电气自动化在现代建筑中运用学术

【摘 要】城市化的发展为我国的现代化建筑提供了广泛的发展空间，现代化的建筑的现代化主要体现在建筑物的电气自动化上。建筑电气自动化是我国现代化建筑中的必要组成部分，因此有必要对现代建筑的电气自动化进行研究，以保证电气自动化更好地在我国的现代建筑中的更加广泛的应用。
【关键词】电气自动化；现代建筑；智能楼宇；楼宇自动化；综合布线
1、概述
根据国际标准，楼宇的自动化控制系统即指建筑物的管理四要素的最佳组合、最优配置。建筑物的四要素包括结构、装备、怎么写作、管理，这四种要素的科学合理的组合将给建筑带来较高的效率、较全面的功能、较好的人居舒适度，并且还可以使得投资更加合理、在整座楼宇的运行过程中费用最为节省。任何一座建筑物都必须能为人类提供最为基本的生存环境，而对于传统的自动化的楼宇，需要提供的就更多，其中至少应该包括综合布线系统、智能安保系统、楼宇自动化控制系统、智能消防系统等。现代建筑中则较为注重建筑物的4C功能，其中包括现代建筑的控制技术、计算机技术、图形显示技术以及通信技术。我国能够真正达到4C技术标准的自动化现代建筑目前还较少。

2、电气接地

建筑物的电气接地不仅事关建筑物的可靠性，更重要的是事关建筑物内部的人员的安全性，因此，电气接地在建筑物的电气自动化系统中起着至关重要的地位。目前，我国较为流行的接地系统主要分为TT、TN、IT等系统。在实际的应用过程中最主要接地方法为TN系统，其中TN又包括了TN-S、TN-C-S以及TN-C等系统，本文中我们主要介绍TN-S与TN-C-S。TN系统是一种施工较为便捷、材料消耗较少、较为安全的接地方式。

2.1 TN-S系统

TN-S即指在传统的三相四线制供电接地系统之中再加上独立的PE接地保护线而构成的更为安全的接地系统。这种系统的独特之处在于在配电系统之中以N表示的零线与以PE表示的保护接地线进行重复接地，并且PE线与N线之间进行分离，不相接。在电气自动化的建筑物中应用TN-S接地系统的好处是在正常情况下接地保护线路之中没有电流通过，因此不会对接于接地保护线路上的设备造成任何电磁干扰，不仅对于电器安全对于人类也十分安全。并且由于零线与保护接地线之间互相分离，所以，即使零线出现断线的情况也完全不会地保护接地线造成任何干扰，更不会影响保护接地线的保护作用。有一利即必有一弊，这种接地方法的缺陷就是导线类材料消耗较大，会造成投资规模的扩大。在建筑物内部专门存在着变配电所时宜采用该接线系统，尤其是建筑物内部有较多计算机设备时应尽量采用这种接地系统，因为，几乎所有计算机的插头都是三相插头，这一点与普通的两相的电器不同。TN-S接

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电系统在实际应用的过程中常常会出现一些错误的作法，这些错误的做法常常会造成人为的火灾等严重事故，在现实中是极其危险的。比如，错误地将零线当成保护接地线，这种做法的错误之处在于由于我国的电器绝大多数为单相电器，因此，在任何一座建筑中三相都是不平衡的，因为三相不平衡，所以在零线之中常会带有电流，而建筑之中大量的荧光照明设备的三次谐波也会叠加在零线上，试想，将保护接地接到这样的零线上，必然将造成火灾或者人身伤害。另外一种错误的接线方式是误将零线与保护接地接至一起后再接至设备外壳，这种做法更为危险，因为，这样就造成了所有保护接地的设备都会带电，从而因为一台设备的错误造成了所有其他设备即使正常接线也会带电，无形中就扩大了危险范围。如果在实际操作中错误地将零线、保护接地线与直流线接在一起则不仅会出现其他所有设备均带电，而且还会出现电子设备无法正常工作的情况。由此可见，对于智能建筑必须将所有的接地保护分开设置，除应设置正常的直流、交流工作接地以外，还必须单独设置安全保护接地与防雷保护接地。

2.2 TN-C-S系统

TN-C-S系统即指由TN-C系统与TN-S系统共同组成的系统。但是并非是这两种系统的任意融合或者是简单叠加，而是在零线与保护接地线的连接点处分离这两种系统。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-C系统前面己做分析。TN-S系统的特点是：中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。
PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时始终不会带电，因此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接地电位基准点等措施，因此TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。

3、电气保护

3.1 交流工作接地

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。

3.2 安全保护接地

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，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。当没有做好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。

3.3 屏蔽接地与防静电接地

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，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?；独立的安全保护接地应≤4?；独立的的交流工作接地电阻应≤4?；防静电接地电阻一般要求≤100?。

3.4 直流接地

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。

3.5 防雷接地

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，闭路电视系统等，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。不管是反击，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。

4、结束语

综上所述，电气自动化技术在现代建筑中应用是非常广泛的。本文仅对电气接地系统和电气保护设计方面阐述了自己的一些观点。总之，在楼宇自控系统中，电气自动化系统设计占有重要的地位，如果我们通过对建筑设备自动化控制的合理设计，可以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行的目的。
参考文献：
吕智慧，唐明. 电气自动化在智能建筑中的应用[J]. 民营科技. 2011（03） .
胡冬. 浅谈机械自控技术在工程建设中的应用[J]. 科技创业月刊. 2011（07）.