基于电气工程及其自动化技术在智能建筑的讨论

基于电气工程及其自动化技术在智能建筑的讨论

丁东

关键词：电气工程；自动化技术；智能建筑

引言：由于信息化是未来的发展方向，以及人们逐渐开始追求安全、便捷、高效、健康、节能、环保的建筑环境需求，更多的智能化运用到建筑当中。因此，用信息化带动建筑的发展，用智能化为建筑服务，这就更加推动了智能建筑在我国的发展。

1、智能建筑中电气工程及其自动化技术的概述

智能建筑中电气工程主要由楼宇自动控制系统，电力配电系统，高低压变配电系统及防雷接地系统组成。智能建筑设备的自动化系统是一套中央监视和控制系统，利用它来集中监控智能建筑群或是单个智能建筑物里的每一种设施，在充分保护环境和节约资源情况下对保证智能建筑的安全起着重要作用。自动化技术主要为变电站的自动化技术，电网调度的自动化技术，分散测控系统这几个部分。针对智能建筑工程而言，电气自动化技术主要体现在对智能建筑物的接地性能进行测试，对一系列接地支线的标记进行关注，选用合适的接地支线与分线以及按时规范检测接地线路等。在对智能建筑物的接地性能测试方面，应先通过接地测试，再进行施工，注重运用防雷自动化技术，确保接地引下线，以保证安全。

2、电气自动化在智能建筑中的应用

2.1TN-S系统

TN-S系统是指将中性线N与PE保护接地线严格分开的一个低压配电系统，是采用PE线加上三相四线的接地系统。PE保护接地线和中性线N除在变压器中性点处进行共同接地外，两线在其他地方均不再出现电气连接。在系统正常运行状态下，PE线不携带电，而中性线N携带电。这种接地系统具备可靠、安全的基准电位，PE线应保持连线，对地不产生电压，因此金属外壳的设备在PE线上可靠、安全。所以，TN-S系统适合作为智能化建筑中的电气接线系统。智能建筑中，使用的单相设备较多，单相负荷大，通常显示三相负荷是不平衡的，因此需在中性线N中携带随机电流。另外，由于使用荧光灯照明较多，其产生3次谐波都叠加在中性线N上，增加了N线的电流量，若将N线连接到设备外壳，可造成火灾或电击等完全事故；若是在TN-S系统里把N线与PE线同时连接到设备外壳上，那么造成的危险会更大，连接到PE线的所有设备，其外壳都会带电，这会扩大电击事故范围；若将PE线、中性线N以及直流接地线同时连接在一起，不仅会发生上述描述的危险事件，还会导致电子设备受到强烈干扰而无法正常工作。因此，智能建筑需要设置电子设备的交流工作接地、直流接地以及安全保护接地，普通建筑也需设置电子设备的防雷保护接地。除此之外，由于智能建筑中增加有计算机室、火灾和消防报警监控房、程控交换机房，还有许多易受电磁波信号干扰的该高科技、精密电子设备，因此在智能楼房的设计和建筑施工中，还需考虑屏蔽接地、防静电接地的需求。

2.2TN-C-S系统

TN-C-S系统是由2个接地系统构成，即TN-C系统和TN-S系统，PE线与N线的连接点即为分界面[1]。该系统通常应用在智能建筑中供电由区域在变电时所引来的空间环境，在进户前选用TN-C系统，进户位置处应做重复接地，进户后采用TN-S系统。TN-S系统显著提高了安全性，保证人和物的安全。如果同时采取接地引线、各自分开从接地处引出、选择正确的接地电阻值等方法可以使电子设备获得一个等电位基准点，因此，TN-C-S系统可作为智能化建筑楼宇的一种接地系统。

2.3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。

2.4安全保护接地方式

在智能化建筑内具有较多强电设、弱点设备设施以及构件和不带电导电设备，因此需要采用严格、系统的安全保护接地方法。如果安全保护接地工作做得不好，当电子设备的绝缘出现损坏时，其外壳就很容易携带电，人或物不小心接触到此类问题电气设备，极有可能会被电击伤，严重时还会造成人员死亡，严重危害人们的生命安全。

2.5防雷工作接地

智能建筑内部有许多布线系统以及电子设备，比如通信化系统、火灾报警控制系统、消防控制系统、建筑自动化系统、安全监控系统、办公自动化、闭路电视系统及其他相应布线系统。这些电子仪器设备以及布线系统所处的部分，耐压等级都比较低，防电磁干扰要求较高，承受雷击能力较低。不管是反击、直击还是串击都会对电子设备造成不同程度的严重干扰或损坏。因此，智能化建筑应在防雷接地系统的基础上，并建立一个完整、严密的防雷系统结构。多数智能化楼宇均属于一级负荷，所以应按照一级防雷建筑楼房的保护措施进行设计，接闪仪器选用针带组合模式的接闪器，避雷带选用4×25（mm）镀锌扁状钢质在楼顶组合成小于10×10米的网格形状。该网格结构域楼面金属构件进行电气连接，并与建筑柱头钢筋也进行电气连接，引出下线并利用柱头中钢筋、楼层钢筋以及圈梁钢筋与防雷系统作连接，外部墙面上所有金属构件也需要与防雷系统进行连接，柱头钢筋还应与接地体相互连接，组合成具有多层屏蔽保护的笼状防雷体系。这样不仅能防止雷击对楼房设备造成损坏，还能有效防止外来电磁波干扰。

3、建筑电气技术的智能化发展趋势

建筑智能化是近十几年发展起来的一个新领域，它为人们提供了一个良好的办公和生活环境，也是目前建筑行业发展最为迅猛的领域，有着不可限量的前景。结合当前全球能源紧缺、人口不断增长的情况，节能型节能型建筑电气技术呈智能化发展趋势。节能型建筑电气技术的智能化发展代表着建筑行业技术应用的高水平阶段，是建筑行业传统工业技术与现代的信息技术完美结合的产物。作为节能型的建筑电气技术主要是指要以现代的房屋建设为平台，以环境计划和建筑系统信息的自动化为骨架的建筑与信息技术的综合体。

结束语

作为现代建筑中的重要组成部分，智能电气技术必将在今后的建筑工程领域中占据重要的地位。智能建筑电气技术自身的数字化、智能化、与绿色化的特点势必促进中国电气工程技术的发展。

参考文献

[1]闫书畅.基于电气工程及其自动化技术的智能化技术应用探讨[J].科技创新导报2013

[2]鄢庆桂.智能建筑中的电气工程及其自动化技术探讨[J].中国科技投资，2013

[3]毛菊英.电气自动化技术在现代建筑中的应用探讨[J].科技创新导报，2012