試析電氣自動化在樓宇智能化中的應(yīng)用

錢彭表

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學(xué)水平的提高,電氣自動化在人們生活中的應(yīng)用日益廣泛。尤其對于現(xiàn)代化、智能化樓宇發(fā)展來說,更離不開電氣自動化的支持作用。在智能化樓宇中,電氣自動化系統(tǒng)將對整個建筑的機電設(shè)備發(fā)揮能量作用,如建筑給排水系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等,以此發(fā)揮自動化遙控與監(jiān)測功能,提升樓宇管理水平,減少設(shè)備發(fā)生故障的可能性,降低運營成本與維護(hù)成本。實現(xiàn)電氣自動化在智能樓宇中的應(yīng)用,可將建筑中的各種機電設(shè)備信息實行分類、判斷、歸檔及處理,通過科學(xué)的控制手段,實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的集中監(jiān)控與管理,確保機電設(shè)備有條不紊地運行;創(chuàng)設(shè)舒適、安全、高效的運行環(huán)境,控制電力系統(tǒng)造價,減少日常管理與能耗費用,實現(xiàn)系統(tǒng)運行的效率最大化,進(jìn)而發(fā)揮智能樓宇管理優(yōu)勢,確保投資回報率。

樓宇智能化中的設(shè)備監(jiān)控,是整個建筑電氣自動化的重要一部分,對整體機電設(shè)備的檢測與控制發(fā)揮作用,確保設(shè)備正常運行,并處于最佳狀態(tài)。

1TN-S系統(tǒng)

在TN-S系統(tǒng)中,將中性線(N)與保護(hù)接地線(PE)分開布置,屬于低壓配電系統(tǒng)的一部分,即三相四線接地系統(tǒng)。對于中性線(N)與保護(hù)接地線(PE)結(jié)合方式來說,除了具備變壓器中性點的一般特征,二者無需額外的電氣連接。在系統(tǒng)正常運行情況下,PE線不帶電,而中性線則帶電。這一接地系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位相對安全、可靠,不允許出現(xiàn)PE線斷線現(xiàn)象,設(shè)備的金屬外殼與PE線連接,提高安全性與可靠性。因此,選擇將TN-S系統(tǒng)作為智能樓宇中的電氣接線系統(tǒng),其中單相用電的設(shè)備比較多,且負(fù)荷量大,如果采取三相負(fù)荷,往往出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象,因此在中性線中,應(yīng)設(shè)置隨機電流。另外,由于建筑中多采取熒光燈作為照明設(shè)備,其中產(chǎn)生三次諧波,在N線中疊加,再加上較大的電量作用,如果在設(shè)備外殼連接N線,極易引發(fā)電擊事故或者火災(zāi)事故。

在TN-S系統(tǒng)中,如果先將N線和PE線連接,然后再接入設(shè)備外殼,將增大危險可能性。因此可以說,所有連接到PE線中的設(shè)備,外殼都帶電,都可能引發(fā)電擊事故;而且N線與PE線連接,再加上直流接地方式,除了增加發(fā)生事故的可能性,還會對電子設(shè)備的正常運行造成干擾。鑒于此,樓宇智能化建設(shè)中,適宜采取直流接地、交流工作接地形式,再加上安全保護(hù)、防雷保護(hù)等措施保障。另外,在智能樓宇中,還存在對防靜電要求較高的計算機房、程控交換機房、消防與火災(zāi)報警室以及大量的精密電子儀器等,因此電氣自動化在樓宇智能化中的應(yīng)用,還應(yīng)考慮到防靜電接地以及屏蔽接地等要求。

2TN-C-S系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由兩大接地系統(tǒng)構(gòu)成,即TN-S系統(tǒng)與TN-C系統(tǒng),其分界面處于N線和PE線的連接位置。在TN-C-S系統(tǒng)中,一般應(yīng)用于智能樓宇的供電區(qū)或者變電所。在進(jìn)戶之前,應(yīng)用TN-C系統(tǒng);進(jìn)戶位置進(jìn)行重復(fù)接地處理;進(jìn)戶之后則采取TN-S系統(tǒng)。對于TN-C系統(tǒng)來說,中性線和保護(hù)線接地處于進(jìn)戶之后,無需再有額外的電氣連接。其中,中性線帶電而PE線不帶電。通過應(yīng)用TN-C接地系統(tǒng),可較好地保護(hù)人與物的安全性,確保設(shè)備的高效、穩(wěn)定運行。因此,TN-C-S系統(tǒng),是當(dāng)前智能建筑中應(yīng)用較為合適的接地系統(tǒng)。

