淺談樓宇智能化中電氣自動化的應用

摘要：隨著經濟和科技的發展，樓房的配套設備也越來越多，例如配電設備、照明設備、給排水設備和暖通空調等。如何系統地控制這些設備，確保住戶的正常生活，這就要求樓宇實現智能化。樓宇智能化涉及多個學科，建筑、電氣、電子甚至比較流行的嵌入式系統，其中電氣自動化是比較基礎的部分，本文簡單闡述電氣自動化在樓宇智能化中的應用。

關鍵詞：樓宇智能化；電氣自動化；接地系統；保護措施；控制模式

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0152-01

一、引言

通常而言樓宇智能包括管理自動化、通訊智能化、建筑自動化幾個方面。樓宇智能化還需要大量的設備，其中主要是大量的電機，例如暖通設備、電梯設備、給排水設備等都用到電機。這些設備的控制大多數設計電氣自動化，所以電氣自動化在樓宇智能化中占重要地位，是樓宇智能化的基礎部分。本文作者將簡單介紹樓宇智能化中電氣部分的應用。

二、電氣接地部分

樓宇系統中供電部分是最基礎的部分的，供電部分的穩定和可靠，以及供電的質量對樓宇的正常運作至關重要。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。下面簡單介紹三種系統：

TN-S系統是三相電系統，其組成包括中性線、地線和三根火線。這種系統的特點是，在變壓器的中性點中性線和保護零線連接，工作零線必須通過總漏電保護器，保護零線必須由電源進線零線重復接地處或總漏電保護器電源側零線處，引出形成局部TN-S接零保護系統，也就是說，通過總漏電保護器的中性線與保護零線之間不得再做電氣連接，安全性和可靠性能好。TN-C系統由保護中性線（中性線和保護線結合）和三個火線組成，也是三相系統。保護中性線只有在三相負載不均衡時才可能不帶電，但是樓宇中通常單相負荷比較大，很難實現三相平衡，所以通常中性線都是有電流的，再加上三次諧波的出現，進一步加大了中性線的電流，一旦中性線連接設備就很容易造成事故。所以，這種系統一般用在早期的低壓配電中。使用時必須對設備做好防護和防雷接地。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措施，以及對這些儀器的靜電保護措施。TN-C-S顧名思義就是上面兩者的結合體，兩者各自取長補短的結果，這種系統能夠降低設備對地電壓，提高了設備和人員的安全，節省建設成本。

三、電氣保護部分

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

（一）交直流工作接地保護

工作接地主要是指變壓器的中性點接地。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。對該端子的使用一定要謹記不能外露，也不能和其它的系統接地尤其是靜電和屏蔽系統，當然也不可以和保護線混接。高壓系統中，中性線接地可以使接地繼電保護器準確動作，并有利于單相電弧的消除。同時，中性點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。

在樓宇智能化系統中使用大量的微機和通訊設備，這些電子設備在進行信息輸入、信息傳輸、信號處理、邏輯判斷以及信息輸出等一系列的動作時，都要求準確性和穩定性，除了穩定的電源供電外，還要有個穩定的基準電壓。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與保護線連接，嚴禁與中性線連接。

（二）安全保護接地

將用電設備不帶電的導體部分接地或與接地系統連接，這就是安全保護接地，也叫重復接地。用保護線將設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線連接。樓宇內有大量的用電設備，包括強電設備、弱電設備等等，這些設備都必須有安全保護接地措施。因為這些設備可能老化，使得絕緣保護層損壞，其外殼可能帶電，如果有人員接觸到外殼就會發生事故。如果有接地保護，這樣人體和接地部分會構成并聯電阻，由于人體的電阻比接地電阻大很多這樣流經人體的電流就會很小。安全保護接地降低了接地電阻，不僅保護了用電設備，也防止了意外事故的發生。

（三）靜電和雷電防護

現代建筑物一般要求濕度不能太大，加之各種移動設備的運行，很可能產生靜電，如果沒有好的接地措施，靜電不僅會影響電子設備的使用，嚴重時會燒毀芯片。防靜電接地就是將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體(非絕緣體)通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地。雷電對電氣設備的損壞也是比較嚴重，尤其是通信自動化系統、火災報警及消防聯動控制系統、樓宇自動化系統、保安監控系統、辦公自動化系統、閉路電視系統等。一旦受到雷電的損壞將使電氣自動化系統不能正常使用，嚴重的甚至造成居民的財物損失和人身安全。

四、電氣自動化的控制模式

電氣自動化控制系統是樓宇智能化需要攻克的重點部分，系統需要能夠對建筑物的機電設備系統化管理，首當其沖的問題就是信息的采集，需要大量的測控點，而且要經濟實用。其次，控制設備種類繁多，各個電氣都有自己的運行特點，這給信息采集帶來了麻煩。最后，管理系統的運作要求成本低、交互性能好。目前，比較先進的樓宇自動化控制系統均采用基于總線技術的網絡控制模式。它在傳統集散控制系統的基礎上引進總線控制技術，如LonWorks和BACnet等，從而解決現場設備的分散性和數據傳輸的實時雙向性等問題。

五、結束語

從手工到機械化人類實現了一大步，新世紀人類開始從機械化向智能化的邁進。具體在建筑方面的體現就是樓宇的智能化，讓機械控制部分脫離人為控制而進行智能控制，是電氣自動化和人工智能兩個學科的交匯點，利用先進的人工智能技術實現電氣設備的自動化控制也是自控領域的研究方向。本文闡述了電氣部分在樓宇智能化的具體應用，主要介紹了電氣接地和保護部分，希望能對同行提供幫助。

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