分析智能建筑及其电气保护

魏平，吴渐嵘，许雪梅

（浙江广信智能建筑研究院有限公司）

分析智能建筑及其电气保护

魏平，吴渐嵘，许雪梅

（浙江广信智能建筑研究院有限公司）

从近代到当代，经济与科技快速的发展，智能建筑的出现，受到人们的广泛关注。电气堪比智能建筑的心脏，足见其地位的不可动摇。所以，对于智能建筑来说，电气保护尤为重要；而电气保护的重中之重就是电气接地，论文从建筑电气的保护出发，突出电气保护的重要意义。

智能建筑；电气保护；接地

1 引言

智能建筑为人们的生活和办公做出了许多贡献,让用户体验到了生活空间的安全、环境的舒适以及使用功能的灵活，同时也能达到文化交流、满足办公与商务需求的目的。智能建筑以提供高效、安全、舒适、经济的环境为宗旨，努力做到建筑物结构、服务、系统以及管理等内在联系的优化。智能建筑的可靠性和人身安全与电气的接地保护是离不开的。

2 智能建筑的含义

智能建筑是指：通过对建筑的结构、系统、服务、管理和它们之间内在的必然联系，凭借最优化的设计，为使用者提供一个环境优雅、生活便捷、经济合理而又高度安全的空间。智能建筑存在的意义，在于将现代4G技术应用于智能建筑的结构与系统，再加上现代化的管理方式与人性化的服务，为使用者打造一个安全、舒适的学习、工作与生活的场所。办公自动化系统、楼宇自动化系统以及通信自动化系统就是智能建筑的三大组成部分。

3 智能建筑的电气保护方式分析

对智能建筑的整体供电系统安全与平稳运行影响最大的就是电气接电系统的合理性。各个智能建筑对各项要求高低不一，不尽相同，没有统一的规范与标准，这就决定了智能建筑电气保护应与之相匹配才能发挥智能建筑的优势。接地系统在这里起到了重大作用，以下就对接地系统进行分析。

3.1 TN-S系统及其特点分析

这类接地系统是由PE（proutecting earthing，保护接地线，简称地线）和三相四线组成。在建筑物内部有独立的配电所或者独立的变电所设置的情况下，建筑物的变配电所的进线中一般采用TN-S这一系统。TN-S系统最主要的特点就是N线与PE线不会出现任何电气连接情况，除非在变压器的中性点位置，带电的中性线N和不带电的接地线PE才会出现电气连接情况。TN-S接地系统基准电位完全符合智能建筑安全可靠的所有要求，在没有特殊要求的一般情况下，智能建筑中的电子设备均可在保证安全的前提下正常使用。图1为TN-S接地系统示意图。

图1 智能建筑的TN-S接地系统示意图

3.2 TN-C系统及其特点分析

这种接地系统的鲜明特点是采用PEN线。PEN线兼有地线和中性线，它是由地线PE与中性线N合为一体的产物。该系统有两个主要的优点：一是在接地短路故障下具有较高的灵敏度；二是线路简单经济。然而，它也有适用范围小的缺陷。一般只在三箱负荷比较平衡的场地中使用。但是实际情况中，大多数的建筑物想要实现三箱负荷平衡的难度还是比较大的。同时，这种情况下线路中会存在不平衡电流等情况，进而发展到电压波动以及电位的不稳定漂移，导致智能建筑的设备带电，从而危及使用人员的人身安全。所以，目前的智能建筑中已不再使用TN-C系统

3.3 TN-C-S系统及其特点分析

该接地系统是在原有TN-S接地系统的基础上，结合TN-C系统而形成的。两个系统的分界在中性线与地线的连接点处。建筑物的供电来自区域变电所时，一般采用TNC-S系统。进户之前采用TN-C系统，并且会进行重复的接地，而进户之后便会采用TN-S系统。TN-C-S系统能够保护建筑物使用人员的安全，原因在于这一系统在正常运行情况下，地线所连接的电气设备的金属构件和设备外壳始终不会带电。当今，TN-C-S系统是一种比较典型的接地系统（如图2所示）。

图2 智能建筑的TN-C-S接地系统示意图

4 智能建筑中比较典型的接地措施分析

4.1 安全保护接地分析

所说的安全保护接地，是指在智能建筑的电气设备中，将楼宇中的电气设备和不带电的部分金属构件连接到地线，并且禁止与中性线连接。楼宇中的部分不带电的电气设备和构件以及一些强弱电设备都必须采取这一接地保护措施。如果没有采取这一保护措施，在设备发生绝缘损坏时，电气设备的外壳就很可能带电，人员在此时接触该设备，很容易造成电击损伤甚至危及生命。同时，电力系统的中性点采取或者没有采取直接接地方式都会导致人体触电，因此很有必要采用安全保护接地措施。

