建筑电气系统故障诊断方法探析

江锋

【摘 要】电气设备是组成电力系统的主要器件，电气设备在运行时发生故障，相关企业如果诊断和不到位，就会引发一系列问题的发生，首先影响的就是工作进程的正常运行，其次对企业的经济收益和人民的正常工作都会造成一定程度的影响，情况严重时，还会因此发生火灾和爆炸等，对人们的生命安全造成威胁。因此，要加强和完善对电力系统的故障诊断技术是必要的。本文主要针对建筑电气系统故障诊断方法进行简要分析。

【关键词】建筑电气；系统故障；诊断方法

1建筑电气系统故障常见类型

建筑电气系统故障出现后，将引发短路、断路、谐波干扰、电子元件与设备损坏等，其常见类型如下：一是电气线路故障。主要包括电缆线路故障、架空线路故障等，这是线路在恶劣环境中运行所致，导体处于带电工作状态，线路接口和零配件出现锈蚀，让线路运行出现安全隐患。二是电气动力系统故障。其会导致互感器线路圈螺钉出现松动，让断路器难以实现拒分和拒合，电动机也难以正常操作，让变压器出现局部放电现象，线路的短路和断路问题。三是防雷接地系统故障。主要由周围温度高、零线带电、接地电阻数值过大所致，会引起零线带电、接地装置异常和土壤电阻率增加等。四是电气照明系统故障。是由于开关破损、电路无法正常接通、线头接口松动等所致，让熔丝被熔断，电器元件也无法顺利运行。绝缘导线破损将造成电气照明系统短路，金属外壳和用电器具在摩擦中会让电流变大，将烧坏导线，让电路被切断。

2建筑电气系统常见电气故障

2.1断路故障

断路故障是电力系统故障中最为常见的，电其设备的电路系统在运行时由于某种原因导致断开了，断开的电路不允许电流通过，这就导致电力系统不能完好的运行。断路故障的产生原因有很多，最常见的是：电气设备没有及时维修导致线路断开、电线之间的连接点接触不良等。

2.2短路故障

相对于断路故障来说，短路故障危害和处理难度都更大。短路故障产生原因一般为电气设备线路之间的绝缘设备被击穿、不同部位的电位被错误连接等。短路故障的产生如果得不到及时的处理，造成的后果是很严重的，由于电路短路时，其周围的电阻是无线趋近于零的，电流是依旧可以通过的，电流在通过短路部分时，会可能造成线路起火甚至爆炸等问题。

2.3接地故障

大型的电气设备往往都有根地线，这根地线的作用就是保护电气设备的安全运行，其故障发生的原因一般是错误将不是地线的线路当做了地线，或者地线连接的部位出现松动等情况。这类故障属于电力系统故障中比较好解决的故障，一般而言，只要发现的及时，就能得到相应的处理。

2.4电气设备与电气元件的故障

这类故障产生的原因一般是电气设备或电气元件的安装不当、老化等。例如：电流互感器发生故障，一般是其内部器件安装的位置出现问题或者没有安稳，不过检测这类故障是否出现比较简单，电路互感器出现故障时，往往会有声音异常、设备异常发热、冒烟等情况出现，电气设备检查和维修人员以此来找出故障部位并加以解决。

2.5谐波故障

谐波故障的产生原因是电力设备负载方面出现了问题，正常情况下，有相对应的电流产生脉冲电流，而故障时，电网电压会异变，然后这个异变的电压将替代原本的电压给电气设备带来大功率负载问题。除了功率负载出现问题外，电气设备的容性负载和感性负载不合理配置也是产生谐波故障的原因之一。

3建筑电气系统故障诊断方法

3.1信号处理方法

信号处理方法通过对检测信号的运用，多途径获取系统时域、频域内的幅值、频率和方差等特征值，并对特征值和故障的关系进行分析后，将故障原因查找出来。利用这种方法诊断建筑电气系统故障，不仅操作方便，也非常灵活，应用也很广泛。因为使用中在技术运用、环境影响等方面要求很高，需要考虑到外界因素对系统故障诊断的影响，确保建筑电气系统诊断更加精确。

