淺談樓宇智能化中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，樓房的配套設(shè)備也越來越多，例如配電設(shè)備、照明設(shè)備、給排水設(shè)備和暖通空調(diào)等。如何系統(tǒng)地控制這些設(shè)備，確保住戶的正常生活，這就要求樓宇實(shí)現(xiàn)智能化。樓宇智能化涉及多個(gè)學(xué)科，建筑、電氣、電子甚至比較流行的嵌入式系統(tǒng)，其中電氣自動(dòng)化是比較基礎(chǔ)的部分，本文簡單闡述電氣自動(dòng)化在樓宇智能化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：樓宇智能化；電氣自動(dòng)化；接地系統(tǒng)；保護(hù)措施；控制模式

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 06-0152-01

一、引言

通常而言樓宇智能包括管理自動(dòng)化、通訊智能化、建筑自動(dòng)化幾個(gè)方面。樓宇智能化還需要大量的設(shè)備，其中主要是大量的電機(jī)，例如暖通設(shè)備、電梯設(shè)備、給排水設(shè)備等都用到電機(jī)。這些設(shè)備的控制大多數(shù)設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化，所以電氣自動(dòng)化在樓宇智能化中占重要地位，是樓宇智能化的基礎(chǔ)部分。本文作者將簡單介紹樓宇智能化中電氣部分的應(yīng)用。

二、電氣接地部分

樓宇系統(tǒng)中供電部分是最基礎(chǔ)的部分的，供電部分的穩(wěn)定和可靠，以及供電的質(zhì)量對(duì)樓宇的正常運(yùn)作至關(guān)重要。電氣接地是為供電提供了可靠保障。目前，電氣接地部分多為TN-S、TN-C、TN-C-S三種系統(tǒng)。下面簡單介紹三種系統(tǒng)：

TN-S系統(tǒng)是三相電系統(tǒng)，其組成包括中性線、地線和三根火線。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是，在變壓器的中性點(diǎn)中性線和保護(hù)零線連接，工作零線必須通過總漏電保護(hù)器，保護(hù)零線必須由電源進(jìn)線零線重復(fù)接地處或總漏電保護(hù)器電源側(cè)零線處，引出形成局部TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，也就是說，通過總漏電保護(hù)器的中性線與保護(hù)零線之間不得再做電氣連接，安全性和可靠性能好。TN-C系統(tǒng)由保護(hù)中性線（中性線和保護(hù)線結(jié)合）和三個(gè)火線組成，也是三相系統(tǒng)。保護(hù)中性線只有在三相負(fù)載不均衡時(shí)才可能不帶電，但是樓宇中通常單相負(fù)荷比較大，很難實(shí)現(xiàn)三相平衡，所以通常中性線都是有電流的，再加上三次諧波的出現(xiàn)，進(jìn)一步加大了中性線的電流，一旦中性線連接設(shè)備就很容易造成事故。所以，這種系統(tǒng)一般用在早期的低壓配電中。使用時(shí)必須對(duì)設(shè)備做好防護(hù)和防雷接地。另外，樓宇智能化使用微控制器，需要大量的精密儀器，這就需要做好電磁波的防護(hù)措施，以及對(duì)這些儀器的靜電保護(hù)措施。TN-C-S顧名思義就是上面兩者的結(jié)合體，兩者各自取長補(bǔ)短的結(jié)果，這種系統(tǒng)能夠降低設(shè)備對(duì)地電壓，提高了設(shè)備和人員的安全，節(jié)省建設(shè)成本。

三、電氣保護(hù)部分

樓宇智能化中電氣保護(hù)工作是非常重要的，對(duì)樓宇的正常使用意義重大。電氣保護(hù)也是比較繁瑣的工作，包括多個(gè)方面，例如交直流電的保護(hù)、電磁屏蔽保護(hù)、靜電保護(hù)、防雷保護(hù)等。

（一）交直流工作接地保護(hù)

