淺談電氣接地在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

吳應(yīng)文

摘要：接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)受建筑物要求、設(shè)備功能等因素影響，智能樓宇的出現(xiàn)，對(duì)電氣接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出新的要求。本文主要對(duì)電氣接地含義及其樓宇自控系統(tǒng)中應(yīng)用電氣接地保護(hù)的作用進(jìn)行分析，并結(jié)合常見(jiàn)的樓宇接地方式提出樓宇自控系統(tǒng)中電氣接地保護(hù)舉措，希望為樓宇建筑物供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝工作開(kāi)展提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電氣接地;樓宇自控系統(tǒng);接地保護(hù)

引言

隨著樓宇建筑智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速、精確傳輸和運(yùn)算，對(duì)供電電源、基準(zhǔn)電位系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性提出更高的要求。同時(shí)，樓宇建筑電氣接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的合理性會(huì)影響供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，所以，需根據(jù)樓宇建筑供電系統(tǒng)目標(biāo)來(lái)選擇相應(yīng)的接地系統(tǒng)及保護(hù)措施，本文對(duì)電氣接地在樓宇自控系統(tǒng)中應(yīng)用進(jìn)行探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、電氣接地含義及其樓宇自控系統(tǒng)中應(yīng)用電氣接地保護(hù)的作用

（一）含義

電氣接地指的是利用金屬將電氣設(shè)備的一端與地面進(jìn)行連接，與地面直接接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地極 [1]。電氣接地的目的是將雷電流引入到大地中，確保電氣設(shè)備、人員等的安全。

（二）作用

在樓宇自控系統(tǒng)中合理選擇電氣接地系統(tǒng)，一方面可以避免樓宇建筑遭受雷電的襲擊，確保樓宇建筑內(nèi)居民財(cái)產(chǎn)和生命安全;另一方面電氣接地可以將變電站中的中性電力傳輸與地面進(jìn)行連接，樓宇自控系統(tǒng)中電子設(shè)備在正常運(yùn)行中需要設(shè)備接地，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

二、樓宇自控系統(tǒng)中如何有效地應(yīng)用電氣接地

（一）常見(jiàn)的樓宇接地系統(tǒng)

智能樓宇電氣設(shè)備的功能和要求不同，對(duì)接地系統(tǒng)提出差異化的要求。常見(jiàn)的接地系統(tǒng)包括TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)以及TN-C-S系統(tǒng)這三種[2]。

如圖1所示，TN-C系統(tǒng)也就是三相四線系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是將中性線與保護(hù)線融為一體，即PEN線，樓宇建筑中可以導(dǎo)電且外露出來(lái)的線路都應(yīng)連接PEN線，在供配電系統(tǒng)中線路中諧波會(huì)出現(xiàn)被污染的現(xiàn)象，三相負(fù)荷會(huì)出現(xiàn)不平衡情況，意味著PEN線中所產(chǎn)生的電流穩(wěn)定性較差，用電設(shè)備金屬外殼有電流流過(guò)，所提供的電位基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性差，如果在智能樓宇中應(yīng)用該電氣接地系統(tǒng)，容易影響電子設(shè)備的靈敏度，使數(shù)據(jù)處理裝置的穩(wěn)定性降低。而智能樓宇中主要以單相負(fù)荷為主，三相負(fù)荷處于不平衡的狀態(tài)，所以，這種接地系統(tǒng)很少應(yīng)用于智能樓宇中。

如圖2所示，TN-S系統(tǒng)屬于一種將專用保護(hù)線、工作零線相互獨(dú)立的供電系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)地設(shè)置獨(dú)立的變配電所來(lái)滿足接地系統(tǒng)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上不產(chǎn)生電流，工作零線上的電流平衡性差，由于PE線對(duì)地不產(chǎn)生電壓，如果將電氣設(shè)備與專用保護(hù)線進(jìn)行連接，其運(yùn)行更加安全。因此，如果智能樓宇中對(duì)電子設(shè)備要求不高的情況下，可以使用這種接地系統(tǒng)。

