您现在的位置:中国智能建筑信息网>> 技术文章>>文章内容
分享到:    

探析楼宇自控系统中的电气保护及电气接地

 

摘 要:楼宇控制系统的电气设计中,接地设计十分关键。本文对常见的几种电气接地系统和保护防范措施的探讨和分析的基础上,进一步阐述了接地系统的设计是确保建筑物供配电系统的可靠性、安全性的关键。

关键词:电气接地;电气保护;接地保护;设计;防范措施

楼宇自控系统是建筑设备自动化控制系统的简称。楼宇设备涵盖了建筑中的所有可控的电气设备,主要是指为建筑服务的、那些提供人们基本生存环境(风、水、电)所需的大量机电设备,如暖通空调设备、通信设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等、现代城市化建筑的日益增长带动了楼宇自控系统技术的飞速发展,下面介绍楼宇自控系统中常用的几种电气保护接地系统的设计。

1 楼宇的几种电气接地系

1.1 工作接地

为了确保每项电力系统都能正常稳定的工作,必须将其与大地链接,称为工作接地。变压器中性点的直接接地或经消弧线圈的接地或者防雷设备接地等都是主要的接地项目。每一种工作接地都有自己的功能,例如变压器的中性点接地,它能保证电气设备三相系统中相线对地的电压不变,保证电压的平衡,有效预防了零序电压偏移,这对智能建筑电气来说是十分重要的。变压器中性点经消弧线圈的接地,在接地时有效消除接地短路点的电弧,预防电压过高,而防雷设备接地就是为了更好的释放地面的雷电流。

1.2 低压配电系统接地方式

1.2.1 TT 系统

用电设备一般采取单独极地接地法,和电源接地没有电气上的联系。在低压公共电网供电、接地要求较高的精密电子设备和数据处理设备中常常使用。将 TT系统用放在智能建筑中,就需要大容量的漏电电流保护装置和电流保护装置。

1.2.2 TN-S 系统

是一个三相四线加 PE 线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。特点是中性线 N与保护接地线 PE 除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。中性线 N带电,而 PE 线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要像 TN-C-S 接地系统,采取同样的技术措施,TN-S 系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时,一般都采用这种接地系统。

楼宇系统中单相用电设备较多,单相负荷比重较大,三相负荷通常是不平衡的,因此在中性线 N中带有随机电流。应设置电子设备的直流接地,交流工作接地,安全保护接地,及普通建筑也应具备的防雷保护接地。由于智能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换机房,计算机房,消防及火灾报警监控室,以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备,所以在楼宇的设计和施工中,还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。

1.3 TN-C-S 系统

TN-C-S 系统由两个接地系统组成,第一部分是 TN-C 系统,第二部分是 TN-S 系统,分界面在 N 线与PE 线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所,进户之前采用 TN-C 系统,进户处做重复接地,进户后变成 TN-S系统。TN-S系统的特点是:中性线 N与保护接地线 PE在进户时共同接地后,不能再有任何电气连接。该系统中,中性线 N常会带电,保护接地线 PE 没有电的来源。PE 线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时,始终不会带电,因此 TN-S 接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线,各自都从接地体一点引出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施, 因此智能型建筑物也可采用 TN-C-S接地系统系统。

2 楼宇自控系统的接地保护防范措施

2.1 安全保护接地

安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件,用 PE 线连接起来,但严禁将 PE 线与 N线连接。在现代建筑内,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,一般独立的安全保护接地电阻应≤4Ω。

2.2 直流接地

楼宇内包含有大量的计算机,通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。为了使其准确性高,稳定性好,除了需有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。根据经验提醒同仁们不能人为误将该引线与 PE 线连接,严禁与 N线重复接地。否则部分正常负荷电流将流经大地,对漏电保护断路器形成漏电流而使其误动作,造成系统的不可靠,独立的直流工作接地电阻应≤4Ω。

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混接;也不能与 PE 线连接。独立的交流工作接地电阻应≤4Ω。

2.4 防雷接地

将雷电引入大地,预防人员或建筑物遭受雷电损害,这就是防雷接地的目的。为避免楼宇内电子设备遭受雷电袭击的危险,防雷接地智能建筑物的接地重点,必须建立完整、严密的防雷结构。各类防雷接地设置的电阻,通常是根据落雷的反击实际情况而定的。智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好,一般独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω。

2.5 屏蔽接地与防静电接地

为了减少外来电磁波侵袭和干扰,预防电子设备由此产生的误动作或通信质量的下降,防止设备所的高频能量对外释放,需要将线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的屏蔽层、屏蔽室的屏蔽网都进行接地。在楼宇自控系统中,电磁的兼容设计尤为重要,所以,设计中必须制定有效的保护措施来确保电气设备和建筑布线,预防外来的各种干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳、屏蔽管路两端与 PE 线可靠连接;室内屏蔽也应多点与 PE 线可靠连接。防静电干扰也很重要,将带静电物体

或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求环境洁静干燥,所有设备外壳及室内(包括地坪)设施必须均与 PE 线多点可靠连接。一般防静电接地电阻一般要求≤100Ω。

结束语

楼宇接地设计采用 TN- S 系统对供配电设备较为安全可靠、经济合理。同时为了保证人身和设备安全及系统的正常运行,应设置电气、电子设备的防雷接地、工作接地、安全保护接地、屏蔽接地与防静电接地,各种接地需采用共用接地装置和等电位连接。

参考文献

[1]马新宇,夏兴华,丁君德等.智能建筑接地系统[J].中国商界,2010,5.

[2]易丹.智能建筑电气保护接地技术[J].建筑电气,2006,10.

[3]陈君城.智能化建筑物的电气保护形式与接地措施[J].粮食流通技术,2009,4.

作者:佟 雷 来源:科技论坛 点击数: 发布时间:2013年09月25日
【字体: 收藏 打印文章
回到中国智能建筑信息网首页