取相应的安全保护措施，因此还需要安装漏电保护器。在建筑电气系统运行过程中，漏电保护器一旦检测到有电流经过人体，会自动开始运行，可以有效降低人员伤亡的概率。
        结语：
        综上所述，从目前的情况来看，在对建筑电气系统故障进行分析和诊断的过程中，技术人员除了要有丰富的经验外，还需要综合使用多种故障诊断方法，在丰富的专业知识的支撑下，快速、及时找到故障位置，并结合故障成因制定并实施有效的解决措施。在具体对建筑电气系统故障进行诊断的过程中，技术人员需要综合使用多种诊断方法，只有在这样的情况下才可以提高故障诊断的准确性，才可以进一步保障人们的正常生活。
参考文献
[1]罗开.建筑电气系统故障诊断方法研究[J].电子测试,2019,{4}(11):127-128.
[2]何凯.建筑电气系统故障诊断方法探析[J].绿色环保建材,2019,{4}(03):240-241.
[3]陈阿赛.建筑电气系统故障诊断方法研究[J].居舍,2019,{4}(07):170.
[4]鲍义刚.引发建筑电气系统故障的因素及诊断方法[J].电子测试,2017,{4}(06):101+87.
[5]熊道辉.新形势下建筑电气系统故障诊断方法研究[J].科技与创新,2016,{4}(24):95-96.