如圖3所示，TN-C-S系統(tǒng)屬于一種TN-C與TN-S系統(tǒng)相結(jié)合使用的接地模式，這種接地模式在樓宇中應(yīng)用，進(jìn)戶之前、進(jìn)戶后分別使用TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)，由于在進(jìn)戶時(shí)對(duì)中性線、保護(hù)接地線進(jìn)行共同接地處理，不再與其他電氣連接，該系統(tǒng)中保護(hù)地線上連接的電氣設(shè)備在正常運(yùn)行中不產(chǎn)生電流，使設(shè)備、人員的安全性增強(qiáng)[2]。因此，這種接地系統(tǒng)也可以應(yīng)用于智能樓宇中。

（二）智能樓宇接地保護(hù)舉措

智能樓宇中要求接地保護(hù)的設(shè)備較多，且部分不帶電的導(dǎo)電設(shè)備、構(gòu)件等都需要采取相應(yīng)的保護(hù)接地，在應(yīng)用上述接地系統(tǒng)時(shí)，為了增強(qiáng)用電安全性，應(yīng)根據(jù)接地要求設(shè)置電子設(shè)備的保護(hù)舉措，具體如下：

其一，交流工作接地。本質(zhì)是將變壓器中性線接地，要求使用絕緣線，需要將電位接線端子等輔助設(shè)備放置于箱柜內(nèi)，不允許與其他接地系統(tǒng)或PE線進(jìn)行混接或連接，確保樓宇中每項(xiàng)電力系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。變壓器的中性點(diǎn)接地目的是保證電力系統(tǒng)中電壓處于平衡狀態(tài)，解決零序電壓偏移的問(wèn)題;防雷設(shè)備接地的目的是將地面的雷電流進(jìn)行釋放。

其二，防雷接地。由于智能樓宇中存在大量的電子設(shè)備及通信、火災(zāi)報(bào)警以及保安監(jiān)控等自動(dòng)化系統(tǒng)，且樓宇各層布線較多，對(duì)防干擾性要求較高，如果遭受雷擊，電氣設(shè)備會(huì)遭受一定的干擾或損壞。因此，要求智能樓宇中所設(shè)計(jì)的防雷接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、嚴(yán)密，能夠起到電氣設(shè)備保護(hù)的作用。一般情況下應(yīng)該結(jié)合智能樓宇負(fù)荷等級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷措施，確定防雷接地裝置的位置[3]。

其三，安全保護(hù)接地。由于樓宇中要求安全保護(hù)接地的設(shè)備較多，如果安全保護(hù)接地存在缺陷，那么在電氣設(shè)備絕緣被破壞的情況下，人員無(wú)意接觸到這些電氣設(shè)備的外殼，可能遭受電擊的傷害，威脅到人員的生命安全。因此，需要對(duì)電氣設(shè)備安裝保護(hù)接地裝置，降低其接地電阻，在保護(hù)智能樓宇中各類電氣設(shè)備的同時(shí)，解決人身安全問(wèn)題，促使樓宇建筑電氣系統(tǒng)自身的性能得以發(fā)揮。

其四，直流接地。智能樓宇中所使用的通訊、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備比較多，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，這些設(shè)備主要是利用微電位和電流進(jìn)行信息輸入、傳輸以及轉(zhuǎn)化的，為了促使信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量提高，需要穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位支持，一般使用引線將電子設(shè)備直流接地與基準(zhǔn)地位二者進(jìn)行有效連接[4]。

其五，對(duì)于智能樓宇而言，對(duì)電磁兼容設(shè)計(jì)要求較高，為了降低設(shè)備故障或損壞發(fā)生的概率，避免內(nèi)外部因素的干擾，需要采取相應(yīng)的措施對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，一般使用屏蔽接地的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備外殼、關(guān)閉管路兩段等與PE線進(jìn)行有效的連接。此外，為了降低靜電對(duì)電子設(shè)備、人體的干擾，應(yīng)采取相應(yīng)的防靜電措施，比如將室內(nèi)所有設(shè)備外殼與PE線多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行連接，達(dá)到防靜電的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

在信息技術(shù)環(huán)境下，目前大多數(shù)樓宇建筑應(yīng)用自控系統(tǒng)，在促使樓宇配電系統(tǒng)可靠性提高的同時(shí)，對(duì)樓宇電氣接地系統(tǒng)提出新的要求，在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中，需根據(jù)樓宇特點(diǎn)選擇相應(yīng)的電氣接地方式，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理、嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，確保樓宇建筑電氣系統(tǒng)處于穩(wěn)定和安全的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鄧捷.智能建筑智能化系統(tǒng)樓宇自控施工技術(shù)探究[J].居舍，2020（08）：51.

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