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        淺論建筑電氣自動(dòng)化的保護(hù)接地

        2016-10-21 16:24:37俞建強(qiáng)金良忠何武波
        裝飾裝修天地 2016年4期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)化

        俞建強(qiáng) 金良忠 何武波

        摘要:本文主要介紹中性點(diǎn)或中性線(N線)接地,直流接地,防靜電接地與屏蔽接地,防雷接地系統(tǒng)等電氣設(shè)備的接地保護(hù)的技術(shù)以及電氣接地的主要方式。

        關(guān)鍵詞:建筑電氣;自動(dòng)化;保護(hù)接地

        一、概述

        建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)即樓宇自控系統(tǒng),也叫建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務(wù)是對(duì)建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等,以提供一個(gè)既安全可靠,又節(jié)約能源,而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。要想合理利用設(shè)備,節(jié)省能源、節(jié)省人力,確保設(shè)備安全運(yùn)行,做好樓宇自控系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)其有重要的作用,為此,就電氣自動(dòng)化中的電氣保護(hù)和電氣接地主要的方式闡述一下看法。

        二、電氣設(shè)備的接地保護(hù)

        1.安全保護(hù)接地措施

        采取安全保護(hù)接地措施,在現(xiàn)代建筑內(nèi),要求安全保護(hù)接地的設(shè)備非常多,有強(qiáng)電設(shè)備、弱電設(shè)備,以及一些非帶電導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件,都要實(shí)施安全保護(hù)接地措施。若外殼帶電極有可能是由于電氣設(shè)備的絕緣損壞,沒有安全保護(hù)接地造成的。一旦人體接觸該電氣設(shè)備的外殼時(shí)就可能被點(diǎn)擊傷或危及生命。

        眾所周知,在一個(gè)并聯(lián)電路中,通過每條支路的電流值與電阻的大小成反比,即接地電阻如果很小,流經(jīng)人體的電流也很小,通常接地電阻比人體電阻要小數(shù)百倍,流過接地體的電流比人體的電流大數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻非常小時(shí),流過人體的電流基本就不存在了。事實(shí)上,由于接地電阻非常弱,接地短路電流流過時(shí)所產(chǎn)生的壓降很小,因此,設(shè)備外殼對(duì)大地的電壓就不高。人站在大地上去接觸設(shè)備的外殼時(shí),人體所承受的電壓非常低,危險(xiǎn)不會(huì)發(fā)生。安裝保護(hù)裝置接地并且接地電阻被降低,是保障非智能建筑內(nèi)設(shè)備及人身安全、智能建筑電氣系統(tǒng)安全,保障有效運(yùn)行的必要手段。

        2.中性點(diǎn)或中性線(N線)接地

        變壓器中性點(diǎn)或中性線(N線)接地稱為工作接,銅芯絕緣線是N線必須的。在配電中存在輔助等電位接線端子,等電位接線端子一般均在箱柜內(nèi)。需要謹(jǐn)記,不能外露該接線端子;不能與直流接地、屏蔽接地、防靜電接地等混接。如與PE線連接也不可以。在高壓系統(tǒng)里,采用中性點(diǎn)接地方式可使接地繼電保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作并消除單相電弧接地過電壓。中性點(diǎn)接地可以防止零序電壓偏移,保持三相電壓基本平衡,這對(duì)于低壓系統(tǒng)很有意義,單相電源可以方便使用。

        3.直流接地

        在一幢智能化樓宇內(nèi),設(shè)備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作,包含有大量的計(jì)算機(jī),通訊設(shè)備和帶有電腦的大樓自動(dòng)化設(shè)備。這些電子設(shè)備在進(jìn)行輸入信息、傳輸信息、輸出信息、放大信號(hào)、邏輯行動(dòng)、轉(zhuǎn)換能量等一系列過程中都是通過微電流或微電位快速進(jìn)行。因此,為了使其穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高,需要有一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位和一個(gè)穩(wěn)定的供電電源。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線,一端直接與基準(zhǔn)電位連接,另一端供電子設(shè)備直流接地。該引線不宜與PE線連接,嚴(yán)禁與N線連接。

