楼宇电气自动化系统关键环节与电气保护

　　0 引言。

　　现代建筑的发展趋势越来越倾向于楼宇智能化发展，而电气自动化则是楼宇智能化的重要组成部分，也是基本环节，为楼宇智能化的实现起了至关重要的作用，最大限度节省资源和人力，保证各系统设备的安全运行。

　　1 楼宇电气自动化设计。

　　在设计现代建筑设备自动化时，充分发挥建筑电气系统功能是必须遵循的原则，可以为整个建筑电气设备安全作保证，合理组合系统，节约能源与人力资源。在建筑的防雷、建筑监控系统、信息网络和有线电视系统等设计要做好协调工作，才能保证现代建筑设备弱电设计的安全可靠性。建筑电气自动化系统有集操作、表现、打印、报警、优化于一体的中央管理统计机，其设计的集中性克服了常规仪表控制功能的单一性和限制性，以及解决了集散系统控制分散后人机难以联系的难题，统一管理了分散后的人机系统。

　　整个建筑接地系统中楼宇智能电气设备接地设计占具重要地位，关系到整个建筑的供电系统运行的安全性能。所以，现代化的楼宇智能系统在接地系统的设计上花了很大的工夫，提出了许多新的要求。因为原有的接地设计控制基本理论基础上的击散统计机系统的继续沿用，会干扰电子设备的正常工作。现代智能建筑的接地系统设计包含了安全保护、防雷保护、交流工作和电子设备直流接地系统。另外，建筑物电气自动化系统设计还要遵循的原则；必须严格按照上级批示文件操作，遵循建筑单位设计要求和工艺设备清单。在建筑物电气自动化系统设计实施时，必须按照国家规定程序和规范执行。

　　能够将整个建筑物各种机电设备信息分类整理，并研究处理，选用最优化的控制技术是设计电气自动化系统的目的，并且对各系统集中全面管理，保持系统的运行状态稳定、高效，减少各系统的造价费用。

　　2 电气自动化系统的关键环节。

　　2.1 TN-S 系统。

　　在建筑物变配电不够独立的时候可以选用 TN-S 系统接地，TN-S 系统的主要特点在于中性线 N 和 PE 保护接地线出共同接地外没有其他任何电气连接。该接地系统完全具备了安全的基准电位，与 TN-C-S 采取同样的技术措施便可以将 TN-S 用作智能建筑物接地系统。在一般情况下都是采用 TN-S 接地系统。

　　智能建筑的单相用电设备占多数，负荷较大，往往三相负荷是不稳定的导致中性线 N 会带随机电流。如果智能楼宇大量采用荧光灯照明加大中性线的电流，很容易造成火灾。如果在 TN-S 系统下 PE 线与 N 线连接到外壳，造成的火灾危险更大，会扩大点击事故范围。当 N 线、PE 线、直流接地线均连接在一起还会干扰电子设备运行。综上所述，智能楼宇应该设置电子设备直流接地，安全保护接地、防雷保护接地；由于智能楼宇中程控交换机房、消防火灾报警监控室、计算机房都有防静电的要求，还有大量精密电子仪器设备有防电磁波干扰的要求，智能楼宇在设计和施工中都要将屏蔽接地和防静电接地考虑进去。

　　2.2 TN-C-S 系统。

　　TN -C 系统和 TN -S 系统组成了 TN -C -S 接地系统，N 线与 PE 线的连接点是其分界面。TN-C-S 系统一般用在建筑的供电区域变电场所，进户之前采用 TN-C系统，进户之后改用 TN-S 系统。图 1 为 TN-C-S 系统供电示意图。

　　3 电气保护。

　　3.1 交流工作接地。

　　工作接地是指变压器中性点或中性线接地，中性线必须采用绝缘铜芯。主要作用是配电过程中辅助等电位线端子的工作，而等电位端子活动场所一般都在箱柜内，是因为该接线端子是不能外露，和其他接地系统混接的。中性点接地可以保持三相电压的基本平衡，防止零序电压的偏移，可供单相电源使用。

　　3.2 安全保护接地。

　　将电气设备不带电金属与接地体做良好金属连接的接地系统我们称为安全保护接地。具体来说就是用 PE 线将大楼内用电设备和附近的金属构件连接起来。现代化建筑有非常多的设备是要求安全保护接地的：强电设备、弱电设备等。有效的运行安全保护接地是保障人身安全以及非智能设备的必要手段。

　　3.3 屏蔽接地与防静电接地。

　　防止电磁干扰的最佳保护方法是屏蔽与正确接地：将PE 线与设备外壳相连接；屏蔽管路两端与 PE 线可靠连接是导线屏蔽接地的要求；PE 线要与室内屏蔽更多的可靠连接。在现代建筑中防静电干扰也是相当重要的，人的走步、移动设备在干燥洁净的房间内都是会引起静电的。

　　3.4 直流接地。

　　智能楼宇内包含着大量的通讯设备、计算机一级大楼自动化设备。而这些设备在运行时都是通过微电位快速进行信息的传递、能量的转换、信号要放大等过程，并且设备往往是通过互联网进行工作。所以在保证其运行的准确性能是，必须需要稳定的供电电源和基准电位。

　　3.5 防雷接地。

　　智能楼宇有大量电子设备以及布线系统，并且通常耐压等级低，对方干扰要求极高，最怕雷击。不管是受到雷得直击还是反击和串击，都会不同程度损坏干扰到这部分的运行。所以智能楼宇的接地系统都要以防雷接地系统为基础，建立强有力的防雷体系。图 2 为智能楼宇防雷系统示意图。

　　电气自动化在楼宇智能化中的应用，明显提高了楼宇电气设备的安全运行，这是毋庸置疑的，就以浪涌保护保护器来说：它的的作用是防止导线穿过不同防雷区交界，雷电波入侵产生的电位差损坏设备。按照设备电气保护区域和保护等级划分，可选用不同数值参数的浪涌保护器，见表 1.

　　一般来说雷电损害中雷电波侵入导致弱电系统故障占比 60%-80%.电气工程采用多层防护，在线缆处安装电涌保护装置 SPD 进行线路瞬态过呀防护，并且依照图纸不同设备 SPD 电压保护不同：电源线路进入设备时耐冲击电压幅值 6kV,配电线路以及分支线路电压幅值4kV,用电设备 2.5kV,特殊保护设备 1.5kV.SDP 通流容量按照总雷电流 150kA 来计算，应该将 50%电流分配通过接地系统接地，剩余 50%安装于相线或者中线的浪涌保护器接地，每相线雷电流 19kA,计算的可以知道第一级 SDP通流容量为 12.5kA.

　　4 结语。

　　本文论述了智能楼宇的概念和电气自动化系统，并以浪涌保护器安装效果为例阐述了电气自动化的安全性能。总的来说，电气自动化是未来建筑楼宇设计中的必要条件，保证了楼宇建筑电气设备的安全运行。

　　参考文献：

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