论文部分内容阅读
【摘要】随着我国经济的高速发展，各大城市智能建筑如雨后春笋般相继出现。由于在智能建筑中，含有大量的用电设备，而且设备的功能不尽相同，接地系统也相应不同。所以在这些建筑物供配电设计中，接地系统设计占有非常重要的地位，因为它关系到供电系统、用电设备的可靠性，安全性。因此有必要对接地系统进行认真分析，筛选出适合智能建筑的接地系统。基于此，本文对智能建筑的接地保护进行了研究。
【关键词】智能建筑接地保护
中图分类号：TU984文献标识码： A 文章编号：
随着我国国家经济高速发展，人民生活水平越来越高，对于智能建筑的需求越来越多，而且智能建筑的数量也比以前增加了许多，功能也更为完善。而在智能建筑中，其实尤为需要注意的，是智能建筑中各种设备的接地问题。接地对于智能建筑中设备的运行是否安全，对于数据的传输是否可靠，都起着关键性的影响。而假若接地做的不好，轻的可能造成设备不能有效的进行传输数据，而降低了智能建筑里设备的可靠性，而严重的可能会损坏了设备中的零部件，更严重的甚至可能造成设备的损毁，乃至使得居住的人员的安全也受到影响。
1、智能建筑供电接地系统
1.1、电气接地系统
在智能建筑的供电接地系统中，可以细分为TN—C—S系统和TN—C系统，TN—S系统，TT系统，IT系统。而在智能建筑中，极大多数的用电设备都是单相的设备，而且都是非线性负荷，用电设备里对于供电质量的要求非常高，通信设备，办公自动化设备，智能化设备等，在智能建筑的供电接地系统中，一般都应该采用TN—C—S系统和TN—S系统。TN—C—S系统是由两个接地系统组合而成的，第一部分是TN—C系统，而第二部分则是TN—S系统，分界面是N线和PE线的联结点。该系统一般用在供电的区域，由区域变电而引来的场所，进户以后就变成了TN—S的系统。而为了能防止建筑物内里的电气设备外露而造成导电部分引来电气火灾事故的危险，近十年来国际上特别强调建筑物内的电位联结措施，而它的效果也做的越来越好。危及人身安全的问题也越来越引起重视，并且很快得到解决。
1.2、消除从建筑物外延PEN线或者PE线窜人的危险故障电压
TN系统内里，可能引起故障损毁的原因无外乎有三种：其一是故障点互相接触的两部分金属，由于數百甚至上千安的电流通过，融化成了团状而脱离了接触，故而接地故障自然消失。其二是由于亮金属部分融化成为团状，从而脱离接触后引燃电弧，形成了较大的故障点，阻抗了电弧性接地的故障，也由于相当大一部分的线路电压降落在了电弧上，所以接触的电压相对减少，而引起的后果极为严重，大多会引起大火的灾难。其三是两部分的金属融化后互相焊牢，使得故障继续存在，而故障点的阻抗小的可以忽略不计，而后果大都更为严重，容易造成人员的伤亡。也正是由于接地故障电压的存在，PEN和PE线上存在的危险故障电压，由于其在建筑物内均是作为等电位联结，在等电位联结的范围以内，人体若同时接触了电气装置内，和外露的可导电部分，基本上是处于同一个电位的，而火灾以及人身电击，则自然而然不会发生了。
1.3、等电位联结的安装以及要求
扁钢的搭接长度，不应该小于它宽度的2倍，三面同时施焊。扁钢与钢管在焊接的时候，不仅需在接触面两侧进行焊接，还要由扁钢弯成的弧形面与钢管焊接。而当等电位联结采用了不同的金属材质的导体进行联结时，可以采用熔接的方法进行联结，或者压接法联结。压接的时候，必须进行热搪稀的处理。而其后，等电位联结用的螺杆，垫圈，螺母等，则应进行热镀锌的处理。并且对标有黑色记号“↓”的等电位连接体进行详细的记录，检测，并且出图检测报告，并在图中标明具体的部位以及走向。
1.4、减少由于保护装置故障而引起的危害
等电位联结，可以同时降低故障回路的阻抗，缩短保护装置的动作时间，降低接触的电压。GB 50054—95低压配电设计规范的第4．4．4条明确规定了，采用接地故障保护时，应该作出等电位的联结，这样才符合了IEC标准：将等电位联结规定为了自动切断故障电路防电击的措施之一。
2、智能建筑应采取的接地措施
2.1、防雷接地
把雷电流迅速导人大地。以防止雷害，这种接地叫做防雷接地。智能化楼宇内有大量的电子设备(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、有线电视系统等)以及相应的布线系统，大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满，而这些电子设备及布线系统均属于耐压等级低、防干扰要求高，最怕受到雷击的设备。不管是直击、串击还是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，必须以防霄接地系统为基础，建立严密、完整的防雷结构。
