智能建筑電氣接地技術(shù)探析

王鵬

【摘要】眾所周知，接地技術(shù)是智能建筑電氣安全中最關(guān)鍵的一部分，對(duì)供電系統(tǒng)工作的可靠性以及人員的安全等都有關(guān)鍵的作用。本篇的文章筆者對(duì)智能建筑供電系統(tǒng)其接地的方式和智能建筑公用接地系統(tǒng)其必要性進(jìn)行了詳述，另外還對(duì)屏蔽電纜的接地進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；電氣；接地技術(shù)；電磁干擾

一、 引言

最開(kāi)始引入接地技術(shù)主要是為了能夠防止智能建筑中的設(shè)備遭受雷擊，屬于一種保護(hù)性的措施。引入接地技術(shù)可以很好的將雷擊所產(chǎn)生的電流盡快的引入到大地中，進(jìn)而能夠很好的起到保護(hù)建筑物的作用。與此同時(shí)，接地技術(shù)也是保護(hù)我們?nèi)松戆踩囊粋€(gè)主要的措施?；谥悄芙ㄖ俏覀冇?jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、建筑技術(shù)以及通信技術(shù)四者的有效結(jié)合，因此其智能建筑物系統(tǒng)中會(huì)有大量的信息，各種信息都會(huì)經(jīng)過(guò)其輸入、處理與傳輸?shù)倪^(guò)程。這些都是需要通過(guò)微電流或者是微電位的方式快速進(jìn)行。他們除了需要一個(gè)比較穩(wěn)定的固定的供電電源之外，一定要具備比較穩(wěn)定的最基本的電位。

二、 接地方式—低壓配電系統(tǒng)

（1） TT系統(tǒng)。通常情況下，用電設(shè)備主要采用的是單獨(dú)的接地系統(tǒng)，然后和電源的接地極沒(méi)有電氣關(guān)系。設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，通常會(huì)有一個(gè)比較高的安全性，同時(shí)需要提供一個(gè)可靠的接地電位，因此需要在低壓的公共的供電網(wǎng)進(jìn)行供電，并對(duì)接地的要求比較高，同時(shí)場(chǎng)所需要有一個(gè)數(shù)據(jù)處理要精密的電子設(shè)備。但是此種系統(tǒng)有一個(gè)不安全的因素在于其保護(hù)接地的靈敏度是比較低的，如果接地的電流出現(xiàn)故障，那么不能夠以正確的動(dòng)作去保護(hù)此裝置，這就會(huì)造成電氣的設(shè)備會(huì)帶有一定的危險(xiǎn)性，而如果將TT系統(tǒng)正確的用在當(dāng)前的只能建筑里，就需要選用一個(gè)大容量的保護(hù)電流的裝置。

（2） TN-C系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括兩個(gè)線，即中性線和保護(hù)線，兩者是統(tǒng)一的，通常稱(chēng)之為PEN線。要求整個(gè)系統(tǒng)所有的外露線都應(yīng)該與其相連接。此系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單的、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，而且對(duì)于接地故障的處理具有很高的靈敏度，因此非常適合三相的負(fù)荷之間的平衡。如果三相負(fù)荷之間出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，那么線路中就會(huì)出現(xiàn)不同頻次的電流。如果出現(xiàn)這種情況就會(huì)造成用電的設(shè)備出現(xiàn)的金屬外殼有帶點(diǎn)的情況，隨之也就會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有辦法提供一個(gè)比較穩(wěn)定的電位，所以會(huì)嚴(yán)重的影響到電子設(shè)備的正常工作。因此TN-C系統(tǒng)并不能作為智能建筑最佳的接地系統(tǒng)。