工作接地主要是指變壓器的中性點(diǎn)接地。中性線通常都是用銅芯的絕緣線，通常在配電箱里都有等電位的接線端子，起輔助作用。對(duì)該端子的使用一定要謹(jǐn)記不能外露，也不能和其它的系統(tǒng)接地尤其是靜電和屏蔽系統(tǒng)，當(dāng)然也不可以和保護(hù)線混接。高壓系統(tǒng)中，中性線接地可以使接地繼電保護(hù)器準(zhǔn)確動(dòng)作，并有利于單相電弧的消除。同時(shí)，中性點(diǎn)接地也可以防止零序電壓偏移，這樣可以保持三相電壓的平衡，使單相電的使用更方便和安全。

在樓宇智能化系統(tǒng)中使用大量的微機(jī)和通訊設(shè)備，這些電子設(shè)備在進(jìn)行信息輸入、信息傳輸、信號(hào)處理、邏輯判斷以及信息輸出等一系列的動(dòng)作時(shí)，都要求準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，除了穩(wěn)定的電源供電外，還要有個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。可采用較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。該引線不宜與保護(hù)線連接，嚴(yán)禁與中性線連接。

（二）安全保護(hù)接地

將用電設(shè)備不帶電的導(dǎo)體部分接地或與接地系統(tǒng)連接，這就是安全保護(hù)接地，也叫重復(fù)接地。用保護(hù)線將設(shè)備的不帶電部分和接地體連接，但要注意不能是中性線和保護(hù)線連接。樓宇內(nèi)有大量的用電設(shè)備，包括強(qiáng)電設(shè)備、弱電設(shè)備等等，這些設(shè)備都必須有安全保護(hù)接地措施。因?yàn)檫@些設(shè)備可能老化，使得絕緣保護(hù)層損壞，其外殼可能帶電，如果有人員接觸到外殼就會(huì)發(fā)生事故。如果有接地保護(hù)，這樣人體和接地部分會(huì)構(gòu)成并聯(lián)電阻，由于人體的電阻比接地電阻大很多這樣流經(jīng)人體的電流就會(huì)很小。安全保護(hù)接地降低了接地電阻，不僅保護(hù)了用電設(shè)備，也防止了意外事故的發(fā)生。

（三）靜電和雷電防護(hù)

現(xiàn)代建筑物一般要求濕度不能太大，加之各種移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行，很可能產(chǎn)生靜電，如果沒有好的接地措施，靜電不僅會(huì)影響電子設(shè)備的使用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀芯片。防靜電接地就是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(dǎo)靜電體與大地構(gòu)成電氣回路的接地。雷電對(duì)電氣設(shè)備的損壞也是比較嚴(yán)重，尤其是通信自動(dòng)化系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等。一旦受到雷電的損壞將使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不能正常使用，嚴(yán)重的甚至造成居民的財(cái)物損失和人身安全。

四、電氣自動(dòng)化的控制模式

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是樓宇智能化需要攻克的重點(diǎn)部分，系統(tǒng)需要能夠?qū)ㄖ锏臋C(jī)電設(shè)備系統(tǒng)化管理，首當(dāng)其沖的問題就是信息的采集，需要大量的測(cè)控點(diǎn)，而且要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。其次，控制設(shè)備種類繁多，各個(gè)電氣都有自己的運(yùn)行特點(diǎn)，這給信息采集帶來了麻煩。最后，管理系統(tǒng)的運(yùn)作要求成本低、交互性能好。目前，比較先進(jìn)的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)均采用基于總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制模式。它在傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引進(jìn)總線控制技術(shù)，如LonWorks和BACnet等，從而解決現(xiàn)場設(shè)備的分散性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)雙向性等問題。

五、結(jié)束語

從手工到機(jī)械化人類實(shí)現(xiàn)了一大步，新世紀(jì)人類開始從機(jī)械化向智能化的邁進(jìn)。具體在建筑方面的體現(xiàn)就是樓宇的智能化，讓機(jī)械控制部分脫離人為控制而進(jìn)行智能控制，是電氣自動(dòng)化和人工智能兩個(gè)學(xué)科的交匯點(diǎn)，利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制也是自控領(lǐng)域的研究方向。本文闡述了電氣部分在樓宇智能化的具體應(yīng)用，主要介紹了電氣接地和保護(hù)部分，希望能對(duì)同行提供幫助。

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