淺談電氣接地在樓宇自控系統中的應用

吳應文

摘要：接地系統設計受建筑物要求、設備功能等因素影響，智能樓宇的出現，對電氣接地系統設計提出新的要求。本文主要對電氣接地含義及其樓宇自控系統中應用電氣接地保護的作用進行分析，并結合常見的樓宇接地方式提出樓宇自控系統中電氣接地保護舉措，希望為樓宇建筑物供配電系統的設計和安裝工作開展提供參考依據。

關鍵詞：電氣接地;樓宇自控系統;接地保護

引言

隨著樓宇建筑智能化、自動化的發展，為了實現數據信息的快速、精確傳輸和運算，對供電電源、基準電位系統的穩定可靠性提出更高的要求。同時，樓宇建筑電氣接地系統設計和安裝的合理性會影響供配電系統運行的穩定性，所以，需根據樓宇建筑供電系統目標來選擇相應的接地系統及保護措施，本文對電氣接地在樓宇自控系統中應用進行探討具有一定的現實意義。

一、電氣接地含義及其樓宇自控系統中應用電氣接地保護的作用

（一）含義

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

（二）作用

在樓宇自控系統中合理選擇電氣接地系統，一方面可以避免樓宇建筑遭受雷電的襲擊，確保樓宇建筑內居民財產和生命安全;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行連接，樓宇自控系統中電子設備在正常運行中需要設備接地，確保系統的正常運行。

二、樓宇自控系統中如何有效地應用電氣接地

（一）常見的樓宇接地系統

智能樓宇電氣設備的功能和要求不同，對接地系統提出差異化的要求。常見的接地系統包括TN-C系統、TN-S系統以及TN-C-S系統這三種[2]。

如圖1所示，TN-C系統也就是三相四線系統，其實質是將中性線與保護線融為一體，即PEN線，樓宇建筑中可以導電且外露出來的線路都應連接PEN線，在供配電系統中線路中諧波會出現被污染的現象，三相負荷會出現不平衡情況，意味著PEN線中所產生的電流穩定性較差，用電設備金屬外殼有電流流過，所提供的電位基準點穩定性差，如果在智能樓宇中應用該電氣接地系統，容易影響電子設備的靈敏度，使數據處理裝置的穩定性降低。而智能樓宇中主要以單相負荷為主，三相負荷處于不平衡的狀態，所以，這種接地系統很少應用于智能樓宇中。

如圖2所示，TN-S系統屬于一種將專用保護線、工作零線相互獨立的供電系統，對應地設置獨立的變配電所來滿足接地系統。在系統正常運行時，專用保護線上不產生電流，工作零線上的電流平衡性差，由于PE線對地不產生電壓，如果將電氣設備與專用保護線進行連接，其運行更加安全。因此，如果智能樓宇中對電子設備要求不高的情況下，可以使用這種接地系統。

如圖3所示，TN-C-S系統屬于一種TN-C與TN-S系統相結合使用的接地模式，這種接地模式在樓宇中應用，進戶之前、進戶后分別使用TN-C系統和TN-S系統，由于在進戶時對中性線、保護接地線進行共同接地處理，不再與其他電氣連接，該系統中保護地線上連接的電氣設備在正常運行中不產生電流，使設備、人員的安全性增強[2]。因此，這種接地系統也可以應用于智能樓宇中。

（二）智能樓宇接地保護舉措

智能樓宇中要求接地保護的設備較多，且部分不帶電的導電設備、構件等都需要采取相應的保護接地，在應用上述接地系統時，為了增強用電安全性，應根據接地要求設置電子設備的保護舉措，具體如下：

其一，交流工作接地。本質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備放置于箱柜內，不允許與其他接地系統或PE線進行混接或連接，確保樓宇中每項電力系統處于正常運行狀態。變壓器的中性點接地目的是保證電力系統中電壓處于平衡狀態，解決零序電壓偏移的問題;防雷設備接地的目的是將地面的雷電流進行釋放。

其二，防雷接地。由于智能樓宇中存在大量的電子設備及通信、火災報警以及保安監控等自動化系統，且樓宇各層布線較多，對防干擾性要求較高，如果遭受雷擊，電氣設備會遭受一定的干擾或損壞。因此，要求智能樓宇中所設計的防雷接地系統結構完整、嚴密，能夠起到電氣設備保護的作用。一般情況下應該結合智能樓宇負荷等級來設計相應的防雷措施，確定防雷接地裝置的位置[3]。

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

其四，直流接地。智能樓宇中所使用的通訊、計算機等現代設備比較多，在網絡正常的情況下，這些設備主要是利用微電位和電流進行信息輸入、傳輸以及轉化的，為了促使信息傳輸的速度和質量提高，需要穩定的基準電位支持，一般使用引線將電子設備直流接地與基準地位二者進行有效連接[4]。

其五，對于智能樓宇而言，對電磁兼容設計要求較高，為了降低設備故障或損壞發生的概率，避免內外部因素的干擾，需要采取相應的措施對這些設備進行保護，一般使用屏蔽接地的方式實現設備外殼、關閉管路兩段等與PE線進行有效的連接。此外，為了降低靜電對電子設備、人體的干擾，應采取相應的防靜電措施，比如將室內所有設備外殼與PE線多個點進行連接，達到防靜電的效果。

三、結束語

在信息技術環境下，目前大多數樓宇建筑應用自控系統，在促使樓宇配電系統可靠性提高的同時，對樓宇電氣接地系統提出新的要求，在對該系統進行設計、安裝過程中，需根據樓宇特點選擇相應的電氣接地方式，對其結構進行合理、嚴密的設計，確保樓宇建筑電氣系統處于穩定和安全的工作狀態。

參考文獻：

[1]王雷.樓宇自控系統中電氣自動化的應用[J].數碼世界，2020（11）：280-281.

[2]張建濤，張繼慶.建筑智能化中樓宇自控系統的應用研究[J].山西建筑，2020，46（09）：193-194.

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

[4]肖建平.人工智能技術在樓宇自控系統中應用初探[J].智能建筑與智慧城市，2018（11）：20-26.

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