鄧小剛

摘要：城市化不斷發(fā)展下，對(duì)建筑質(zhì)量及性能提出了更高的要求，電氣系統(tǒng)屬于建筑中的重要組成部分，具備一定的復(fù)雜性，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，影響建筑性能的同時(shí)，很可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。基于此，本文重點(diǎn)對(duì)建筑電氣故障自診斷技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行探究，從建筑電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障入手，分析建筑電氣故障自診斷過(guò)程，提出建筑電氣故障自診斷技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;故障自診斷;技術(shù)應(yīng)用

引言

建筑領(lǐng)域不斷發(fā)展中，對(duì)建筑電氣系統(tǒng)故障的重視程度逐漸提高。建筑領(lǐng)域也選擇了有效的方案，進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低系統(tǒng)運(yùn)行故障。但就電氣系統(tǒng)實(shí)際而言，其不但具備較大的復(fù)雜性，并且在運(yùn)行環(huán)節(jié)會(huì)受到較多外界因素的影響，若沒(méi)有及時(shí)處理，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此，需要重點(diǎn)探究建筑電氣故障自診斷技術(shù)，找準(zhǔn)故障位置及原因，及時(shí)加以解決。

1建筑電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障

第一，線路故障。具體包括電纜線路故障、架空線路故障等，與線路所處環(huán)境存在較大聯(lián)系。當(dāng)出現(xiàn)故障后，會(huì)使導(dǎo)體處于帶電工作狀態(tài)，并且，也會(huì)出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響線路的正常運(yùn)行[1]。第二，動(dòng)力系統(tǒng)故障。這一故障發(fā)生后，互感器線圈螺釘會(huì)松動(dòng)，從而導(dǎo)致變壓器局部放電，發(fā)生短路或斷路等不良情況。第三，防雷接地系統(tǒng)故障。當(dāng)周圍溫度過(guò)高或接地電阻數(shù)值過(guò)大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)這一故障，故障發(fā)生后，會(huì)使接地裝置發(fā)生異常、零線帶電，嚴(yán)重影響系統(tǒng)防雷性能。除此之外，電氣照明系統(tǒng)故障也是建筑電氣系統(tǒng)較為常見(jiàn)的故障，出現(xiàn)這一故障后，會(huì)出現(xiàn)短路情況，影響電氣照明系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2建筑電氣故障自診斷過(guò)程

對(duì)于故障自診斷而言，實(shí)際上指的是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，選擇不同的監(jiān)測(cè)方式，分析系統(tǒng)運(yùn)行情況，判斷其是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。如果存在異常，可以通過(guò)儀器、儀表或者人工的方式進(jìn)行測(cè)試及判斷，找出故障發(fā)生的具體位置，從而及時(shí)進(jìn)行故障維修。此外，還可以預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行針對(duì)性的處理，避免故障出現(xiàn)。

第一，特征信號(hào)檢測(cè)。通常情況下，建筑中會(huì)存在較多種類的電氣設(shè)備，而設(shè)備不同的情況下，信號(hào)輸出形式也存在較大差異，通過(guò)特征信號(hào)能夠準(zhǔn)確的反映出電氣系統(tǒng)功能信號(hào)，因此，識(shí)別電氣設(shè)備故障時(shí)，通常會(huì)通過(guò)特征信號(hào)表示。進(jìn)行特征信號(hào)提取時(shí)，可以選擇以能量形式的方式提取，也可以選擇以物態(tài)形式的方式提取。第二，提取征兆信號(hào)。提取征兆信號(hào)使，通常會(huì)根據(jù)不同的特征信號(hào)[2]，選擇針對(duì)性的方式進(jìn)行提取。因?yàn)樘卣餍盘?hào)包括物態(tài)形式以及能量形式，所以，應(yīng)針對(duì)具體類型選擇不同的提取方式。對(duì)于物態(tài)形式特征信號(hào)，提取其征兆信號(hào)時(shí)，可以選擇化學(xué)或物理方法進(jìn)行提取，對(duì)于能量形式特征信號(hào)，在征兆信號(hào)提取時(shí)，可以在相位域、頻域以及時(shí)域中提取。第三，系統(tǒng)狀態(tài)識(shí)別。判斷電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)將特征信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行比較，從差異中得出電氣系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。如果運(yùn)行正常，可以對(duì)其為來(lái)運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行存在問(wèn)題，會(huì)進(jìn)行狀態(tài)的深入診斷，從而找出故障的具體原因以及發(fā)生位置等，以此作為主要依據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)維修。第四，故障維修決策。根據(jù)不同故障原因，并與故障發(fā)生相關(guān)信息相結(jié)合，制定出科學(xué)、合理的維修措施，維修人員根據(jù)具體的維修計(jì)劃，及時(shí)維修故障，保證電氣系統(tǒng)良好運(yùn)行。

3建筑電氣故障自診斷技術(shù)應(yīng)用

3.1 小樣本SVM故障診斷

該故障診斷技術(shù)，主要是利用機(jī)器學(xué)習(xí)原理，在給定訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)系統(tǒng)輸出及輸入相關(guān)性分析下，預(yù)測(cè)出系統(tǒng)行為是否正常。機(jī)器學(xué)習(xí)中，一般情況下，損失函數(shù)L（Y，Y的實(shí)際值）主要是機(jī)器輸出損失的實(shí)際值，以便更好的開(kāi)展預(yù)測(cè)工作，對(duì)于損失函數(shù)而言，其屬于預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)。

