電氣自動化在現(xiàn)代高層建筑中的應用

王媛

在建筑物供配電設計中，電氣接地系統(tǒng)設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統(tǒng)的可靠性，因此，現(xiàn)代高層建筑應設置電子設備的直流接地、交流工作接地、安全保護接地以及普通建筑也應具備的防雷保護接地。除此之外，還應考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。

1 交流工作接地

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—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產(chǎn)生的電壓。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 安全保護接地

安全保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。就是將大樓內(nèi)的用電設備以及設備附近的一些金屬構件用PE線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。在現(xiàn)代建筑內(nèi)，要求安全保護接地的設備非常多，有強電設備、弱電設備以及—些非帶電導電設備與構件，均必須采取安全保護接地措施。沒有做安全保護接地的電氣設備的絕緣損壞時，其外殼有可能帶電，如果人體觸及此電氣設備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險。我們知道：在—個并聯(lián)電路中，通過每條支路的電流值與電阻的大小成反比。也就是說接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流越小，通常人體電阻要比接地電阻大數(shù)百倍，經(jīng)過人體的電流也比流過接地體的電流小數(shù)百倍。當接地電阻極小時，流過人體的電流幾乎等于零。實際上，由于接地電阻很小，接地短路電流流過時所有產(chǎn)生的壓降很小，所以設備外殼對大地的電壓是不高的。人站在大地去碰觸設備的外殼時，人體所承受的電壓很低，不會有危險。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是保障建筑電氣系統(tǒng)安全、有效運行的有效措施，也是保障建筑內(nèi)設備及人身安全的必要手段。

3 屏蔽接地與防靜電接地

在現(xiàn)代高層建筑中，屏蔽接地是防止電磁干擾的最佳保護方法，可將設備外殼與PE線連接；導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內(nèi)屏蔽也應多點與PE線可靠連接。防靜電干擾也很重要，在潔凈干燥的房間內(nèi)，人的走步、移動設備、各自磨擦均會產(chǎn)生大量靜電。例如在相對濕度10～20%的環(huán)境中人的走步可以積聚35萬伏的靜電電壓.如果沒有良好的接地，不僅會產(chǎn)生對電子設備的干擾，還可能會將設備芯片擊壞。將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地叫防靜電接地。防靜電接地要求在潔靜干燥環(huán)境中，所有設備外殼及室內(nèi)（包括地坪）設施必須均與PE線多點可靠連接。高層建筑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≤10Ω；獨立的安全保護接地電阻應≤4Ω：獨立的交流工作接地電阻相應≤4Ω；獨立的直流工作接地電阻應≤4Ω；防靜電接地電阻一般要求≤100Ω.

4 直流接地

在現(xiàn)代高層建筑內(nèi)，包含有大量的計算機，通訊設備和帶有電腦的大樓自動化設備。這些電子設備在進行輸入信息、傳輸信息、轉(zhuǎn)換能量、放大信號、邏輯動作及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，且設備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)絡進行工作。因此為了使其準確性高，穩(wěn)定性好，除了需有—個穩(wěn)定的供電電源外，還必須具備—個穩(wěn)定的基準電位?？刹捎幂^大截面的絕緣銅芯線作為引線，—端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。

5 防雷接地

現(xiàn)代高層建筑內(nèi)有大量的電子設備與布線系統(tǒng)，如通信自動化系統(tǒng)、火災報警及消防聯(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)以及他們相應的布線系統(tǒng)。這些電子設備及布線系統(tǒng)—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、反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此，高層樓宇的所有功能接地必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎.并建立嚴密，完整的防雷結(jié)構。

高層建筑多屬于一級負荷，應按一級防雷建筑物的保護措施設計，采用針帶組合接閃器及25 X4（mm）鍍鋅扁鋼在屋頂組成≤10x10（m）的網(wǎng)格，該網(wǎng)格與屋面金屬構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，外墻面所有金屬構件也應與防雷系統(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)設備，而且還能防止外來的電磁干擾。

總之，電氣自動化技術在現(xiàn)代高層建筑中的應用是十分廣泛的，通過對建筑的設備電氣自動化控制系統(tǒng)進行合理的設計，就能夠達到合理地利用設備，節(jié)省能源和人力，確保設備安全地運行的目的，創(chuàng)造出良好的社會經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

[1]瑪永翔.電氣設備防雷與接地保護分析[M].北京：中國高等教育.