电气自动化系统在楼宇智能化中的应用分析

2012-08-15朱钰

科技传播 2012年23期

朱钰

山西焦煤集团汾河物业管理有限公司，山西太原 030024

楼宇智能化已经成为了现代建筑的一种发展趋势，而实现楼宇的智能化过程中，电气自动化系统是不可缺少的一个组成部分。电气自动化系统作为现代建筑物自控系统中不可缺少的一个基本环节，对于实现楼宇智能化有着极其重要的作用。本文以下，就有关电气自动化系统在智能楼宇中应用的关键技术进行简单的探讨。

1 楼宇电气自动化系统的设计

对现代建筑的设备自动化系统进行设计时，所要遵循的原则就是要充分地发挥建筑电气系统的功能，保证整个建筑的电气设备运行的安全性，使各个部分进行合理的组合，最大限度的节约能源和人力资源。在具体的设计过程中弱电设计主要要做好以下几个方面的设计与协调，包括建筑物的防雷设计、建筑物的接地安全设计、火灾自动报警和联动系统的设计、安全防范系统的设计、综合布线系统的设计、通信网络系统的设计、信息网络系统的设计、建筑设备监控系统的设计、有线电视系统的设计、扩声系统的设计、呼应信号系统的设计和公共显示装置的设计等。建筑电气自动化系统的中央管理统计机要集操纵、报警、表现、打印以及优化于一体。这样的集中化设计，可以有效的克服常规仪表控制功能单一的限制性和集散系统控制分散后人机难以联系，无法进行统一管理的缺点。智能楼宇中电气设备的接地设计在整个接地系统设计占据着很重要的地位，这是因为，电气接地系统的安装是否合理关系到整个建筑物供电系统是否能够安全运行。

现代化的智能楼宇建筑，对于接地系统的设计提出了新的要求，如果继续沿用基于现代控制基本理论的集散型统计机控制系统，会导致电子设备由于受到干扰而不能进行正常工作。所以，现代智能建筑在接地系统设计方面，必须包含电子设备直流接地系统、安全保护接地系统、交流工作接地系统和防雷保护接地系统。在进行建筑物的电气自动化系统设计时，一定要严格按照上级批示的文件进行，同时还应该遵循建筑单位的相关设计要求，还要有相关的工艺设备的清单。进行建筑物的电气自动化系统设计施工时一定要按照国家和相关部门的规定、程序和标准进行执行。另外，智能楼宇中都设置有具有防静电要求的程控交换机房、消防和火灾监控室，还有一些不能受到电磁波干扰的电子仪器设备，基于以上这些原因，在智能楼宇的设计时还要设计防静电和防屏蔽接地系统。

电气化自动系统设计是为了把整个建筑物内部的各种机电设备的信息进行有效地分类、处理和研究，采纳应用最优化的控制技术，内容能够给对各个系统进行全面而集中的管理，是整个系统内的设备都处在有条不紊、高效协同的运行状态，最大限度的减少各系统的造价。

2 电气自动化系统在楼宇智能化中应用的关键环节

2.1 电气接地

2.1.1 TN-S系统

当建筑物内部没有独立的变配电的时候选用TN-S系统进行接地，TN-S是三相四线加PE线的一个接地系统，其最主要的特点是，其中性线N和保护接地的PE线，除了共同接地之外，二者不再有任何的连接。在这个系统中安全的基准电位已经具备了，在这样的情况下，需要才去的技术只要和N-C-S系统所用的技术相同即可，就能够把TN-S系统作为整个建筑物的接地系统。这种接地方式的使用，仅限在建筑物内的计算机没有其他特殊要求的时候。

现代的智能楼宇中，多使用单相用电的一些设备。单相用电设备的大量使用，使得楼宇内的单相的负载增大，最终使得三相上的负荷出现不平衡，使中性线里出现随机电流。此外，建筑物内使用的荧光灯，由于数量极大造成了，其发生的三次谐波会全部在中性线上进行叠加，使中性线的电流大大增大，鉴于这个原因切记不能把中性线直接接到设备的外壳上。因此，智能楼宇内应该包含电子设备的直流接地系统、交流工作接地系统、安全保护接地系统和防雷保护接地系统、防静电和防屏蔽接地系统。

2.1.2 TN-C-S系统

这个系统由TN-C和TN-S两个系统共同组成，其分界面就是N线和PE线的连接点所在平面。一般在由变电所提供供电的一些场所使用这种系统。需要注意的是，在进户之前需要对TN-C系统进行重复接地，TN-C系统重复接地之后就转变成为了TN-S系统。对于TN-C系统来说，其主要内容前面已经介绍过了，对于TN-S系统来说，其主要特征是N线和PE线在进户时共同接地，之后不再有任何连接。在这个系统中N线处于常带点状态，PE线始终不会带电，因此TN-S系统大大的提高了安全性。

2.2 电气保护

2.2.1 交流的工作接地

所谓的交流接地指的就是需要把变压器上的额中性线或者使其中性点进行接地处理。这里对于接地的中性线材质有要求，必须采用绝缘的铜芯线。在这个过程中要注意的是配电设备中的辅助等电位的接线端子不能外露，也不能和其他接地系统进行混接。在高压系统里对中性点进行接地处理，主要是为了确保继电保护器能够进行精确的反应，还有一个重要的作用就是避免零序电压发生偏移现象，这样就很好的保护了三相电压，使其平衡。

2.2.2 安全保护接地

这里说的安全保护接地就是要把电气设备上的没有带电的金属部分和接地体做一个金属连接。这个过程的具体操作方法就是建筑物内部的所有用电的设备和建筑区附近的金属构件，利用PE线把其良好的连接在一起。但是切记不要把N线和PE线连接在一起。

2.2.3 最佳保护方法

现代建筑中防静电和防屏蔽保护也十分重要。可以把设备的外科和PE线进行连接，导线的屏蔽接地端要确保其屏蔽管路的两端和PE线的连接安全可靠。

2.2.4 直流接地

在现代化的智能化楼宇中会使用到很多的计算机设备以及通讯设备，这些设备进行的信息的输入、转化、传输以及放大和最终的输出的时候都是利用微电位或者微电流的高速变换来完成的，而且每个设备之间要通过互联网的协同才能完成工作。为了确保这些设备工作的准确有效性，在设计的时候，首先要配备一个稳定的供电电源，另外还需要配备的就是稳定的基准电位。引线的材质一定要选用铜芯绝缘线线，并且要求其要有较大截面积，引线的一端要与基准电位相连接，其另一端要进行直流接地。在这个过程中，要切记不能给将和N线和PE线连接在一起。

2.2.5 防雷接地

现代智能楼宇中由于其需求，会出现很多的电子设备系统和各种各样的布线系统，在这些电子设备和布线系统里有很多怕雷击的部分，雷击会给这些设备带来很大的危害。鉴于以上原因，在整个建筑物例所进行的一切功能接地，都要把防雷接地作为第一步工作，并且在此基础上还要建立完善的防雷体系。参照建筑物相关的负荷等级规范要求，对建筑物进行防雷保护体系设计时应该按照一级防雷保护进行设计，组成一个具有多层屏蔽的笼形防雷体系。