建筑电气系统故障诊断原理及方法

分类：建筑工程论文发表 时间：2021-04-15 10:01 关注：(1)

　　随着社会经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，城市化进程不断加快，建筑专业化的特点越来越明显。电气系统主要包括照明系统、插座通电系统等诸多内容，虽然科技高度发达，出现故障的概率显著降低，但是由于电气系统规模逐渐增大，各个系统之间的关系结构日益复杂，使电气系统的故障复发率有所上升。

　　关键词：建筑电气系统；故障诊断；电气故障

　　近年来，城市化步伐逐渐加快，城市建筑不断增多，建筑行业发展迅速，然而在系统安全、系统构建方面还存在一些问题，亟须诊断与改善。同时，电气系统还具备复杂性、细节方面存在的问题，就可能导致整个系统瘫痪甚至毁坏，可见电气系统在诊断处理方面的重要性。目前存在的问题主要有诊断方法不能紧跟时代变化，对故障的诊断分析不到位，当前所用的诊断方法还是以人工诊断为主，诊断效率低，不能满足新时代建筑电气发展的需求。

　　1电气控制系统在实际中的应用

　　在我国电力控制系统的发展过程中，建筑电气控制系统发挥着重要的作用。电气自动化控制系统也朝着以智能技术为依托的电气自动化方向发展。建筑电气控制系统自动化，属于新时代科技含量较高的技术类型，因此在日常生活中的应用也相当广泛。随着我国经济发展转向快车道，电力系统方面的研究成果不断涌现，许多领域也逐渐应用到这一系统。建筑电气控制系统是电气控制系统在实际中广泛应用。在不断发展的过程中，建筑电气系统得到越来越多的重视，需要注重和提高其施工与维护的科学程度，采取一定的有效措施，提高系统运行的正确性和可靠性，降低运行故障发生的概率。由于外界因素的不断干扰，电气系统的维修复杂程度远比想象中要高，这就要求相关技术人员及时发现故障，运用各种方法来解决。确定好问题出现的原因以及位置后采取相应的措施，确保整个建筑电气控制系统的有效性以及可运行性。

　　2建筑电气仿真平台故障诊断原理

　　建筑电气系统的故障诊断主要是由症状和故障两个模式组成，其中也包括症状的提取与故障的识别功能。建筑电气系统的故障种类繁多，故障的概率也各有不同，因此要加强规范故障系统，建立建筑电气系统仿真平台，对常规的建筑电气故障进行系统分析，通过对系统的诊断来对电网进行故障配置分析，再根据不同的情况来选择诊断故障的信号传感器，并利用数据将其装置在电路中。利用集电气对电路中的异常信号进行采集，由此分析出故障特征，将处理的数据输送到故障的算法中。通过算法来确定故障的位置以及故障的原因，传递报警信息，并针对故障提出解决措施和维修方案。故障模拟试验台的内部逻辑结构如图1所示。

　　3建筑电气系统故障及分析

　　我国建筑工程的智能化发展使电气系统的复杂程度不断加深，使各电子系统间的差距越来越小，联系越来越密切。要提高整个系统运行的效率，就要保证其中的任何一个环节都不能出现问题，一旦系统出现运行故障，不能及时确定发生原因的部位，就会导致无法有效解决故障。建筑电气系统运行故障具有多样性，常见的故障主要有电气线路故障、防雷接地系统故障、电气照明系统故障以及电气系动力系统故障等。导体的特殊工作状态，导致线路一直处在特殊的带电环境中。当线路在潮湿等恶劣的环境中，就会使线路的运行出现安全隐患。并且在潮湿的环境中线路的零件会出现腐蚀锈蚀的状况。建筑电气系统问题后，将会引发谐波干扰，导致元件与设备的损坏以及短路断路等电气故障。如果电气动力系统出现故障，将会导致线路中螺钉出现松动的情况，这时断路器就难以保持正常的工作状态，也难以实现聚合。此外，电动机也难以正常操作，导致变压器出现短路现象，造成局部放电，最终产生电流，并引起线路的短路和断路等问题。

　　4建筑电气系统诊断故障的方法

　　4.1建模分析

　　建模分析法是建立在数学理论基础上进行建模分析，从而可以诊断出建筑电气系统中存在的故障。在实际操作中，根据建筑电气系统中的故障建立数学模型，再通过分析模型判断故障类型，然后提出相应的解决措施，最终使系统正常运行。但是模型与实际偏差较大，会使其具有一定的局限性，因此在选择时，要确保模型符合系统的特点。