2.2、屏蔽与防静电的接地
在智能建筑物中为了避免设备的机能障碍和损坏，布线系统的设备应该可以防止内部的自身传导以及外部的干扰。干扰是因为导线之间的耦合或是电容、电感效应所致，主要是因为电压超高，大功率的辐射磁场，或者是雷击和静电放电。屏蔽和正确的接地是防止电磁干扰的最好办法，这可以将设备的外壳与PE 线相连接，屏蔽管路的两端要与PE、室内屏蔽与PE 线都要很好的连接。在洁净的，烦躁的房间内走动，或者是移动设备，均会各自摩擦产生大量的静电，没有良好的接地，这些就会对电子设备产生干扰，甚至可能将设备的芯片损坏。把这些带有静电的物体或者有可能产生静电的物体均通过静电体与其大地构成一个电气回路的防静电接地，让所有的设备外壳与室内的设施都与PE 线有一个可靠的连接，这就是电磁兼容设计，次系统可以有效的防止和屏蔽静电。
2.3、交流工作接地
将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备(如阻抗、电阻等)与大地作金属连接，称为工作接地。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、直流接地
在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机、通信设备和带有电脑的大楼自动化设备。这些电子设备在进行输入信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作、输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网进行工作。因此为了使其准确性高、稳定性好，除了需要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。设备的直流接地采用截面积不小于35mm 的多芯绝缘铜线穿钢管或线槽引到辅助等电位铜排。钢管或线槽必须可靠接地。在直流接地设备较多的房间内，可以设置等电位铜排网络或等电位闭合铜环，供直流接地用。
2.5、保护接地干线PE
在智能化楼宇内，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，均必须采取安全保护接地措施。当没有做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。在中性点直接接地的电力系统中，接地短路电流经人身、大地流回中性点；在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流经人体流人大地，并经线路对地电容构成通路，这两种情况都能造成人身触电。加装保护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的有效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。当然，当前普遍采用的三相四线制，保护接地法并非防止触电事故的良策。而比较理想的方法是采用三相五线制供电方式的电网，可将设备外壳与专用保护零线连接。在弱电井设置保护接地干线PE，采用40mmx4mm镀锡铜排作为保护接地干线PE。保护接地干线PE和总等电位铜排连接，保护接地干线PE应该用绝缘子架设，与防雷接地系统隔离。防止雷电对保护地线PE的反击和感应。
3 总结
随着我国国民经济的迅猛发展，智能建筑的数量越来越多，功能也越来越完善。在实际工作中，设计人员和建设方一般都比较重视智能建筑功能的完善、性能指标的高低和设备的先进性等指标。当然这些都对智能建筑是否成功起着关键作用。但在智能建筑设计和工程施工中还应注意智能建筑中各种设备的接地。接地对于智能建筑中设备的安全运行和数据的可靠传输有着很大影响。
参考文献
[1]张吉祥。智能建筑的电气保护与接地浅谈[N]河北建筑工程学院学报2005(02)
[2]刘兵。智能建筑的电气保护与接地[J]怀化学院学报.2006(05)
