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      建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法研究

      2021-03-29 01:35:12周凱
      裝備維修技術(shù) 2021年20期
      關(guān)鍵詞:電氣故障故障診斷

      周凱

      摘 要:近年來,城市化步伐逐漸加快,城市建筑不斷增多,建筑行業(yè)發(fā)展迅速,然而在系統(tǒng)安全、系統(tǒng)構(gòu)建方面還存在一些問題,亟須診斷與改善。同時(shí),電氣系統(tǒng)還具備復(fù)雜性、細(xì)節(jié)方面存在的問題,就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓甚至毀壞,可見電氣系統(tǒng)在診斷處理方面的重要性。目前存在的問題主要有診斷方法不能緊跟時(shí)代變化,對故障的診斷分析不到位,當(dāng)前所用的診斷方法還是以人工診斷為主,診斷效率低,不能滿足新時(shí)代建筑電氣發(fā)展的需求。

      關(guān)鍵詞:建筑電氣系統(tǒng);故障診斷;電氣故障

      電能已成為人類最重要的能源之一,建筑電氣系統(tǒng)在保障人們?nèi)粘Ia(chǎn)生活方面發(fā)揮著重要作用。伴隨著用電量大幅度增加,電氣火災(zāi)作為一種主要災(zāi)害類型,給人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成的損失也與日俱增。當(dāng)電氣火災(zāi)故障發(fā)生后,探測器雖然能夠感知故障現(xiàn)象的存在,但不能準(zhǔn)確提供故障的位置信息,很大程度上延誤了電氣故障處置時(shí)機(jī),可能導(dǎo)致事故升級。

      目前電氣故障定位研究主要集中于高壓電力系統(tǒng)輸電線纜,而在建筑電氣系統(tǒng)的方面故障定位研究還較少,建筑電氣系統(tǒng)的故障定位主要依靠人工排查來實(shí)現(xiàn),對于短路,由于故障現(xiàn)象明顯很容易排查,而諸如接觸不良、過載、斷相、漏電等電氣故障,隱蔽性較強(qiáng),很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除,電氣火災(zāi)隱患將長期存在,很容易引發(fā)電氣火災(zāi)事故。

      1.電氣系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

      建筑設(shè)備電氣系統(tǒng)具有典型的綜合性特征,其中融合了多種技術(shù),涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化、電力電子技術(shù)等諸多自動(dòng)化技術(shù),需要聯(lián)合應(yīng)用電磁感應(yīng)定律、電路知識等,實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化控制和管理,提升建筑產(chǎn)品自動(dòng)化水平。通過將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)備中能夠自動(dòng)化管理建筑結(jié)構(gòu)中的各個(gè)設(shè)備,能夠自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)督控制電氣設(shè)備,能夠集成化管理建筑系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)營成本的節(jié)約,將各項(xiàng)資源的利用效率提升,加強(qiáng)各項(xiàng)資源的合理配置,提升居民的日常生活工作舒適度。建筑電氣設(shè)備在自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)下將進(jìn)一步發(fā)展,促進(jìn)建筑電氣朝著智能化進(jìn)步。

      2.建筑設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

      電氣工程的水平直接對建筑電氣系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。當(dāng)前弱電系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等都屬于常見且必備的建筑電氣系統(tǒng)。為了將建筑物的安全性和居民用電的安全性提升,需要合理做好基地系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)等設(shè)施的安裝。我國電氣自動(dòng)化工程正在發(fā)展中,當(dāng)前已經(jīng)有很多學(xué)者開始深入地研究電氣設(shè)備,不管是強(qiáng)電系統(tǒng)還是弱電系統(tǒng)的技術(shù)體系都相對完整,技術(shù)水平得到很大程度的提升,但是仍然存在諸如消耗大、電能控制效果不佳等不良問題,這不利于建筑行業(yè)以及環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展。建筑電氣設(shè)備在使用自動(dòng)化技術(shù)后其運(yùn)行能力得到進(jìn)一步提升,自動(dòng)化電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力和電氣系統(tǒng)管理能力十分強(qiáng)大,依靠此優(yōu)勢,未來將會進(jìn)一步改進(jìn),加強(qiáng)融合智能化技術(shù)。當(dāng)前很多高端建筑電氣設(shè)備中都已經(jīng)開始推廣應(yīng)用智能化處理技術(shù),電氣自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)技術(shù)等促使電氣設(shè)備的發(fā)展前景廣闊。工作人員在控制模型建立時(shí),對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行模擬,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提升。相比于傳統(tǒng)的技術(shù),自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步控制和管理設(shè)備,能夠?qū)撛诘碾姎庀到y(tǒng)故障、問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且發(fā)出提示。有研究標(biāo)識,在建筑設(shè)備中推廣應(yīng)用電氣系統(tǒng)能夠?qū)⒄w設(shè)備運(yùn)行能力提升,有助于提高建筑產(chǎn)品的功能性,能夠滿足廣大用戶的需求,同時(shí)能夠?qū)⒃O(shè)備的能耗降低,其環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益都不容小覷。

