關(guān)于智能建筑的電氣保護與接地保護措施的分析

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        【摘要】本文闡述了智能化樓宇電氣設(shè)備安裝技術(shù)要點,并對其電氣接地保護措施進行了探討和總結(jié)。

　　【關(guān)鍵詞】智能建筑;電氣保護;接地保護措施;分析 　　 　　在各類建筑工程的供、配電系統(tǒng)中，接地子系統(tǒng)占有重要的地位，它直接關(guān)系到供電系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。所以在《建筑電氣驗收規(guī)范》的強制性文件中規(guī)定，保護接地是工程驗收時必須嚴格掌握控制的內(nèi)容。不管哪類建筑物，在供、配電系統(tǒng)中接地子系統(tǒng)是必不可少的，而且該子系統(tǒng)隨著建筑物的功能不同，各類設(shè)備的選擇不同，接地系統(tǒng)的選用相應(yīng)也不同。尤其進入20世紀90年代以來，大量的智能化建筑的出現(xiàn)對接地系統(tǒng)提出了許多新的要求。 　　究其原因是，在智能化樓宇內(nèi)，要求保護接地的設(shè)備非常多的，其顯著的特點是，除常規(guī)1強點設(shè)備有所增加外，弱點設(shè)備大量加，在智能化樓宇內(nèi)，單相用電設(shè)備多，單項負荷比重大，三項負荷通常是不平和的，因此在中性線N中常帶有電流。另外，由于大量采用熒光燈照明和電子設(shè)備，其產(chǎn)生的諧波電壓會疊加N線上，加大了N線上的帶電流量，在此情況下，如果僅僅依靠常規(guī)的接地系統(tǒng)，是不能滿足智能化系統(tǒng)工作的安全、可靠性要求得。此外，由于職能建筑內(nèi)多設(shè)有具有防靜電要求的程控交換機，計算機，消防及火災(zāi)報警監(jiān)控等大量受益電磁波干擾的電子儀器設(shè)備，所以在智能化樓宇的電氣工程中，還應(yīng)考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。 　　1.智能建筑的概念 　　智能建筑應(yīng)當(dāng)是：通過對建筑物的4個基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理，以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設(shè)計，提供一個投資合理、幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。建筑智能化的目的是：應(yīng)用現(xiàn)代4C技術(shù)構(gòu)成智能建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代化的服務(wù)與管理方式為人們提供一個安全、舒適的生活、學(xué)習(xí)與工作環(huán)境空間。建筑智能化結(jié)構(gòu)由三大系統(tǒng)組成：樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、通信自動化系統(tǒng)（CAS）。 　　2.智能化樓宇應(yīng)采取的各種接地措施 　　2.1防雷接地 　　為把雷電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。智能化樓宇內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，如通信自動化系統(tǒng)，火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)，閉路電視系統(tǒng)等，以及他們相應(yīng)的布線系統(tǒng)。從已建成的大樓看，大樓的各層頂板，底板，側(cè)墻，吊頂內(nèi)幾乎被各種布線布滿。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此對智能化樓宇的防雷接地設(shè)計必須嚴密、可靠。智能化樓宇的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴密、完整的防雷結(jié)構(gòu)。智能建筑多屬于一級負荷，應(yīng)按一級防雷建筑物的保護措施設(shè)計，接閃器采用針帶組合接閃器，避雷帶采用25×4（mm）鍍鋅扁鋼在屋頂組成≤10×10（m）的網(wǎng)格，該網(wǎng)格與屋面金屬構(gòu)件作電氣連接，與大樓柱頭鋼筋作電氣連接，引下線利用柱頭中鋼筋，圈梁鋼筋，樓層鋼筋與防雷系統(tǒng)連接，外墻面所有金屬構(gòu)件也應(yīng)與防雷系統(tǒng)連接，柱頭鋼筋與接地體連接，組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。這樣不僅可以有效防止雷擊損壞樓內(nèi)設(shè)備，而且還能防止外來的電磁干擾。各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，一般應(yīng)根據(jù)落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置如與電氣設(shè)備的工作接地合用一個總的接地網(wǎng)時，接地電阻應(yīng)符合其最小值要求。 　　2.2交流工作接地 　　將電力系統(tǒng)中的某一點，直接或經(jīng)特殊設(shè)備（如阻抗，電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線（N線）接地。N線必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般均在箱柜內(nèi)。必須注意，該接線端子不能外露；不能與其它接地系統(tǒng)，如直流接地，屏蔽接地，防靜電接地等混接；也不能與PE線連接。