程遠(yuǎn)柱

摘要：電氣自動(dòng)化已成為樓宇自控系統(tǒng)不可缺少的基本環(huán)節(jié)。在樓宇自控系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位。前些年人們提到樓宇自控系統(tǒng)， 指的主要是暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)， 而目前自控系統(tǒng)已涵蓋所有可控的電氣設(shè)備， 電氣自動(dòng)化已經(jīng)是樓宇自控系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一。智能化電氣自動(dòng)化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研制開發(fā)以及電子與計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的一門學(xué)科。本文主要論述了電氣自動(dòng)化在智能化及其設(shè)備在樓宇智能化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：樓宇智能化;電氣自動(dòng)化;應(yīng)用

前 ?言

樓宇智能化通常包括建筑自動(dòng)化、通訊自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化等多個(gè)方面。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展， 高檔智能化建筑已成為當(dāng)今建筑的主流。樓宇自控系統(tǒng)是建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的簡稱。建筑設(shè)備主要是指為建筑服務(wù)的、那些提供人們基本生存環(huán)境所需的大量機(jī)電設(shè)備， 如暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備以及給排水設(shè)備等， 通過實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化控制， 以達(dá)到合理利用設(shè)備， 節(jié)省能源、節(jié)省人力，確保設(shè)備安全運(yùn)行之目的。

一、電氣自動(dòng)化控制的特點(diǎn)

現(xiàn)代智能建筑的自動(dòng)化系統(tǒng)主要指通過高處理能力的現(xiàn)場控制器，對包括樓宇配變電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)，以及通風(fēng)系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)集散控制。由于建筑物中電氣系統(tǒng)涉及的學(xué)科眾多、內(nèi)容廣泛，隨著智能建筑發(fā)展需求的升級，現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)已經(jīng)成為了具有重要意義的獨(dú)立工種，而《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ 16—2008）和《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 （GB 50303— 20O2）等相關(guān)規(guī)范的相繼頒布，也使其在我國逐漸成為了一種與應(yīng)用對象結(jié)合緊密，具有電工學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等交叉學(xué)科特征的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

二、電氣接地

在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中， 電氣接地占有極為重要的地位， 接地系統(tǒng)關(guān)系整個(gè)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性， 是保障系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)。隨著樓宇智能化的發(fā)展，電氣自動(dòng)化給樓宇接地系統(tǒng)帶來了新的改變。目前主要有TN — S 、TN — C 和TN— C — S 三種電氣接地系統(tǒng)。

TN—S電氣接地系統(tǒng)是三相五線制，分別是三根火線和一根中性線、一根接地保護(hù)線。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：中性線與保護(hù)接地線共同在所屬變壓器中性點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接地，除此之外二者沒有電氣連接;中性線帶電，保護(hù)接地線不帶電;中性線與保護(hù)接地線均重復(fù)接地;TN— S電氣接地系統(tǒng)具備安全的基準(zhǔn)電位，安全可靠。

TN — C 電氣接地系統(tǒng)是三相四線制，分別是三根火線和一根保護(hù)中性線， 其中性線與保護(hù)接地線合一， 多用于較早的低壓配電系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是三相四線制，中性線只有在三相負(fù)載平衡時(shí)才不帶電，而智能化樓宇中單項(xiàng)負(fù)荷較大， 其三相負(fù)荷一般是不均衡的， 中性線中通常有隨機(jī)電流。除此之外智能化樓宇中熒光燈使用量大， 由此產(chǎn)生的三次諧波加大了中性線的電流量， 中性線如果連接設(shè)備外殼可能導(dǎo)致電擊事故或是火災(zāi)事故。因此， 使用TN—C 電氣接地系統(tǒng)時(shí)必須對電子設(shè)備安設(shè)直流、交流工作、安全保護(hù)和防雷保護(hù)接地。與此同時(shí)，考慮到智能化樓宇中的大量的精密電子儀器設(shè)備容易受到電磁波干擾， 程控交換機(jī)房、消防報(bào)警監(jiān)控室、計(jì)算機(jī)房等均有防靜電要求， 因而在設(shè)計(jì)智能化樓宇以及施工、安裝過程中需要考慮屏蔽、防靜電接地的要求。

三、電氣保護(hù)

