分析智能建筑的電氣保護與接地

1、<p>　　分析智能建筑的電氣保護與接地</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟與科技的迅猛發(fā)展，對智能建筑的設(shè)備配備、性能指標以及使用功能上提出了更高的要求，智能建筑各類電氣設(shè)備的接地問題也受到了廣泛的關(guān)注。智能建筑的接地直接關(guān)系著數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约霸O(shè)備運行的安全性，因此，深入研究智能建筑的電氣保護與接地意義重大。本文以智能建筑的電氣接地保護為出發(fā)點，著重分析了智能建筑中比較典型的接地措施。 </

2、p><p>　　關(guān)鍵詞：智能建筑；電氣保護；接地 </p><p>　　中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　智能建筑是以向用戶提供安全的生活空間，健康舒適的環(huán)境，并提供靈活的使用功能，且支持文化交流、辦公與商務(wù)需求為目標，優(yōu)化建筑物的結(jié)構(gòu)、服務(wù)、系統(tǒng)以及管理等基本要素及其內(nèi)在聯(lián)系，從而提供一個高效率且安全舒適、投資合理的環(huán)境，滿足

3、建筑使用人員對建筑物的安全、費用等各方面的要求的建筑。智能建筑的電氣接地保護不僅關(guān)系著建筑設(shè)備的可靠性，而且關(guān)系著建筑使用人員的人身安全，因此做好智能建筑的電氣保護與接地工作至關(guān)重要。 </p><p>　　一、智能建筑的電氣接地保護方式分析 </p><p>　　接地系統(tǒng)在智能建筑的供電與配電設(shè)計中占據(jù)著非常重要的地位，智能建筑的接地系統(tǒng)設(shè)計是否合理直接影響著建筑的整個供電系統(tǒng)安全與可靠

4、運行。同時，隨著對智能建筑的各項要求的不斷提高，建筑中各類設(shè)備具備的功能也表現(xiàn)出了巨大的差異性，這就直接決定了智能建筑的接地系統(tǒng)，在設(shè)計上也會相應(yīng)的有所差異。現(xiàn)就智能建筑中常用的幾種接地方式及其特點進行如下分析： </p><p>　?。ㄒ唬㏕N－S系統(tǒng)及其特點分析 </p><p>　　該接地系統(tǒng)是PE線（Protecting Earthing，保護接地線，簡稱地線）與三相四線組合而成的

5、系統(tǒng)。當有獨立的變電所或者配電所設(shè)置在建筑物的內(nèi)部時，在建筑物的變配電所的進線中大多采用的是TN－S系統(tǒng)。除了在變壓器的中性點的位置，不帶電的接地線PE與帶電的中性線N兩者會有共同接地之外，PE線與N線不會再有任何形式的電氣連接情況出現(xiàn)，這是TN－S系統(tǒng)最主要的特點。TN－S接地系統(tǒng)完全具備有智能建筑所要求的安全可靠的基準電位，若在智能建筑中的電子設(shè)備（如計算機等）并沒有特別的要求的情況下，通常在智能建筑中都會采用TN－S接地系統(tǒng)（如圖

6、一所示）。 </p><p>　　圖一智能建筑的TN－S接地系統(tǒng)示意圖 </p><p>　?。ǘ㏕N-C系統(tǒng)及其特點分析 </p><p>　　在該接地系統(tǒng)中，地線PE與中性線N合為一體，共同組成兼有地線與中性線的PEN線。線路經(jīng)濟簡單以及對于接地短路故障具有較高的靈敏度是TN-C接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點。其缺陷在于適用的范圍比較窄，通常只在三相負荷較為平衡的場地中比

7、較適合采用該接地系統(tǒng)。然而在多數(shù)的智能建筑中，多以非線性負荷以及單相負荷為主，要實現(xiàn)三相負荷平衡的難度非常大。同時，線路中存在的高次諧波電流與不平衡電流（位于PEN線中），在沒有產(chǎn)生故障的情況下，通常會在中性線N處進行疊加，從而產(chǎn)生電壓的波動以及電位的不穩(wěn)定漂移，致使智能建筑的設(shè)備帶電，從而威脅著建筑使用人員的人身安全。因此，目前的智能建筑中已不使用該系統(tǒng)。 </p><p>　?。ㄈ㏕N-C-S系統(tǒng)及其特點分

8、析 </p><p>　　該接地系統(tǒng)是由TN-S系統(tǒng)與TN-C系統(tǒng)共同組合而成，兩個系統(tǒng)在地線與中性線的連接點處分界。當建筑物的供電來自于區(qū)域的變電所時，通常采用TN-C-S系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)用于進戶之前，在進戶的位置會進行重復(fù)接地，TN-S系統(tǒng)用于進戶之后。TN-C-S系統(tǒng)在正常的運行過程中，地線連接的電氣設(shè)備的外殼及其金屬構(gòu)件從始至終都不會帶電，從而確保了建筑物使用人員的安全。同時，TN-C-S系統(tǒng)能夠通過有