3.2知识诊断法

知识诊断法是对建筑电气系统故障点进行诊断的时候，为让诊断结果更加准确和科学，先要进行专业分析和判断，全面掌握系统运行信息，并以此将故障原因和位置判断出来。知识诊断法具备智能化特点，可以将故障原因和位置快速准确判断出来，实现了诊断精确性的提升，应用也非常广泛。如某电动机故障诊断中采取知识诊断法，系统运行中突然转速降低，最后被迫停止工作，通过检查发现电机温度较高，其表面未查找到异常，同时电机能够自行运转。使用仪器测量绝缘是5MΩ，之后对三相阻值平衡进行测量后发现正常，表明电机本身没有故障。之后甩开负载通电，电动机不能正常工作，且存在呜呜声音，通过万能表檢测发现为C相供电缺相。

3.3解析模型诊断法

解析模型诊断法应用了建筑电气系统数学理论知识，根据系统实际运行情况建立了科学合理的电气系统解析模型，对解析模型进行全面分析，判断并总结出建筑电气系统故障诊断结果，同时根据诊断结果，运用了相应的解决措施，提升了建筑电气系统的安全性、可靠性和稳定性。不过使用解析模型诊断法时，应该对建筑电气系统模型构建具备的条件进行分析，有针对性构建电气系统模型，并运用多种现代化科学技术与方法，全面检测建筑电气系统故障隐患，提升在未知故障诊断与检测上的敏感度，结合解析模型将建筑电气系统故障诊断结果得出来。对于解析模型诊断法的应用，有的建筑电气系统难以构建适宜的数学模型，因此需要在建筑电气系统诊断过程中对其运行状况进行分析，对模型构建条件进行简化，让最终故障诊断更加科学与合理。

3.4支持向量机理论故障诊断法

对于支持向量机理论故障诊断法来说，我们也称之为SVM，根据使用方法的差异，其主要包括以下几种类型，分别为一对一、一对多、决策导向无环图和K类SVM法。支持向量机理论故障诊断法主要采用了统计学习理论，建立在VC维理论和结构风险最小原则基础上的机器学习方法，其能够把预处理后的样本数据分成如下部分，即训练集和测试集，并设置相关的模型参数，利用训练集训练SVM，能够得到模型数据信息，并利用其模型信息判断测试集，最后得出诊断结果。这种故障诊断方法实用性较强，可以解决小样本条件下的分类问题，识别率为1000Ic，在小样本中应用比较多，认可度也很高。如在变压器故障诊断中应用支持向量机理论故障诊断方法，根据欧式聚类原理，运用C#语言编写一个欧式距离计算器，把变压器低能放电、高能放电、中低温过热、高温过热与正常等已知类别状态样本输入到数据库内，在程序处理变压器状态原始数据后，对各数据信息进行调整，把正常状态、强故障状态分别设定为+1和-1。接下来要计算运行训练集和测试集，只要支持向量机训练数据显示-11：0.992：0.99……则表明变压器存在故障。

4结束语

综上所述，在建筑电气系统日常运行的期间，为了让电气系统运行效率和水平得到有效提升，且始终维持较高的稳定性和安全性，需要我们掌握建筑电气系统的常见故障类型，合理运用多种处理方法，消除故障对电气系统运行带来的不利影响。在建筑电气系统故障出现后，我们也要深入分析其成因，运用相应的解决措施，如信号处理方法、知识诊断法、解析模型诊断法和支持向量机理论故障诊断法等，提升故障处理效果，为建筑电气系统更加稳定运行奠定良好基础。

参考文献：

[1]建筑电气系统故障诊断方法研究[J].杨天志.居舍.2018（13）

[2]建筑电气系统故障诊断方法的探讨[J].何加雄.科技经济导刊.2017（15）

[3]建筑电气系统故障诊断方法及应用策略探析[J].石永根.建材与装饰.2016（09）

（作者单位：安徽安博建筑设计有限公司）