在高壓系統(tǒng)里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。 　　2.3安全保護接地 　　安全保護接地就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內(nèi)的用電設(shè)備以及設(shè)備附近的一些金屬構(gòu)件，用PE線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。在智能化樓宇內(nèi)，要求安全保護接地的設(shè)備非常多，有強電設(shè)備、弱電設(shè)備以及一些非帶電導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，均必須采取安全保護接地措施。當(dāng)沒有做安全保護接地的電氣設(shè)備的絕緣損壞時，其外殼可能帶電。如果人體觸及此電氣設(shè)備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險。在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，接地短路電流經(jīng)人身，大地流回中性點；在中性點非直接接地的電力系統(tǒng)中，接地電流經(jīng)人體流入大地，并經(jīng)線路對地電容構(gòu)成通路，這兩種情況都能造成人身觸電。 　　2.4直流接地 　　在一幢智能化樓宇內(nèi)，包含有大量的計算機、通訊設(shè)備和帶有電腦的大樓自動化設(shè)備。這些電子設(shè)備在進行輸入信息，傳輸信息，轉(zhuǎn)換能量，放大信號，邏輯動作，輸出信息等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進行，且設(shè)備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行工作。因此為了使其準確性高，穩(wěn)定性好，除了需有一個穩(wěn)定的供電電源外，還必須具備一個穩(wěn)定的基準電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設(shè)備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。 　　2.5屏蔽接地與防靜電接地 　　在智能化樓宇內(nèi)，電磁兼容設(shè)計是非常重要的，為了避免所用設(shè)備的機能障礙，避免可能會出現(xiàn)的設(shè)備損壞，構(gòu)成布線系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠防止內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來干擾。這些干擾的產(chǎn)生或者是因為導(dǎo)線之間的耦合現(xiàn)象，或者是因為電容效應(yīng)或電感效應(yīng)。其主要來源是超高電壓，大功率幅射電磁場，自然雷擊和靜電放電。這些現(xiàn)象會對設(shè)計用來發(fā)送或接收很高傳輸頻率的設(shè)備產(chǎn)生很大的干擾。因此對這些設(shè)備及其布線必須采取保護措施，免受來自各種方面的干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法。可將設(shè)備外殼與PE線連接；導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點與PE線可靠連接。防靜電接地要求在潔凈干燥環(huán)境中，所有設(shè)備外殼及室內(nèi)（包括地坪）設(shè)施必須均與PE線多點可靠連接。 　　智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應(yīng)≤Ω；獨立的安全保護接地電阻應(yīng)≤4Ω；獨立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω；獨立的直流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω；防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。 　　智能化樓宇的供電系統(tǒng)接地系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，按規(guī)范宜采用一個總的共同接地裝置，即統(tǒng)一接地體。統(tǒng)一接地體為接地電位基準點，由此分別引出各種功能接地引線，利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個完整的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。通常情況下，統(tǒng)一接地系統(tǒng)可利用大樓的樁基鋼筋，并用40×4mm鍍鋅偏鋼將其連成一體，作為自然接地體。根據(jù)規(guī)范，該系統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)共用，其接地電阻應(yīng)≤1Ω。若達不到要求，必須增加人工接地體或采用化學(xué)降阻法，使接地電阻≤1Ω。在不配電所內(nèi)設(shè)置總等點位的銅排，該銅排一端通過構(gòu)造柱或底板上的鋼筋與統(tǒng)一接地體連接，另一端通過不同的連接端子分別與交流工作接地系統(tǒng)中的中性線連接，與需要做安全保護接地的各設(shè)備連接，與防雷系統(tǒng)連接，與需做直流接地的電子設(shè)備的絕緣銅芯接地線連接。 　　 【參考文獻】 ［１］趙思亮．現(xiàn)代智能樓宇電氣設(shè)備安裝技術(shù)與接地保護措施分析探討［J］．中外建筑．2009（11）.