        4.防靜電接地與屏蔽接地

        在現(xiàn)代建筑中,防止電磁干擾的最佳保護(hù)方法是屏蔽及正確接地??蓪E線與設(shè)備外殼連接;導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接;室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點(diǎn)與PE線連接可靠。值得注意的是防靜電干擾,在房間內(nèi)如果潔凈、干燥,均會(huì)產(chǎn)生大量靜電,這是由于人的走步、設(shè)備移動(dòng)互相摩擦所致。人的走步可以積聚3.5萬(wàn)V的靜電電壓在相對(duì)濕度10%~20%的環(huán)境中,接地如果不好,不僅會(huì)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾,而且極有可能把設(shè)備的芯片擊穿。防靜電接地是指導(dǎo)帶靜電物品或有可能產(chǎn)生靜電的物體(非絕緣體)通過導(dǎo)靜電體與構(gòu)成電氣回路的接地。要求在潔凈、干燥的環(huán)境中防靜電接地,所有設(shè)備外殼及室內(nèi)(包括地坪)設(shè)施必須都與PE線多點(diǎn)可靠連接。對(duì)智能建筑的接地裝置而言接地電阻越小越好,對(duì)獨(dú)立的防雷保護(hù)接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)≤10Ω;獨(dú)立的安全保護(hù)接地所要求的的電阻應(yīng)≤4Ω;獨(dú)立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω;獨(dú)立的直流工作接地的電阻應(yīng)≤4Ω;防靜電接地的電阻一般要求≤100Ω。

        5.防雷接地系統(tǒng)

        以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ),必須建立具備嚴(yán)密性、完整性的防雷結(jié)構(gòu)。大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)在智能化樓宇內(nèi),諸如消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制、火災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)通信系統(tǒng)、自動(dòng)樓宇系統(tǒng)、監(jiān)控保安系統(tǒng)、自動(dòng)辦公系統(tǒng)、電視閉路系統(tǒng)等,還有相對(duì)應(yīng)的布線系統(tǒng),這些電子設(shè)備及系統(tǒng)布線大多是低耐壓等級(jí),要求高的防干擾,最擔(dān)心遭受到雷電的襲擊,無(wú)論是何種方式的雷電襲擊—直擊、串擊、反擊都能在不同程度上損壞或嚴(yán)重干擾到電子設(shè)備的正常運(yùn)行。因此,在所有功能接地智能化樓宇中防雷接地是這些智能化樓宇在建設(shè)時(shí)的基礎(chǔ)工作,必須具備完備的防雷接地系統(tǒng)。

        三、電氣接地的主要方式

        供配電設(shè)計(jì)在建筑物中占有重要的地位,其接地系統(tǒng)設(shè)計(jì),供電系統(tǒng)的可靠性,安全性均與之相關(guān)。特別是近幾年來(lái),出于大量的智能化樓宇的出現(xiàn)使之對(duì)接地系統(tǒng) 提出了許多新的內(nèi)容,目前電氣接地主要的方式有如下2種:

        1.TN-C-S系統(tǒng)

        該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來(lái)的場(chǎng)所,采用TN-C系統(tǒng)在進(jìn)戶之前,做重復(fù)接地在進(jìn)戶的地方,進(jìn)戶后變?yōu)門N-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的特征為:中性線N與保護(hù)接地線PE在進(jìn)戶時(shí)共同接地后,任何電氣連接不能再有。這個(gè)系統(tǒng)中,常會(huì)帶電的中性線N,保護(hù)接地線PE沒有電的來(lái)源。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),始終不會(huì)帶電,因此,TN-S接地系統(tǒng)明顯提高了人及物的安全性。同時(shí)只要我們采取接地引線,各自都從接地體一點(diǎn)引出,及選擇正確的接地電阻使電子設(shè)備共同獲得一個(gè)等電位基準(zhǔn)點(diǎn)等措施,因此TN-C-S系統(tǒng)可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。

        2.TN-S系統(tǒng)

        TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是兩線不再有任何的電氣連接,除了中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地之外。帶電的是中性線N,不帶電的是PE線。完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位是該接地系統(tǒng)的特點(diǎn)。只要像TN-C-S接地系統(tǒng),采取同樣的技術(shù)措施,智能建筑物的接地系統(tǒng)就可以用作TN-S系統(tǒng)。如果沒有特殊的要求時(shí),計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備大多使用該接地系統(tǒng)。

        在智能建筑里,用電設(shè)備單相的較多,單相負(fù)荷所占比例較大,通常不平衡的是三相負(fù)荷,所以,在中性線N中帶有隨機(jī)電流。另外,熒光燈照明的普遍使用,產(chǎn)生三次諧波疊加在N線上,N線上的電流量加大了,若設(shè)備外殼上有N線連接,電擊或火災(zāi)事故會(huì)發(fā)生;在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線相連再接到設(shè)備外殼上的危險(xiǎn)更大,于是,外殼都帶電是由于設(shè)備連接了PE線;電擊事故的范圍會(huì)擴(kuò)大;若把N線、PE線、直流接地線都接在一起,除會(huì)發(fā)生上述的危險(xiǎn)之外,電子設(shè)備會(huì)因干擾而不能正常工作。

        四、結(jié)束語(yǔ)

        總之,智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地、交流工作接地、安全保護(hù)接地,及普通建筑也應(yīng)具備的接地防雷保護(hù)。在設(shè)計(jì)和施工的智能樓宇中,還應(yīng)考慮到防靜電接地魚屏蔽接地的設(shè)計(jì)。

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