淺談建筑設(shè)計領(lǐng)域中電氣工程自動化的應(yīng)用

安榮平

摘要：在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，人們的生活水平不斷提高，對于居住環(huán)境的要求也越來越高。在現(xiàn)代化建筑中，電氣工程的作用是十分巨大的，而電氣工程的自動化程度，不僅關(guān)系著居住的舒適度，更直接影響著建筑工程的整體使用性能。本文結(jié)合電氣工程自動化的特點，從電氣接地系統(tǒng)、電氣保護系統(tǒng)以及在線監(jiān)測系統(tǒng)三個方面，對電氣工程自動化在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計領(lǐng)域;電氣工程自動化;應(yīng)用

0引言

社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的進步，也使得電氣自動化技術(shù)得到了飛速發(fā)展。從目前來看，我國的電氣工程自動化技術(shù)與國外先進技術(shù)相比，仍存在著較大的差距，需要相關(guān)技術(shù)人員的不斷努力。在建筑工程中，電力工程有著非常重要的作用，對于建筑的設(shè)計結(jié)構(gòu)、功能等都存在較大的影響。因此，在建筑設(shè)計領(lǐng)域，做好電力工程自動化設(shè)計，是保證建筑工程中的所有電器設(shè)備正常運行的前提，是十分重要的。

1電氣工程自動化概述

電氣工程自動化，全程電氣工程及其自動化，主要涉及電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)等多個領(lǐng)域，是一門綜合性較強的學(xué)科，與人們的日常生活以及社會工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，因此雖然屬于電氣信息領(lǐng)域的新興學(xué)科，但是目前己經(jīng)得到了相對成熟的發(fā)展，作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著日益重要的作用，可以說，小到一個開關(guān)的設(shè)計，達到航天飛機的研究，都有著電氣工程自動化技術(shù)的身影。電氣工程自動化技術(shù)的主要特點包括：強弱電結(jié)合、機電結(jié)合、軟硬件結(jié)合、元件與系統(tǒng)結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合等。

2電氣工程自動化在建筑設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用

電氣工程自動化在建筑設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1.電氣接地系統(tǒng)

2.1.1 TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)是指電源中性點直接接地時，電氣設(shè)備外漏可導(dǎo)電部分通過零線接地的接零保護系統(tǒng)，屬于接地系統(tǒng)的一種。在該系統(tǒng)中，中性線和保護線是分開的，換言之，該系統(tǒng)是由PE線和一個三相四線組合起來的接地系統(tǒng)。通常情況下，該系統(tǒng)適用于建筑工程項目中，需要設(shè)立單獨的變配電所的情況，其優(yōu)勢在于，PE線不導(dǎo)電，而中性線N屬于外漏可導(dǎo)電，兩者獨立分開，以變壓器的中性點為接地點，其余沒有任何連接，PE線本身即不存在電流，也沒有對地電壓，因此具有較強的安全性。一般來說，TN-S系統(tǒng)多用于抵押供電系統(tǒng)的工業(yè)建筑和民用建筑，如果要在智能建筑中使用，則必須對其充分考慮，避免單相用電負荷較大以及三次諧波等對于系統(tǒng)安全性的影響。

2.1.2TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)是由TN-C和TN-S兩個接地系統(tǒng)組合而成的，在中性線N線與保護線PE線的連接點位置，設(shè)計分界面，通常用于從區(qū)域變電所引用電力能源的建筑工程中。在對系統(tǒng)進行設(shè)計應(yīng)用時，首先需要采用TN-C系統(tǒng)，在進戶前，進行接地處理，然后轉(zhuǎn)變?yōu)門N-C與TN-S系統(tǒng)進戶。與TN-S系統(tǒng)一樣，由于N線與PE線在連接點后是獨立分開的，因此電氣設(shè)備的外殼和部件在與PE線連接時，都是沒有電流的，從而保證了系統(tǒng)和設(shè)備的安全。

2.電氣保護系統(tǒng)

2.1交/直流接地保護

在配電箱柜中，存在具有輔助配電功能的等電位接線端子，在對其進行安裝時，需要注意：其一，端子必須處于箱柜中，不能暴露在外;其二，不能與屏蔽接地等其他接地系統(tǒng)混接;其三，不能與PE線連接。通過中性點接地的方法，可以確保接地保護在高壓系統(tǒng)中的有效運行，并清除單相電弧接地過電壓，同時有利于三相電壓的平衡。在智能建筑中，由于大量自動化電子設(shè)備的存在，在運行過程中，微電流和電位會進行快速頻繁的變換，因此，確保供電電源和基準(zhǔn)電位的穩(wěn)定，對于設(shè)備的安全穩(wěn)定運行是十分重要的。

2.2屏蔽接地與防靜電接地

電磁干擾對于電氣設(shè)備的影響同樣是十分巨大的，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。針對電磁干擾的預(yù)防，可以通過在電氣工程自動化設(shè)計中添加屏蔽及其接地來實現(xiàn)。而在對屏蔽接地進行設(shè)計時，可以將屏蔽管路的兩頭，以PE線進行連接，從而實現(xiàn)導(dǎo)線的屏蔽接地。如果設(shè)備的運行環(huán)境中相對吸毒較低，或者人體活動較為頻繁，都會產(chǎn)生大量的靜電，這些靜電聚集在一起，會對設(shè)備的運行安全造成影響，需要將設(shè)備與PE線進行多點連接，以實現(xiàn)防靜電接地。