9、效的措施獲取智能建筑電子設(shè)備所需求的基準電位，是當前智能建筑中一種較為典型的接地系統(tǒng)（如圖二所示） </p><p>　　圖二智能建筑的TN-C-S接地系統(tǒng)示意圖 </p><p>　　二、智能建筑中比較典型的接地措施分析 </p><p>　　（一）安全保護接地分析 </p><p>　　在智能建筑的電氣設(shè)備中，用地線將智能建筑樓宇內(nèi)的電氣

10、設(shè)備及其不帶電的部分金屬構(gòu)件連接起來，但禁止將中性線與地線兩者連接起來，這種接地保護措施即為安全保護接地。智能建筑中的部分不帶電的電氣設(shè)備及其構(gòu)件以及一些強弱電設(shè)備都須采取該接地保護措施。如果智能建筑的電氣設(shè)備沒有采取安全保護接地措施時，當設(shè)備產(chǎn)生絕緣損壞的情況下，電氣設(shè)備的外殼就很可能會帶電，若此時人體與該電氣設(shè)備接觸，形成電擊損傷或者引發(fā)生命危險事故的機率就非常大。同時，如果電力系統(tǒng)的中性點沒有采取直接接地方式，所產(chǎn)生的短路電流會經(jīng)

11、過線路對地電容形成通路；若電力系統(tǒng)的中性點采取的是直接接地方式的情況時，產(chǎn)生的短路電流會經(jīng)過大地或者人體返回到中性點中。這兩種情況中的任何一種都會導(dǎo)致人體觸電的情況的產(chǎn)生，因此有必要采取安全保護接地措施。 </p><p>　?。ǘ┙涣鞴ぷ鹘拥卮胧┓治?</p><p>　　交流工作接地也稱工作接地，是指通過電阻或阻抗等特殊設(shè)備或直接把電力系統(tǒng)中的某一點進行金屬連接的接地措施。在這一接地

12、措施中主要是將中性線與變壓器的中性點進行接地，且必須采用銅芯絕緣線作為中性線。同時，在智能建筑的配電系統(tǒng)中有接線端子（用于等電位的輔助）存在，此時要確保等電位接線端子設(shè)置在箱柜之內(nèi)，嚴禁外露。采用交流工作接地的措施，要確保該工作接地不能與防靜電接地、直流接地等其他接地系統(tǒng)出現(xiàn)混接的情況，同時要避免與保護地線出現(xiàn)連接的情況。對于低壓系統(tǒng)而言，采用中性點接地的方式可以使三相電壓基本保持平衡，有效避免零序電壓發(fā)生偏移，從而利于低壓系統(tǒng)單相電源

13、的使用。對于高壓系統(tǒng)而言，運用中性點接地，能夠有效地消除單相電弧接地過電壓，從而通過接地繼電有效地保護動作。 </p><p>　?。ㄈ┓览捉拥胤绞椒治?</p><p>　　1.智能建筑防雷結(jié)構(gòu)建立的必要性。防雷接地主要通過有效的方式將雷電流快速地引入到大地之中，從而有效避免雷害。在智能建筑的樓宇內(nèi)部，在樓宇的側(cè)墻以及吊頂?shù)炔课粠缀醪紳M了各種復(fù)雜的布線系統(tǒng)（例如，閉路電視系統(tǒng)、通信自動

14、化系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)以及火災(zāi)報警系統(tǒng)等），而且設(shè)置有大量的電氣設(shè)備，它們均屬于容易受到雷擊的部分，而且這些布線系統(tǒng)以及電氣設(shè)備對于防干擾的要求非常高，然而耐壓的等級卻非常低。因此無論發(fā)生何種形式的雷擊（如串擊或者是直擊等），都會對智能建筑的電氣設(shè)備形成非常嚴重的干擾，或者造成電氣設(shè)備的損壞。這就要求智能建筑必須具備嚴密且可靠的防雷擊接地設(shè)計，而且在智能建筑中，其他全部的功能接地均必須將防雷接地作為基礎(chǔ)，從而構(gòu)建比較完整的防雷擊結(jié)構(gòu)。

15、</p><p>　　2.智能建筑防雷結(jié)構(gòu)建立的措施。由于智能建筑通常都屬于一級負荷，因此在智能建筑進行防雷接地設(shè)計時，必須根據(jù)一級防雷建筑物的標準開展防雷設(shè)計。在智能建筑的樓宇頂部，采用鍍鋅扁鋼組成網(wǎng)格狀的避雷帶，并將樓宇屋頂?shù)慕饘贅?gòu)件、樓宇柱頭鋼筋與網(wǎng)格避雷帶進行電氣連接，并建立防雷系統(tǒng)與樓層鋼筋之間的連接，同時還要確保防雷系統(tǒng)與智能建筑樓宇外墻面中的全部的金屬構(gòu)件進行連接，且接地體要與大樓柱頭鋼筋進行連接，

16、從而建立起一個能夠有效防雷的籠形的多層屏蔽防雷系統(tǒng)，從而達到防止外來電磁干擾，避免智能建筑內(nèi)部的電氣設(shè)備遭受雷擊的目的。此外，當智能建筑的電氣設(shè)備與防雷裝置在安全工作接地方式中，都是采用同一接地網(wǎng)的情況下，要確保接地電阻為最小值。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]劉建林.智能建筑的電氣保護接地應(yīng)用研究[J].制造業(yè)自動化,

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