樓宇智能化中的電氣保護(hù)主要包括交流工作、安全保護(hù)、屏蔽與防靜電、直流工作、防雷保護(hù)接地五方面內(nèi)容。獨(dú)立的交流工作接地或是安全保護(hù)、防靜電、直流工作、防雷保護(hù)接地電阻分別不應(yīng)大于4Ω、4Ω、100Ω、4Ω、10Ω。交流工作接地指的是必須在變壓器中性線或者是中性點(diǎn)接地， 中性線選擇銅芯絕緣線， 配電中存在的等電位接線端子通常在箱柜內(nèi)。需要注意的是，等電位接線端子不僅不能外露，也不能和直流接地、安全保護(hù)接地或是屏蔽接地等其它接地系統(tǒng)混接，還不能和保護(hù)接地線連接。采取中性點(diǎn)接地能夠確保高壓系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作可靠、準(zhǔn)確， 并避免零序電壓偏移， 確保三相電壓平衡。

安全保護(hù)接地指的是對電氣設(shè)備中沒有帶電的各個(gè)金屬部分使用金屬連接的方式與接地體作良好連接， 使用保護(hù)接地線連接智能化樓宇中的用電設(shè)備及其附近的金屬構(gòu)件， 但不能連接保護(hù)接地線與中性線。智能化樓宇中的強(qiáng)電、弱電、非帶電導(dǎo)電構(gòu)件或是設(shè)備都需要安全保護(hù)接地，如果不作安全保護(hù)接地， 設(shè)備外部絕緣損壞可能使外殼帶電， 不僅容易進(jìn)一步損壞設(shè)備，還可能造成人員觸電事故。由于并聯(lián)電路中支路電阻與電流成反比， 正常情況下人體電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接地電阻， 因此使用安全保護(hù)接地后設(shè)備外殼的電壓十分低，流經(jīng)人體產(chǎn)生的電流極小， 不會對人員造成威脅。使用安全保護(hù)接地，盡量降低接地電阻， 能夠保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定、安全， 還能保障設(shè)備安全和人身安全。

屏蔽與防靜電接地分別指的是用保護(hù)接地線連接設(shè)備外殼、屏蔽管路兩端、室內(nèi)的多個(gè)部位， 用導(dǎo)靜電體連接帶靜電或可能產(chǎn)生靜電的物體與大地，以避免設(shè)備、導(dǎo)線、室內(nèi)受到電磁干擾， 消除靜電。由于人員在房間內(nèi)走動(dòng)或是移動(dòng)設(shè)備等行為都可能產(chǎn)生大量靜電， 如果接地不好不僅會對電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，還可能損壞設(shè)備芯片，甚至引發(fā)一些安全事故， 因此防靜電接地需要將所有可能產(chǎn)生或帶靜電的設(shè)備外殼和設(shè)施與保護(hù)接地線可靠連接， 并使接地電阻盡量降低。

直流工作接地指的是用截面積較大的銅芯絕緣線連接電子設(shè)備與基準(zhǔn)電位。由于智能化樓宇中有大量的電子設(shè)備， 在計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化設(shè)備、通訊設(shè)備等電子設(shè)備中輸入、傳輸、輸出信息或是放大信號等操作都以微電位或者是微電流進(jìn)行， 需要依靠直流工作接地使其基準(zhǔn)電位和供電電源保持穩(wěn)定，以提高其操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。需要注意的是， 直流工作接地不宜與保護(hù)接地線連接， 更不能與中性線連接。

防雷保護(hù)接地指的是對智能化樓宇中的電子設(shè)備、線路等做防雷保護(hù)接地，并以此為基礎(chǔ)建立嚴(yán)密的防雷結(jié)構(gòu)。智能化樓宇應(yīng)按照一級負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)防雷保護(hù)措施， 使用25mm×4mm鍍錫扁鋼構(gòu)成的1 0 m×10m網(wǎng)格作避雷帶和針帶組合接閃器，使圈梁鋼筋、外墻金屬構(gòu)件等設(shè)施與防雷系統(tǒng)連接，組成多層屏蔽防雷體系，以避免雷擊事故和外部的電磁干擾。

四、結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)化， 讓機(jī)械部分脫離人類的直接控制和操作自動(dòng)實(shí)現(xiàn)某些過程是電氣自動(dòng)化和人工智能研究的交匯點(diǎn)。積極運(yùn)用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動(dòng)化學(xué)科特別是自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展， 也有利于提高電氣設(shè)備運(yùn)行的智能化水平，對改造電氣設(shè)備系統(tǒng)，增強(qiáng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性， 加快生產(chǎn)效率都有重大意義。

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