（3） TN-S系統(tǒng)。該系統(tǒng)也包括保護(hù)線和中性線，兩者是分開(kāi)的。在用電設(shè)備的處于一個(gè)正常工作的狀態(tài)時(shí)，那么保護(hù)線就會(huì)進(jìn)行無(wú)電流的通過(guò)，因此，該系統(tǒng)的安全性會(huì)非常的高，而電磁的干擾性也會(huì)大大的下降，與此同時(shí)還可以提供一個(gè)萬(wàn)分可靠的基準(zhǔn)的電位。所以，基于以上幾點(diǎn)此系統(tǒng)完全可以作為智能建筑系統(tǒng)的一個(gè)接地的系統(tǒng)。

（4） TN-C-S系統(tǒng)。此系統(tǒng)中的一部分是屬于TN-C系統(tǒng)的一部分，在已經(jīng)進(jìn)入用戶的配電箱之后，那么則稱(chēng)之為T(mén)N-S系統(tǒng)所以，TN-C-S系統(tǒng)不但可以作為普遍的系統(tǒng)也可以作為建筑主要的接地系統(tǒng)。

三、 共用的接地系統(tǒng)

眾所周知，一棟好的智能建筑物是需要有一個(gè)交流式的工作接地，直流性的工作接地、安全性的保護(hù)接地、屏蔽性的接地、防雷性的接地。這個(gè)接地系統(tǒng)稱(chēng)之為共用的接地系統(tǒng)。如果將上述各類(lèi)的接地能夠按照一個(gè)單獨(dú)的設(shè)置的一個(gè)接地系統(tǒng)，對(duì)于接地電阻則需要按照其各自的要求而進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，稱(chēng)之為獨(dú)立性的設(shè)置系統(tǒng)。為了更好的避免安全性的接地系統(tǒng)對(duì)其我們的信號(hào)產(chǎn)生一定的干擾，這貌似會(huì)對(duì)地雷式的接地系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，此系統(tǒng)也可以很好的將信號(hào)接地和雷電流兩者分開(kāi)。然而，經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐可以證明，當(dāng)我們?cè)诶弥悄苄缘慕ㄖ摻畹慕Y(jié)構(gòu)來(lái)作為其雷電流的引下線與電位的均衡性的平衡，這些都是比較難以做到的，甚至不能將各個(gè)類(lèi)別的接地系統(tǒng)很好的分開(kāi)。所以即使我們強(qiáng)制性的將這些電路分開(kāi)，但是因?yàn)殡娙菖c電感兩者的耦合是隨機(jī)的，并無(wú)法去控制因?yàn)檫B接而出現(xiàn)的電導(dǎo)耦合。與此同時(shí)，還會(huì)對(duì)我們工作系統(tǒng)的一些設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

首先，隨機(jī)連接不能得到控制。智能建筑即使在接地的工程設(shè)計(jì)中，會(huì)對(duì)各個(gè)類(lèi)別的系統(tǒng)做一個(gè)相互隔離的措施，然而由于該設(shè)備的安裝、纜線橋的固定、金屬的構(gòu)架、電纜的引進(jìn)與引出以及每個(gè)金屬管道的敷設(shè)等等。這些都不能很好的控制各個(gè)類(lèi)別的接地系統(tǒng)的連接。有一部分的接地工程最開(kāi)始是依據(jù)原來(lái)的接地系統(tǒng)進(jìn)行分開(kāi)設(shè)計(jì)與施工的，然而當(dāng)竣工之后進(jìn)行檢查時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多的接地系統(tǒng)在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中和智能建筑物的金屬與鋼筋結(jié)構(gòu)的構(gòu)件會(huì)連接在一起，進(jìn)而形成一個(gè)較好的接地系統(tǒng)。

其次，無(wú)法確切的保證安全絕緣的距離。當(dāng)雷擊到智能建筑物時(shí)，就會(huì)接閃到裝置，而此時(shí)雷電系統(tǒng)會(huì)沿著地直接由鋼筋處下到智能建筑的地中的接地網(wǎng)，這就會(huì)造成鋼筋的某些點(diǎn)的電位會(huì)非常的高。但是因?yàn)殇摻畹碾娮枋潜容^小，所以電壓也不大，就會(huì)使得問(wèn)題不能得到很好的解決。