公式一

訓(xùn)練樣本的平均損失程度就是經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，可用以下公式進(jìn)行表示：

公式二

機(jī)器學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是將預(yù)期（實(shí)際）風(fēng)險(xiǎn)降至最低，從公式一中得出，該風(fēng)險(xiǎn)與聯(lián)合概率 ?存在較大聯(lián)系，公式二將經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)降至最低。預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系如下：

公式三

公式三中，h表示的是學(xué)習(xí)機(jī)的vc維，代表著學(xué)習(xí)機(jī)的學(xué)習(xí)能力，數(shù)值越大，其體驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)則會(huì)越小，n表示的是樣本數(shù)， ?表示的是置信范圍。

3.2知識(shí)診斷技術(shù)

故障診斷過(guò)程中，知識(shí)診斷技術(shù)主要是先通過(guò)專業(yè)知識(shí)，分析故障基本情況，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行掌握，找到故障位置及產(chǎn)生故障的原因[3]。這種故障診斷技術(shù)具備較多的優(yōu)點(diǎn)，尤其是具備智能化特點(diǎn)，能夠快速檢查出故障的位置與原因，使診斷更為精準(zhǔn)，診斷效率較高。例如，診斷某一電動(dòng)機(jī)故障時(shí)，在知識(shí)診斷技術(shù)應(yīng)用下，診斷人員會(huì)快速診斷出系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降低、停止運(yùn)行的主要原因是電機(jī)溫度過(guò)高。獲得這一診斷結(jié)果后，相關(guān)工作人員測(cè)量了絕緣情況，得到數(shù)值為5MΩ。測(cè)量三相阻值平衡后，發(fā)現(xiàn)平衡數(shù)值處于正常范圍內(nèi)，從而得出電機(jī)自身狀態(tài)正常，將負(fù)載通電斷開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常，有較大的噪音，通過(guò)實(shí)際檢測(cè)，最終得出是由于C相供電缺相導(dǎo)致，進(jìn)而針對(duì)性的進(jìn)行了處理。

3.3解析模型診斷技術(shù)

這一診斷技術(shù)，主要是應(yīng)用建筑電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)理論知識(shí)，與系統(tǒng)實(shí)際情況相結(jié)合，構(gòu)建電氣系統(tǒng)解析模型，同時(shí)，在解析模型的深入分析下，了解電氣系統(tǒng)故障情況，得到最終的診斷結(jié)果，從而根據(jù)結(jié)果制定出故障的處理措施。在技術(shù)的良好應(yīng)用下，會(huì)保證系統(tǒng)更為穩(wěn)定、安全、可靠[4]，為故障處理工作的開(kāi)展提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。不過(guò)解析模型診斷技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在一定限制，只有在具備模型條件的系統(tǒng)中，才能使用，電氣系統(tǒng)模型建設(shè)是此項(xiàng)技術(shù)的一項(xiàng)主要工作，在此基礎(chǔ)上，會(huì)全面檢測(cè)系統(tǒng)存在的故障隱患，不僅可以診斷未知故障，還能有效提升檢測(cè)敏感度。若一些建筑電氣系統(tǒng)不具備建設(shè)數(shù)學(xué)模型的條件，應(yīng)在良好診斷下，分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況，通過(guò)構(gòu)建簡(jiǎn)化模型的手段，使故障診斷更為科學(xué)、合理。

3.4壓縮感知技術(shù)

壓縮感知技術(shù)，簡(jiǎn)稱為CS，這種診斷技術(shù)主要是以線性模型為基礎(chǔ)，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，在故障異常信號(hào)應(yīng)用下，提取故障特征，同時(shí)，在相應(yīng)算法運(yùn)用下開(kāi)展診斷工作，從而確定出故障類型。主要診斷流程包括：第一，分析故障數(shù)據(jù)，提取故障特征，建設(shè)訓(xùn)練樣本矩陣;第二，在支持向量機(jī)算法應(yīng)用下，進(jìn)行訓(xùn)練及訓(xùn)練樣本字典建設(shè);第三，錄入測(cè)試樣本，根據(jù)相應(yīng)公式做出實(shí)際計(jì)算，通過(guò)殘差項(xiàng)計(jì)算后，得到殘差項(xiàng)最小值，對(duì)測(cè)試樣本類別進(jìn)行判斷。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑電氣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)線路故障、動(dòng)力系統(tǒng)故障、防雷接地系統(tǒng)故障、照明系統(tǒng)故障等，為有效預(yù)防并診斷建筑電氣系統(tǒng)故障，應(yīng)加大對(duì)于建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)的應(yīng)用與研究，了解其診斷的具體流程，還應(yīng)通過(guò)小樣本SVM故障診斷、知識(shí)診斷技術(shù)、解析模型診斷技術(shù)、壓縮感知技術(shù)的良好應(yīng)用，避免電氣系統(tǒng)故障的出現(xiàn)，當(dāng)然診斷技術(shù)并不局限于此，在未來(lái)還應(yīng)進(jìn)行深入的探討，確保電氣系統(tǒng)良好運(yùn)行。

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