[3]陈德鑫。论智能建筑的电气保护与接地[J]中国新技术新产品.2010(5)
[4]安顺合。智能建筑工程施工与验收手册嗍．北京：中国建筑工业出版社．
[5]智能建筑电气技术精选。中国建筑设计研究院机电院[M].北京：中国电力出版社．
【关键词】智能建筑接地保护
中图分类号：TU984文献标识码： A 文章编号：
随着我国国家经济高速发展，人民生活水平越来越高，对于智能建筑的需求越来越多，而且智能建筑的数量也比以前增加了许多，功能也更为完善。而在智能建筑中，其实尤为需要注意的，是智能建筑中各种设备的接地问题。接地对于智能建筑中设备的运行是否安全，对于数据的传输是否可靠，都起着关键性的影响。而假若接地做的不好，轻的可能造成设备不能有效的进行传输数据，而降低了智能建筑里设备的可靠性，而严重的可能会损坏了设备中的零部件，更严重的甚至可能造成设备的损毁，乃至使得居住的人员的安全也受到影响。
1、智能建筑供电接地系统
1.1、电气接地系统
在智能建筑的供电接地系统中，可以细分为TN—C—S系统和TN—C系统，TN—S系统，TT系统，IT系统。而在智能建筑中，极大多数的用电设备都是单相的设备，而且都是非线性负荷，用电设备里对于供电质量的要求非常高，通信设备，办公自动化设备，智能化设备等，在智能建筑的供电接地系统中，一般都应该采用TN—C—S系统和TN—S系统。TN—C—S系统是由两个接地系统组合而成的，第一部分是TN—C系统，而第二部分则是TN—S系统，分界面是N线和PE线的联结点。该系统一般用在供电的区域，由区域变电而引来的场所，进户以后就变成了TN—S的系统。而为了能防止建筑物内里的电气设备外露而造成导电部分引来电气火灾事故的危险，近十年来国际上特别强调建筑物内的电位联结措施，而它的效果也做的越来越好。危及人身安全的问题也越来越引起重视，并且很快得到解决。
1.2、消除从建筑物外延PEN线或者PE线窜人的危险故障电压
TN系统内里，可能引起故障损毁的原因无外乎有三种：其一是故障点互相接触的两部分金属，由于數百甚至上千安的电流通过，融化成了团状而脱离了接触，故而接地故障自然消失。其二是由于亮金属部分融化成为团状，从而脱离接触后引燃电弧，形成了较大的故障点，阻抗了电弧性接地的故障，也由于相当大一部分的线路电压降落在了电弧上，所以接触的电压相对减少，而引起的后果极为严重，大多会引起大火的灾难。其三是两部分的金属融化后互相焊牢，使得故障继续存在，而故障点的阻抗小的可以忽略不计，而后果大都更为严重，容易造成人员的伤亡。也正是由于接地故障电压的存在，PEN和PE线上存在的危险故障电压，由于其在建筑物内均是作为等电位联结，在等电位联结的范围以内，人体若同时接触了电气装置内，和外露的可导电部分，基本上是处于同一个电位的，而火灾以及人身电击，则自然而然不会发生了。
1.3、等电位联结的安装以及要求
扁钢的搭接长度，不应该小于它宽度的2倍，三面同时施焊。扁钢与钢管在焊接的时候，不仅需在接触面两侧进行焊接，还要由扁钢弯成的弧形面与钢管焊接。而当等电位联结采用了不同的金属材质的导体进行联结时，可以采用熔接的方法进行联结，或者压接法联结。压接的时候，必须进行热搪稀的处理。而其后，等电位联结用的螺杆，垫圈，螺母等，则应进行热镀锌的处理。并且对标有黑色记号“↓”的等电位连接体进行详细的记录，检测，并且出图检测报告，并在图中标明具体的部位以及走向。
1.4、减少由于保护装置故障而引起的危害
等电位联结，可以同时降低故障回路的阻抗，缩短保护装置的动作时间，降低接触的电压。GB 50054—95低压配电设计规范的第4．4．4条明确规定了，采用接地故障保护时，应该作出等电位的联结，这样才符合了IEC标准：将等电位联结规定为了自动切断故障电路防电击的措施之一。
2、智能建筑应采取的接地措施
2.1、防雷接地
把雷电流迅速导人大地。以防止雷害，这种接地叫做防雷接地。智能化楼宇内有大量的电子设备(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、有线电视系统等)以及相应的布线系统，大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满，而这些电子设备及布线系统均属于耐压等级低、防干扰要求高，最怕受到雷击的设备。不管是直击、串击还是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，必须以防霄接地系统为基础，建立严密、完整的防雷结构。
