电气自动化专业毕业论文题目
电气自动化在智能建筑中的应用
摘要]
[关键词]
随着我国国民经济的迅猛发展,高档智能化建筑已成为当今建筑的主流。文章就电气自动化在智能建筑中的应用谈一下自己的观点。
电气自动化智能建筑接地
一、TN-S系统
二、TN-C-S系统
三、交流工作接地
四、安全保护接地
五、屏蔽接地与防静电接地
六、直流接地
七、防雷接地
八、结束语
TN-S系统是把中性线N和保护接地线
PE严格分开的低压配电系统,是一个三相四
线加PE线的接地系统。中性线N与保护接地线
PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再
有任何的电气连接。系统正常运行时,中性
线N带电,而PE线不带电。该接地系统具备安
全可靠的基准电位,PE线不允许断线,对地
没有电压,故设备金属外壳接在PE线上安
全、可靠。因此,TN-S系统可作为智能建筑
的电气接线系统。在智能建筑里,单相用电
设备较多,单相负荷比重较大,三相负荷通
常是不平衡的,因此在中性线N中带有随机电
流。另外,由于大量采用荧光灯照明,其所
产生的三次谐波叠加在N线上,加大了N线上
的电流量,如果将N线接到设备外壳上,会造
成电击或火灾事故;如果在TN-S系统中将
N线与PE线连在一起再接到设备外壳上,那么
危险更大,凡是接到PE线上的设备,外壳均
带电;会增加电击事故的范围;如果将N线、
PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述
的危险外,电子设备将会受到干扰而无法工
作。因此智能建筑应设置电子设备的直流接
地,交流工作接地,安全保护接地及普通建
筑也应具备的防雷保护接地。此外,由于智
能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换
机房、计算机房、消防及火灾报警监控室以
及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设
备,所以在智能楼宇的设计和施工中,还应
考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。
TN-C-S系统由两个接地系统组成,第
一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S系
统,分界面在N线与PE线的连接点。该系统一
般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场
所,进户之前采用TN-C系统,进户处做重复
接地,进户后变成TN-S系统。TN-S接地系
统明显提高了人及物的安全性。同时只要我
们采取接地引线,各自都从接地体一点引
出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共
同获得一个等电位基准点等措施,因此TN-
C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地
系统。
工作接地主要指的是变压器中性点或中
性线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。
在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位
接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接
线端子不能外露;不能与其它接地系统,如
直流接地,屏蔽接地,防静电接地等混接;
也不能与PE线连接。在高压系统里,采用中
性点接地方式可使接地继电保护准确动作并
消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以
防止零序电压偏移,保持三相电压基本平
衡,这对于低压系统很有意义,可以方便使
用单相电源。
安全保护接地就是将电气设备不带电的
金属部分与接地体之间作良好的金属连接。
即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些
金属构件,用PE线连接起来,但严禁将PE线
与N线连接。
在现代建筑内,要求安全保护接地的设
备非常多,有强电设备,弱电设备,以及一
些非带电导电设备与构件,均必须采取安全
保护接地措施。当没有做安全保护接地的电
气设备的绝缘损坏时,其外壳有可能带电。
如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电
击伤或造成生命危险。我们知道:在一个并
联电路中,通过每条支路的电流值与电阻的
大小成反比,即,接地电阻越小,流经人体
的电流越小,通常人体电阻要比接地电阻大
数百倍,经过人体的电流也比流过接地体的
电流小数百倍。当接地电阻极小时,流过人
体的电流几乎等于零。实际上,由于接地电
阻很小,接地短路电流流过时所产生的压降
很小,所以设备外壳对大地的电压是不高
的。人站在大地上去碰触设备的外壳时,人
体所承受的电压很低,不会有危险。加装保
护接地装置并且降低它的接地电阻,不仅是
保障智能建筑电气系统安全,有效运行的有
效措施,也是保障非智能建筑内设备及人身
安全的必要手段。
在现代建筑中,屏蔽及其正确接地是防
止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳
与PE线连接;导线的屏蔽接地要求屏蔽管路
两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多点与
PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁
净、干燥的房间内,人的走步、移动设备,
各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿
度10~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万
伏的静电电压,如果没有良好的接地,不仅
仅会产生对电子设备的干扰,甚至会将设备
芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电
的物体(非绝缘体)通过导静电体与大地构
成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接
地要求在洁静干燥环境中,所有设备外壳及
室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可
靠连接。智能建筑的接地装置的接地电阻越
小越好,独立的防雷保护接地电阻应≤10
Ω;独立的安全保护接地电阻应≤4Ω;独立
的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工
作接地电阻应≤4Ω;防静电接地电阻一般要
求≤100Ω。
在一幢智能化楼宇内,包含有大量的计
算机、通讯设备和带有电脑的大楼自动化设
备。在这些电子设备在进行输入信息、传输
信息、转换能量、放大信号、逻辑动作及输
出信息等一系列过程中都是通过微电位或微
电流快速进行,且设备之间常要通过互联网
络进行工作。因此为了使其准确性高,稳定
性好,除了需有一个稳定的供电电源外,还
必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大
截面的绝缘铜芯线作为引线,一端直接与基
准电位连接,另一端供电子设备直流接地。
该引线不宜与PE线连接,严禁与N线连接。
智能化楼宇内有大量的电子设备与布线
系统,如通信自动化系统、火灾报警及消防
联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控
系统、办公自动化系统、闭路电视系统以及
他们相应的布线系统。这些电子设备及布线
系统一般均属于耐压等级低、防干扰要求
高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串
击、反击都会使电子设备受到不同程度的损
坏或严重干扰。因此,智能化楼宇的所有功
能接地,必须以防雷接地系统为基础,并建
立严密、完整的防雷结构。
智能建筑多属于一级负荷,应按一级防
雷建筑物的保护措施设计,接闪器采用针带
组合接闪器,避雷带采用25×4(mm)镀锌扁
钢在屋顶组成≤10×10(m)的网格,该网格与
屋面金属构件作电气连接,与大楼柱头钢筋
作电气连接,引下线利用柱头中钢筋、圈梁
钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所
有金属构件也应与防雷系统连接,柱头钢筋
与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防
雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼
内设备,而且还能防止外来的电磁干扰。
电气自动化在智能建筑的应用在我国还
是一个新兴的技术领域,随着更多智能建筑
的出现,将有更加先进的技术补充到这一领
域中,使这一技术更加成熟、完善。
参考文献
[1]朱甫泉。论电气技术与智能建筑[J]建筑电气,
2005.4
[2]刘胜荣,史美芳,姜圣天。防雷技术在智能建筑
中的应用[J]智能建筑电气技术,2008.3
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