      3建筑電氣系統(tǒng)診斷故障的方法

      3.1建模分析

      建模分析法是建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上進(jìn)行建模分析,從而可以診斷出建筑電氣系統(tǒng)中存在的故障。在實(shí)際操作中,根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)中的故障建立數(shù)學(xué)模型,再通過分析模型判斷故障類型,然后提出相應(yīng)的解決措施,最終使系統(tǒng)正常運(yùn)行。但是模型與實(shí)際偏差較大,會使其具有一定的局限性,因此在選擇時(shí),要確保模型符合系統(tǒng)的特點(diǎn)。

      3.2計(jì)算機(jī)排查

      使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排查,對線路和設(shè)備的正常工作進(jìn)行實(shí)際的檢查,并制定相關(guān)考核機(jī)制。一旦機(jī)器運(yùn)行數(shù)值超過了正常數(shù)值區(qū)間,就說明機(jī)器設(shè)備的工作狀況發(fā)生了改變,可能產(chǎn)生了一些無法察覺的故障。通過機(jī)器的首次判斷,再聯(lián)系工作人員進(jìn)行具體檢查判斷與修理,以此全面地排查系統(tǒng)故障。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排查,可以縮短故障的排查時(shí)間,提高故障排查的準(zhǔn)確性,并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障所在的位置和導(dǎo)致故障的原因。

      3.3知識判斷

      知識判斷是工作人員需要熟練掌握的方法之一。與其他方法相比,知識判斷法對工作人員的專業(yè)能力和要求比較高,要求工作人員對專業(yè)知識有深刻的了解,并且知識掌握程度一定要牢固,需要工作人員既要對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理分析,又要選擇合適的判斷方法,從而確定系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因。知識診斷法對工作人員的技術(shù)和能力要求比較高,需要高效率和高質(zhì)量地完成電氣設(shè)備故障檢修。由于知識判斷的方法對人才的要求比較高,企業(yè)要想更好地運(yùn)用此方法,就需要進(jìn)行人才培養(yǎng),提升員工的工作技能,使其更好地為企業(yè)服務(wù)。

      3.4信號處理診斷

      該診斷方法通過信號來判斷系統(tǒng)的問題,包括頻率、頻數(shù)、方差等各種數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)偏差與系統(tǒng)故障間的關(guān)系進(jìn)行判斷,來確定系統(tǒng)問題所在。該判斷方法需要工作人員進(jìn)行主觀判斷,并調(diào)用平時(shí)的工作經(jīng)驗(yàn),對于新員工來說具有挑戰(zhàn)性。同時(shí),要保證建筑電氣系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的正確性以及信息的全面性,依靠工作人員的科學(xué)素養(yǎng)和長時(shí)間的工作經(jīng)驗(yàn)方法,結(jié)合不同情況,合理判斷出信號的問題所在,并利用器材找出故障的準(zhǔn)確位置。此方法的精確度比較低,且要在診斷的過程中對系統(tǒng)所處的環(huán)境進(jìn)行綜合分析,以提高診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

      3.5支持向量機(jī)理論故障診斷法

      支持向量機(jī)理論故障,診斷法也稱為SVM。根據(jù)使用方法的不同,分為一對一、一對多等類型。支持向量機(jī)理論故障主要采用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論來加以分析判斷,是建立在風(fēng)險(xiǎn)最小化原則的基礎(chǔ)上,把預(yù)處理的樣本和數(shù)據(jù)分成多個(gè)部分,主要有測試和訓(xùn)練集,設(shè)置好相關(guān)模型參數(shù),通過處理得到相關(guān)的模型數(shù)據(jù)信息。分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)之后,利用模型來判斷測試集,最后判斷出電氣系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障。這種診斷方法實(shí)用性較強(qiáng),可適用于大多數(shù)電氣系統(tǒng)的故障判斷。

      4結(jié)束語

      以目前的實(shí)際需求來說,對建筑電氣系統(tǒng)的故障分析不能只依靠過去已存在的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),更多應(yīng)該尋求新的診斷方法,以科學(xué)縝密的思考態(tài)度判斷問題、診斷故障,以防止災(zāi)難的發(fā)生。在目前可實(shí)行的診斷方法中,電子科技診斷是較為穩(wěn)定與科學(xué)的方法,在問題出現(xiàn)前,綜合運(yùn)用多種方法,消除可能導(dǎo)致故障的不利因素,出現(xiàn)故障問題后,透過現(xiàn)象看本質(zhì),深入發(fā)掘分析其成因,合理將診斷結(jié)果作為解決問題的依據(jù)。從安全性、可靠性層面確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

      參考文獻(xiàn)

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      [2]劉德遠(yuǎn),管培福.智能建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的相關(guān)問題探究[J].住宅與房地產(chǎn),2018(31):74.

      [3]鐘源.建筑電氣的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].工程技術(shù)研究,2019,4(10):196-197.

      [4]何正友.小波分析在電力系統(tǒng)暫態(tài)信號處理中的應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2011.

      [5]李文國,馬秉宇.基于時(shí)域特征和小波分析的故障行波特征識別方法[J].電氣技術(shù),2017,18(5):30-33.

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