　　4.2计算机排查

　　使用计算机进行排查，对线路和设备的正常工作进行实际的检查，并制定相关考核机制。一旦机器运行数值超过了正常数值区间，就说明机器设备的工作状况发生了改变，可能产生了一些无法察觉的故障。通过机器的首次判断，再联系工作人员进行具体检查判断与修理，以此全面地排查系统故障。利用计算机进行排查，可以缩短故障的排查时间，提高故障排查的准确性，并且可以及时发现故障所在的位置和导致故障的原因。

　　4.3知识判断

　　知识判断是工作人员需要熟练掌握的方法之一。与其他方法相比，知识判断法对工作人员的专业能力和要求比较高，要求工作人员对专业知识有深刻的了解，并且知识掌握程度一定要牢固，需要工作人员既要对设备的运行状态进行合理分析，又要选择合适的判断方法，从而确定系统出现问题的原因。知识诊断法对工作人员的技术和能力要求比较高，需要高效率和高质量地完成电气设备故障检修。由于知识判断的方法对人才的要求比较高，企业要想更好地运用此方法，就需要进行人才培养，提升员工的工作技能，使其更好地为企业服务。

　　4.4信号处理诊断

　　该诊断方法通过信号来判断系统的问题，包括频率、频数、方差等各种数据。通过对数据偏差与系统故障间的关系进行判断，来确定系统问题所在。该判断方法需要工作人员进行主观判断，并调用平时的工作经验，对于新员工来说具有挑战性。同时，要保证建筑电气系统内各个环节的正确性以及信息的全面性，依靠工作人员的科学素养和长时间的工作经验方法，结合不同情况，合理判断出信号的问题所在，并利用器材找出故障的准确位置。此方法的精确度比较低，且要在诊断的过程中对系统所处的环境进行综合分析，以提高诊断结果的准确性。

　　4.5支持向量机理论故障诊断法

　　支持向量机理论故障，诊断法也称为SVM。根据使用方法的不同，分为一对一、一对多等类型。支持向量机理论故障主要采用统计学理论来加以分析判断，是建立在风险最小化原则的基础上，把预处理的样本和数据分成多个部分，主要有测试和训练集，设置好相关模型参数，通过处理得到相关的模型数据信息。分析相关信息数据之后，利用模型来判断测试集，最后判断出电气系统所出现的故障。这种诊断方法实用性较强，可适用于大多数电气系统的故障判断。

　　5常用的安全保障措施

　　5.1绝缘保护

　　要对建筑中电气的材料设备进行全面检查。所用电气产品要有相应的安全认证标志。而且要保证电气的绝缘部分完好无损，且绝缘层厚度均匀。另外，在使用中要对电气系统进行绝缘检查，注意日常使用的维护。

　　5.2过载及短路保护

　　如果电气系统发生短路故障，那么整个电路系统中的电流将会变大，出现这种现象需要使用截断器来进行保护。要防止建筑电气系统在使用中发生过载情况，可以使用过载保护开关，还可以使用过载自动开关进行保护，过载自动开关又称小型断路器，也可以根据实际情况，选择其他保护器，来保持电气系统中的电流小于导线和定流量。

　　5.3漏电保护

　　建筑电气系统中的电气使用，应当保证人身安全。如果有人发生触电事故，应当及时采取保护措施，可以使用漏电保护器。当检测到电流流经人体时，漏电保护器自动开始工作，从而防止因建筑电气系统中的故障而造成人员伤亡事故。

　　5.4等电位保护

　　接地零线不得串联相接，应当单独与地线相接或者零干线相接。接地线要求用黄绿相接线，需符合国际标准，对等电位与重复接地点进行保护。

　　5.5接地保护

　　设备的某一个部分通过线路与土壤之间进行连接叫作接地。物品与土壤直接进行接触叫作接地体或者接地极。在建筑电气系统中，要注意接地保护。接地保护可以分为保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、重复接地、静电接地和隔离接地。

　　6结束语

　　以目前的实际需求来说，对建筑电气系统的故障分析不能只依靠过去已存在的实际经验，更多应该寻求新的诊断方法，以科学缜密的思考态度判断问题、诊断故障，以防止灾难的发生。在目前可实行的诊断方法中，电子科技诊断是较为稳定与科学的方法，在问题出现前，综合运用多种方法，消除可能导致故障的不利因素，出现故障问题后，透过现象看本质，深入发掘分析其成因，合理将诊断结果作为解决问题的依据。从安全性、可靠性层面确保系统的正常运行。

　　参考文献：

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　　[2]刘德远,管培福.智能建筑电气设计中应注意的相关问题探究[J].住宅与房地产,2018(31):74.

　　[3]钟源.建筑电气的经济性优化设计分析[J].工程技术研究,2019,4(10):196-197.

　　作者：张栓柱