建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法研究

李晨

安慶市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院 安徽 安慶 246000

1 電氣設(shè)備故障診斷應(yīng)用現(xiàn)狀

為解決短路、斷線、電氣設(shè)備損壞等電氣故障所帶來的各種問題，故障診斷技術(shù)通過對電氣設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)故障，并提出針對性的維修策略。應(yīng)用于電氣設(shè)備故障診斷的算法一般可以分為基于解析模型的方法、基于定性經(jīng)驗知識的方法以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法三種。

1.1 基于解析模型的方法

其主要是通過將設(shè)備的實際運行狀態(tài)與建模后的預(yù)測運行狀態(tài)進行對比分析，對設(shè)備故障進行診斷，但是此種故障診斷算法跟模型參數(shù)關(guān)系較大，有一定的誤差[1]。

1.2 基于定性經(jīng)驗知識的方法

其依賴于系統(tǒng)的先驗知識，主要是應(yīng)用專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粗糙集理論等技術(shù)對故障進行診斷，但由于涉及的專業(yè)知識比較復(fù)雜，應(yīng)用起來相對困難，不易操作。

1.3 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法

其主要是通過對監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)和離線歷史數(shù)據(jù)的分析，來對設(shè)備故障進行診斷。若只采用某一種算法對電氣設(shè)備進行故障診斷，在實際引用時可能存在缺陷，因此，考慮將三種方法進行融合，綜合三種算法的優(yōu)勢，達到很好的故障診斷效果。例如，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中加入粗糙集理論，既可以減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)，提高故障診斷效率，又能提高數(shù)據(jù)的代表性，較少噪聲干擾。

2 電氣設(shè)備故障檢查方法

（1）直觀法。直觀法是最常用的電氣設(shè)備故障檢查方法，指的是通過看、聽、聞等手段對電氣設(shè)備故障的外部表現(xiàn)進行檢查，并判斷故障的類型。例如，一些電氣設(shè)備觸電在進行閉合操作、分斷電路操作或者導(dǎo)線線頭松動時就會產(chǎn)生火花，所以觀察電器是否出現(xiàn)火花現(xiàn)象、火花現(xiàn)象是否嚴重，可以有效判斷電氣設(shè)備故障類型。

（2）對比法。將檢測數(shù)據(jù)與正常運行的記錄參數(shù)進行對比，也可以判斷出電氣設(shè)備的故障。如果某一電氣設(shè)備沒有檢測數(shù)據(jù)，也沒有正常運行狀態(tài)的記錄，則可與相同型號的正常電氣設(shè)備進行比較。如果電氣設(shè)備中的電氣元件的控制性質(zhì)相同，或者該電氣設(shè)備由多個元件共同控制，可以參考其他類似電源元件的正常動作情況，從而判斷故障類型[2]。

（3）短接法。第一，導(dǎo)線斷路、導(dǎo)線虛連或?qū)Ь€松動；第二，觸點接觸不良、觸點虛焊以及觸點假焊；第三，熔斷器熔斷。針對這些故障，除了電阻法、電壓法之外，還可以使用短接法進行檢查。即使用一份絕緣性能良好的導(dǎo)線，連接可能出現(xiàn)斷路故障的部位，在接到某一處電路運行恢復(fù)正常時，此處即為斷路故障的具體位置。

（4）強迫閉合法。如果使用直觀法沒有檢查出故障點的位置，且沒有特別適合測量的儀器儀表，則可以通過絕緣棒來強行按下繼電器、接觸器以及電磁鐵，然后觀察電氣設(shè)備的變化，進而判斷故障。

3 電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)應(yīng)用

3.1 變壓器監(jiān)測診斷

在線檢測系統(tǒng)運行主要涉及電力變壓器、微計算機、光纖、超聲傳感器以及電流傳感器，同時，還包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析與控制單元。準確對變壓器放電量進行判斷，必須嚴格按照規(guī)定要求展開。診斷過程中因為無線電會造成一定的干擾，所以需要在安裝在線檢測裝置期間，盡量提高分辨率。繪制分布譜圖進行科學(xué)判斷，將譜圖信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹讣y信息，以此對放電模式進行準確識別，并且確定故障的嚴重情況。準確對放電源進行定位，具體包括聲信號定位、電信號定位。其中，聲信號定位主要針對放電信號進行分組處理，根據(jù)電信號參考基準，對時差速度以及聲傳播速度等進行對比，及時編制方程式，隨即確定放電源具體位置。隨即進行延時分析，設(shè)雙曲面方程，根據(jù)計算數(shù)值準確診斷放電故障。電信號定位，則針對變壓器繞組過程中所出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，主要通過繞組二端進行傳播。及時對繞組的中端與高端電信號進行采集，分析電信號的線性關(guān)系，由此與準確定位放電源位置[3]。

3.2 電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘診斷

電控柜緊急開關(guān)Q2跳閘診斷技術(shù)，主要涉及PLC、觸摸屏、24V電源系統(tǒng)、I/O電纜等。通過控制部分、顯示部分、24V電源系統(tǒng)、現(xiàn)場安裝，準確診斷故障問題并且妥善解決。其中，控制部分屬于獨立安裝類型，是重要的監(jiān)控裝置，有效監(jiān)督電氣設(shè)備運行情況，并且不會對原設(shè)備造成影響，能夠單獨運行與控制。控制部分的主要控制元件為OMRON（可選）的產(chǎn)品。其采用可編程控制器，是自動化控制的重要機型，不僅運行速度比較快，工作穩(wěn)定性好，并且控制功能完善，能夠自動、實時對電氣設(shè)備進行監(jiān)測。如此不僅減少額外軟件環(huán)節(jié)，同時，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)上維護維修更及時、到位，保證電氣設(shè)備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)利用主電控柜安裝，安裝簡單、布局合理、維護方便?？刂葡到y(tǒng)是獨立安裝的，屬于監(jiān)控裝置，不會影響原設(shè)備的正常運行。GD-Q2跳閘故障快速分析系統(tǒng)實現(xiàn)了故障快速判斷，故障點定位準確，顯示快捷直觀，提升了Q2故障點分析的自動化水平，降低了電氣維修人員的勞動強度，縮短了維修時間和因維修帶來的停機時間。

3.3 基于人工智能技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)開發(fā)

為了提高電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的智能化，將專家系統(tǒng)、模糊推理、機器學(xué)習等信息融合技術(shù)融入故障診斷系統(tǒng)開發(fā)中，充分利用智能信息處理技術(shù)的協(xié)作優(yōu)勢，克服應(yīng)用單一故障診斷方法所存在的局限性，為電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷數(shù)據(jù)的分析和處理提供一個有力的解決工具[4]。

4 結(jié)束語

相關(guān)工作人員一定要使用正確的檢查方法，以最快的時間確定出故障位置和故障類型，并采取科學(xué)合理的維修措施恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運行。