最后，地中電場(chǎng)進(jìn)行耦合。當(dāng)雷電流已經(jīng)在地下開(kāi)始泄散時(shí)，就會(huì)使得地中的電場(chǎng)其分布的范圍是比較大的。而在此范圍中其他的接地系統(tǒng)以及穿過(guò)的一些電廠的管線，會(huì)因襲受到雷電流的耦合作用，隨著他所在的位置而使得電壓出現(xiàn)升高的現(xiàn)象。而這些高的電壓所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移電位會(huì)對(duì)智能建筑的設(shè)備以及人身都產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)。但是由于會(huì)受到其接地的范圍的控制，再加上建筑物的地下管線和基礎(chǔ)的鋼筋出現(xiàn)交叉性的重疊，因此不可能在智能建筑的地下進(jìn)行很?chē)?yán)格的絕緣與隔離。如果因?yàn)榫嚯x不夠而產(chǎn)生火花放電的現(xiàn)象，后果是非常的嚴(yán)重的。所以智能建筑的接地工程通常選用的是共用的接地系統(tǒng)，同時(shí)還會(huì)以接地的電位來(lái)作為其基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)而分別的引出各種的功能來(lái)進(jìn)行接地引線，與此同時(shí)共用的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)必須選用電位的均衡進(jìn)行接地，這樣能很好的避免一些較大的電位差。由此也能提高其設(shè)備的穩(wěn)定性，進(jìn)而加強(qiáng)工作人員的安全，起到一個(gè)安全保護(hù)的作用。

基于以上各種原因，智能建筑物的電氣接地系統(tǒng)應(yīng)該選擇共用的接地系統(tǒng)。也就是將智能建筑物中所有的彼此進(jìn)行連接的電氣裝置，接到一個(gè)共用的，低感型的、網(wǎng)狀的接地系統(tǒng)中。然后選用總等電位的連接方式，局部的信息選用S型的結(jié)構(gòu)，由此組成一個(gè)智能建筑物的共用的接地系統(tǒng)。

四、 屏蔽接地的線纜

在智能建筑物系統(tǒng)中，使用量最大是屏蔽電纜。屏蔽接地主要是用來(lái)避免智能建筑中的電器設(shè)備會(huì)受到干擾，防治影響到其正常的工作，同時(shí)也能避免對(duì)其他的設(shè)備造成一定的電磁干擾。屏蔽電纜的電磁干擾的效果以及其屏蔽層其接地的方式密切相關(guān)。使用帶有屏蔽層的電纜，需要屏蔽層于控制室兩端能夠同時(shí)接地，通常選用有效的兩次回路的方式避免電磁的干擾。采用兩端接地的方式的優(yōu)勢(shì)主要是能夠控制電纜的母線在暫態(tài)的電流產(chǎn)生時(shí)被磁通包圍，能夠?qū)⒛妇€中的暫態(tài)電流抵消。另外，兩端接地可以降低因?yàn)殡娢坏纳仙a(chǎn)生的暫態(tài)電流的感應(yīng)電壓。這對(duì)于避免電纜的屏蔽有很好的效果。除此之外，高頻的電路其屏蔽層或者是金屬的保護(hù)套必須選用多點(diǎn)的方式進(jìn)行接地。

五、 結(jié)束語(yǔ)

綜上可知，智能建筑的接地設(shè)計(jì)的要點(diǎn)如下：首先計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)處理的設(shè)備需要對(duì)電源線路中的諧波成分必須敏感，因此選用TN-S系統(tǒng)或者是TN-C-S系統(tǒng)比較合適。其次是智能建筑物適合選用共用的接地系統(tǒng)，可以很好的避免出現(xiàn)零電位或者是高電位的現(xiàn)象。最后要抑制電磁的干擾，盡可能的提升電磁的兼容性，此過(guò)程需要選好電纜屏蔽的接地方式。

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