2.2、屏蔽与防静电的接地
在智能建筑物中为了避免设备的机能障碍和损坏，布线系统的设备应该可以防止内部的自身传导以及外部的干扰。干扰是因为导线之间的耦合或是电容、电感效应所致，主要是因为电压超高，大功率的辐射磁场，或者是雷击和静电放电。屏蔽和正确的接地是防止电磁干扰的最好办法，这可以将设备的外壳与PE 线相连接，屏蔽管路的两端要与PE、室内屏蔽与PE 线都要很好的连接。在洁净的，烦躁的房间内走动，或者是移动设备，均会各自摩擦产生大量的静电，没有良好的接地，这些就会对电子设备产生干扰，甚至可能将设备的芯片损坏。把这些带有静电的物体或者有可能产生静电的物体均通过静电体与其大地构成一个电气回路的防静电接地，让所有的设备外壳与室内的设施都与PE 线有一个可靠的连接，这就是电磁兼容设计，次系统可以有效的防止和屏蔽静电。
2.3、交流工作接地
将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备(如阻抗、电阻等)与大地作金属连接，称为工作接地。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、直流接地
在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机、通信设备和带有电脑的大楼自动化设备。这些电子设备在进行输入信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作、输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网进行工作。因此为了使其准确性高、稳定性好，除了需要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。设备的直流接地采用截面积不小于35mm 的多芯绝缘铜线穿钢管或线槽引到辅助等电位铜排。钢管或线槽必须可靠接地。在直流接地设备较多的房间内，可以设置等电位铜排网络或等电位闭合铜环，供直流接地用。
2.5、保护接地干线PE
在智能化楼宇内，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，均必须采取安全保护接地措施。当没有做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。在中性点直接接地的电力系统中，接地短路电流经人身、大地流回中性点；在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流经人体流人大地，并经线路对地电容构成通路，这两种情况都能造成人身触电。加装保护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的有效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。当然，当前普遍采用的三相四线制，保护接地法并非防止触电事故的良策。而比较理想的方法是采用三相五线制供电方式的电网，可将设备外壳与专用保护零线连接。在弱电井设置保护接地干线PE，采用40mmx4mm镀锡铜排作为保护接地干线PE。保护接地干线PE和总等电位铜排连接，保护接地干线PE应该用绝缘子架设，与防雷接地系统隔离。防止雷电对保护地线PE的反击和感应。
3 总结
随着我国国民经济的迅猛发展，智能建筑的数量越来越多，功能也越来越完善。在实际工作中，设计人员和建设方一般都比较重视智能建筑功能的完善、性能指标的高低和设备的先进性等指标。当然这些都对智能建筑是否成功起着关键作用。但在智能建筑设计和工程施工中还应注意智能建筑中各种设备的接地。接地对于智能建筑中设备的安全运行和数据的可靠传输有着很大影响。
参考文献
[1]张吉祥。智能建筑的电气保护与接地浅谈[N]河北建筑工程学院学报2005(02)
[2]刘兵。智能建筑的电气保护与接地[J]怀化学院学报.2006(05)
[3]陈德鑫。论智能建筑的电气保护与接地[J]中国新技术新产品.2010(5)
[4]安顺合。智能建筑工程施工与验收手册嗍．北京：中国建筑工业出版社．
[5]智能建筑电气技术精选。中国建筑设计研究院机电院[M].北京：中国电力出版社．