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(yán)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(jì)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(yán)重干擾。因此對智能化樓宇的防雷接地設(shè)計必須嚴(yán)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(yán)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(zhǔn)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(yán)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(zhǔn)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(zhǔn)電位?？刹捎幂^大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準(zhǔn)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(yán)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?？蓪⒃O(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(zhǔn)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）.