4.2 交流工作接地措施分析

通过电阻或阻抗等特殊设备或直接把电力系统中的某一点进行金属连接的接地，就是交流工作接地，也称工作接地。在这一接地措施中，主要是将铜芯绝缘线作为中性线与变压器的中心点进行接地。与此同时，在智能建筑的配电系统中应有接线端子（用于等电位的辅助）存在，并且严禁等电位接线端子外露，最好将它设置在箱柜内。值得注意的是，在采用交流工作接地措施的同时，一定要确保该工作接地不能和直流接地、防静电接地等其他接地系统混接，保护地线出现连接的情况也要及时避免。在低压系统的情况下，应用中性接地的方式能够使三相电压基本保持平衡，能有效避免零序电压可能发生偏移的情况，并有利于低压系统单项电源的使用。在高压系统情况下，采用中性接地，使单相电弧接地过电压的情况不再发生，通过接地蓄电更好地进行有效保护工作。

4.3 直流电接地措施

每栋智能化楼宇中，均设有大量的通信设备、计算机和控制大楼整个系统的自动化设备等。这些电子设备的运行涉及微电位和微电流的快速运行，并且常需要通过互联网进行工作。因此，为了保证它们的正常运转，使其具有很强的稳定性、很高的准确性，就需要一个稳定的供电设备和基准电位。应采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，与基准电位和电子设备直流接地连接。

4.4 防雷接地方式分析

4.4.1 智能建筑防雷结构建立的必要性

防雷接地主要通过有效的方式将雷电流快速地引入到地下，进而有效避免伤害。在楼宇的侧墙和吊顶等部位，布满各种复杂的布线系统（比如：通信自动化系统、闭路电视系统、楼宇自动化系统以及火灾报警系统等），还有大量的电气设备，这些都属于容易受到雷击的部分，而且这些布线系统以及电气设备对防干扰有非常高的要求，但是它们耐压的等级却非常低。所以即使发生级别再小的雷击（如单击或直击等），也都会对智能建筑的电气设备产生极其严重的干扰，或者造成电气设备的损坏。因此，智能建筑应当具备严密且安全可靠的防雷接地结构，从而构建比较完整的防雷体系。

4.4.2 智能建筑防雷结构建立的措施

智能建筑多数情况下都属于一级负荷，所以在设计智能建筑防雷接地系统时，应当参照一级防雷建筑物的标准进行防雷设计。在智能建筑楼宇的顶部，需设置由镀锌扁钢组成的避雷带（该避雷带为网状），而且，需将楼宇顶部的金属构件、楼宇柱头钢筋和网格避雷带进行电气相连。此外，还要建立楼层钢筋与防雷系统之间的连接，以及确保智能楼宇外墙面全部金属部件与防雷系统之间的连接，并且大楼柱头钢筋也要与接地体进行连接，这样才能建立起一个有效的多层屏蔽防雷系统，阻止外来电磁的干扰，从而避免智能建筑内部的电气设备遭受雷击。

5 结束语

在智能建筑中，电气的可靠运用是整个楼宇能够正常、高效运行的一个重要因素。电气接地系统是对整个大的电气系统的有效保障，也是智能建筑的核心保障。所以，智能建筑离不开基础的电气保护，更离不开电气保护中形形色色的接地系统。

【1】刘建林.智能建筑的电气保护接地研究[J].制造业自动化，2011，（4）：111-113.

【2】王文涛，吴艳飞.浅谈智能建筑的电气保护与接地[J].民营科技，2011，（07）：307.

【3】马骁.智能建筑的电气保护与接地有效措施的探析[J].2012，（12）：84.

【4】朱春梅.智能建筑的电气保护与接地[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（04）：141-142.

Analysis of Intelligent Building and Electrical Protection

WEI Ping，WU Jian-rong，XU Xue-mei
（Zhejiang Guangxin Intelligent Building Research Institute Co.,Ltd.）

From Modern to Contemporary, rapid economic and technological development, the emergence of intelligent buildings, has been widespread concern for people who love life. Electrical comparable heart of intelligent building, which shows the status of unshakable.So, for the intelligent building, the electrical protection is particularly important. The top priority is to protect the electrical electrical grounding, the paper starting from building electrical protection, highlighting the importance of electrical protection.

intelligent building; electrical protection; earthing

10.13655/j.cnki.ibci.2015.07.016