3直流接地系統(tǒng)

在一座智能樓宇中,包含了大量的通信設(shè)備、計算機、自動辦公系統(tǒng)等。通過電子設(shè)備實現(xiàn)信息輸入、傳輸、能量轉(zhuǎn)換、信號放大以及邏輯動作等一系列過程,都需要微電流或者微電位的支持,同時設(shè)備與設(shè)備之間通過局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)開展工作。因此,為了確保信息傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性,除了對供電電源要求較高之外,還應(yīng)具備基準(zhǔn)電位。引線可采取截面較大的絕緣銅芯線,一端與電子設(shè)備進(jìn)行直流接地,另一端則連接到基準(zhǔn)電位。這種引線形式不能直接連接到PE線或N線上。

4交流接地系統(tǒng)

工作接地主要指,變壓器中的中性線或者中性點接地形式。其中中性線必須為絕緣銅芯線。在配電過程中,存在各種電位接線端子,一般將等電位接線端子置放在箱柜中。應(yīng)該注意的是,該接線端子不能暴露在外邊,且不與其他接地系統(tǒng)混接,如屏蔽接地、直流接地或者防靜電接地等;也不能與PE線混接。在高壓系統(tǒng)中,應(yīng)用中性點接地方式,便于接地繼電保護(hù)動作的應(yīng)用,并可消除單相電弧接地過高壓現(xiàn)象。對于中性點接地方式,可避免出現(xiàn)零序電壓偏移現(xiàn)象,確保三相電壓的相對平衡。

5安全保護(hù)接地

所謂安全保護(hù)接地,主要將機電設(shè)備中不帶電的金屬部分和接地體之間進(jìn)行較好的連接。也就是對樓宇中的用電設(shè)備或者樓宇設(shè)備的金屬構(gòu)件,利用PE線連接。但應(yīng)該注意,嚴(yán)令禁止N線和PE線的連接。在智能化樓宇中,對安全保護(hù)接地有需求的設(shè)備比較多,包括各種強電設(shè)備、弱電設(shè)備、非帶電導(dǎo)電設(shè)備等。對于沒有進(jìn)行安全保護(hù)接地處理的電氣設(shè)備,一旦發(fā)生絕緣損害,則外殼可能帶電,造成人身電擊傷害或者財產(chǎn)損失。眾所周知,在并聯(lián)電路中,每一條支路中通過的電流值和電阻成反比,也就是說,接地電阻越小,經(jīng)過人體產(chǎn)生的電流也就越小。一般人體中的電阻與接地電阻相比,約大于數(shù)百倍;而經(jīng)過人體的電流與接地電流相比,則小于數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻降為最低狀態(tài),那么人體中流過的電流接近零。實際上,由于接地電阻非常小,當(dāng)接地短路電流流過時,壓降也會降低,因此設(shè)備外殼對大地的電壓也十分有限。當(dāng)人站在大地中,接觸設(shè)備外殼,由于人體受到的電壓極小,則不會產(chǎn)生危險。通過加裝接地保護(hù)設(shè)備,同時減少接地電阻,既可保障智能建筑的電氣安全,也可確保設(shè)備穩(wěn)定運行,保障設(shè)備與人身安全。

由上可見,本文結(jié)合筆者實際工作經(jīng)驗,對電子接地系統(tǒng)以及電氣自動化在樓宇智能化中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。通過應(yīng)用電氣自動化設(shè)備,確保樓宇各種用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行,節(jié)約能耗與費用。因此,電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代化樓宇中應(yīng)用非常廣泛,并將成為房地產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展建設(shè)的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁青海.人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化系統(tǒng)的措施[J].中國科技博覽,2010(35).

[2] 張宏喜.淺談電氣自動化在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2011(3).

[3] 于濤,郭洪柱.關(guān)于在現(xiàn)代樓宇建筑中電氣自動化作用的探討[J].中國科技博覽,2011(32).

[4] 謝志華.建筑配電自動化系統(tǒng)的開發(fā)與運用[J].自動化與信息工程,2008(4).