2.3防雷接地

防雷接地是電氣保護的重要組成部分，其設(shè)計必須嚴謹、全面。在智能建筑中，各種電子布線系統(tǒng)和電器設(shè)備眾多，一旦受到雷擊的影響，會引發(fā)嚴重的后果。因此，要切實做好防雷接地工作，運用針帶組合接閃器，鍍鋅扁鋼避雷帶進行接地配置。在屋頂、鋼筋柱頭、外墻金屬部件等位置，設(shè)置相應(yīng)的防雷措施，形成一個網(wǎng)絡(luò)，然后通過建筑主體的鋼筋，與防雷系統(tǒng)連接，確保防雷體系具有多層屏蔽功能，對雷擊和干擾進行有效預(yù)防。

3.在線監(jiān)測系統(tǒng)

在線檢測系統(tǒng)的作用，主要是為相關(guān)技術(shù)人員提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，使其可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的故障和異常情況，對故障進行有效處理。在線檢測系統(tǒng)性的自動化設(shè)計，主要包括：

（1）絕緣監(jiān)測：對于電力設(shè)備而言，絕緣性能直接關(guān)系著其運行安全，做好設(shè)備的絕緣監(jiān)測是十分重要的。從目前的技術(shù)條件分析，絕緣監(jiān)測系統(tǒng)一般都是使用絕緣子掛網(wǎng)運行，使得電力工作人員可以隨時了解設(shè)備的絕緣性能，確保電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

（2）雷擊監(jiān)測：雷擊監(jiān)測是在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，需要根據(jù)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，對雷擊監(jiān)測系統(tǒng)進行準(zhǔn)確規(guī)劃設(shè)計。雷擊監(jiān)測常用的方法主要是安裝避雷器或者避雷針、避雷網(wǎng)等，以保護電氣設(shè)備免受雷擊的影響。

（3）環(huán)境監(jiān)測：自然環(huán)境對于電氣設(shè)備以及輸配電線路的影響同樣是十分巨大的，需要切實加強環(huán)境監(jiān)測工作，并采取相應(yīng)的防護措施，確保設(shè)備的正常運行。一般來說，環(huán)境監(jiān)測的對象包括溫度、濕度等可能對設(shè)備的性能造成不良影響的因素，在發(fā)現(xiàn)異常工況后，可以向監(jiān)控中心傳遞異常信號，通知技術(shù)人員進行及時處理。

4檢修方面自動化技術(shù)的應(yīng)用

電氣設(shè)備的功能五花八門，電氣設(shè)備故障也更加地復(fù)雜、多樣，給設(shè)備檢修人員帶來了不少難題。但如今，隨著電力研究程度的不斷提高，在設(shè)備狀態(tài)維修中引入了許多自動化輔助技術(shù)，使設(shè)備檢修人員的工作變得更加輕松，同時也提高了相關(guān)工作的效率。

4.1傳感技術(shù)的應(yīng)用

在檢修工作中傳感技術(shù)是獲取數(shù)據(jù)的有效手段。利用安裝在電氣設(shè)備的傳感器對設(shè)備狀態(tài)信號進行監(jiān)測，從而為設(shè)備故障的判定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。另外傳感技術(shù)能將設(shè)備監(jiān)測范圍進一步擴大，可以準(zhǔn)確地監(jiān)測到建設(shè)范圍內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，有助于提高建筑領(lǐng)域的電氣自動化水平。

4.2通信技術(shù)

在工程內(nèi)部，電氣設(shè)備的型號、類別、數(shù)量都比較復(fù)雜。進行狀態(tài)維修工作時，必須將設(shè)備異常數(shù)據(jù)及時反映到控制中心，使得工作人員可以及時制定、實施維修方案，例如利用CPS，CDMA，GMS等系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用信息傳輸技術(shù)可以將電氣工程運行狀態(tài)反映給控制中心，實現(xiàn)電氣設(shè)備的實時監(jiān)測。

4.3計算技術(shù)

通過傳感器可以對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，維修人員還需要對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行加工處理、篩選出最有價值的設(shè)備感應(yīng)數(shù)據(jù)，以保證往后故障維修工作的準(zhǔn)確性、針對性。一般來說數(shù)據(jù)處理都會利用到計算機，通過計算機的數(shù)據(jù)處理功能完成數(shù)據(jù)的收集、分析與處理等。比如利用計算機技術(shù)對監(jiān)測到的信數(shù)據(jù)進行自動化處理。

5結(jié)語

總而言之，在建筑設(shè)計領(lǐng)域，電氣工程的自動化設(shè)計是十分重要的，直接影響著建筑的整體性能。在城市化進程不斷加快，建筑行業(yè)飛速發(fā)展的現(xiàn)在，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加大對于電力工程自動化技術(shù)的研發(fā)力度，確保其功能的有效發(fā)揮，推動我國建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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