电气自动化技术在建筑工程中的应用分析

李琳琳 高文涛

【摘要】随着电子信息技术的发展，建筑工程及电气自动化已融于生产和社会生活的各个领域。人们对建筑的基础设施、居住舒适程度以及信息沟通的便捷程度都提出了新的要求，而传统的电气技术不仅无法满足居民对现代化居住环境的要求，而且也阻碍了建筑智能化的全方位发展。本文主要对建筑工程电气自动化技术的概况、电气自动化在建筑工程中的应用及发展进行了简要的分析。

【关键词】电气自动化；建筑工程；概况；技术；发展；应用

一、高层建筑电气自动化的概况

1、工作原理

作为一种智能控制系统，高层建筑的电气自动化系统由负责中央监控的计算机、现场控制器、主控制器、传感器和执行装置等組成，通常分为四级控制：第一级的控制为中央监控计算机。主控制器负责一二级网络之间的连接，是第二级的控制装置。现场控制器连接在二级网络之上，负责对设备进行现场控制，是第三季的控制装置。第四级控制装置为各个设备上的传感器和执行装置，以保证控制系统的独立工作能力。

2、特点与技术优势

（1）实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。在结构复杂的大型建筑中，电气系统组件繁多、结构复杂、功能多样，传统运行方式常常留下管理盲区，导致故障的发生。而现代自动化技术则通过“采集——处理——反馈”模块，对系统进行实时的数字化监控，能及时将控制中心的指令传达到系统，并将反馈信息同时传递到控制中心，以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。

（2）联动性的提高。电气自动化技术将建筑中配电、照明、消防、空调等系统连接为一个整体，大大提高了其联动效果，解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节，以及紧急情况下（火灾、水管爆裂等）系统的自动识别、判断，及时实现预设的应急处理方案，开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等，实现子系统闻的配置与互动。

（3）安全性强。由于电气系统固有的危险性，设备故障、操作失误以及环境变化等因素都可能导致系统产生严重的安全风险。而自动化控制有利于系统对异常情况及时做出出反应，并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。

（4）数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库，以便为后期优化的决策提供信息支持。

二、电气自动化技术在建筑工程中的应用分析

1、TN- C- S系统的使用

TN-C-S 系统主要是由两个接地系统组合而成，第一个部分主要是 TN-C系统，而第二个部分主要是 TN-S 系统，这两个系统的分界面主要是在PE 线与N 线的连接点上。这个系统通常主要是用在建筑物的供电区域或者变电场所，在线路进户之前需要采用 TN-C系统，进户处的线路需要做重复的接地，这就使进户后的线路变成 TN-S 系统。因此，TN-S 接地系统会明显提高住宅内人们生活的安全性。与此同时，只需我们采用接地引线的方式，每个都需要从接地体的一点引出，以及选择一个正确的接地电阻值，从而使电子设备获得一个相同电位的基准点等措施，所以， TN-C-S 系统是可以成为智能型建筑物的一个接地系统。

2、交流工作接地

交流工作接地是指采用变压器的中性点或中性线（N线）接地。N 线需要使用铜芯的绝缘线。在配电过程当中，是会出现辅助的等电位接线端子的，等电位接线端子主要是在箱柜的内部。因此，需要注意的是这个接线端子是不能露到外面的；是不能和其它的接地系统，如屏蔽接地，直流接地，防静电接地等系统相连或混接的；也不可以和PE线进行连接。在高压线路系统中，使用中性点的接地方式可以使得接地继电保护的动作准确无误，并且能够消除由单相电弧接地所引起的过电压现象，并且中性点接地还可以预防零序电压的偏移，从而保持三相电压的基本平衡，这种接地方式对低压系统也很有意义。

3、安全保护接地

安全保护接地主要是把电气设备中不带电的金属部分和接地体之间作一个很好的金属连接。也就是说，将大楼内部所使用的用电设备和这些设备附近的一些金属构件，使用PE线进行连接，但是严格禁止把PE 线和 N 线直接进行连接。在现代化的建筑内，需要实现安全保护接地的设备很多，主要有弱电设备，强电设备，另外还有一些非带电和导电的设备和构件，这些均是必须采用安全保护接地措施的。如果没有做适当的安全保护接地措施而使电气设备的绝缘损坏时，该设备的外壳就有可能会带电。一旦人体接触到这个电气设备的外壳，就可能会出现被电击伤或造成生命危险的情况。安装保护接地装置，降低设备的接地电阻，这不仅仅可以保证智能建筑的电气系统安全，也是保证非智能建筑内部设备和人们人身安全的一个手段。

4、中央控制室

建设高层建筑的时候，中央控制室是中心枢纽。作为电气自动化控制系统的主体部分，中央控制室的作用是通过变配电，直接实现回路供电的应用。在电气自动化设计中，从中央控制室出发，向各个子系统辐射控制，所以在设计时应优先给予满足。在高层建筑中央控制室设计中，需要为其配备专用的配电盘，且其负荷等级应在最高级别之上。中央控制室供电电压波动上下不超过10%，频率变化保持在1Hz以内，波形失真率20%为最好。

5、电气监控系统

电气监控系统的主要功能是对设备的运行状态及多发故障进行监控。在发生故障时能够及时中断工作，从而避免扩大故障的影响范围。电气监控系统与自动化系统的组成部分基本一致，主要包括测控参数、分析逻辑、执行程序等。测量主要是通过保护设备的正常运行以及把获取到的参数传输到监控系统，使监控系统对测量参数进行处理后从不同角度显示出来，然后对检测参数及整定值实施对比分析，这样就能得到实时掌握保护设备运行情况的作用。在电气系统或被保护设备被逻辑判断出故障时，监控系统需要立即把输出保护信号传达给执行元件，以起到使保护装置动作的作用，执行部分把逻辑信号放大后参照相关的指令信号来控制任务。电气自动化系统的监控参数主要涉及到电流、电压、功率、频率、相位、电量等，而数据信号、测量方式、仪表形式则要根据控制对象进行确定，其执行部分主要是接触器、电磁机构、继电器作为主要结构由于电气监控系统对物理量参数监控广，自动化程度高，人工操作较少，所以还必须对系统设置独立的保护装置。

6、防雷接地

智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统，如火灾报警及消防联动控制系统、通信自动化系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等，以及它们相应的布线系统。这些电子设备防雷的保护，需要要求极高，不管是任何雷电击打方式，都会使得设备受到严重的损伤，所以整个楼宇的防雷安装要以完善的接地系统为坚实的基础，并且建立安全周密的避雷结构体系。对于楼宇的防雷级别，应选择最高的一级来设计并实施，在用楼体顶部用避雷针和镀锌扁钢组成避雷网，让整栋大楼处于完善的保护之下，没有任何死角。不仅把楼宇的安全性提高还能防止外来的电磁干扰，严密保护大楼内的电子、机电设备。

三、结束语

综上所述，建筑工程是一项在技术性、专业性上都是要求很高的设施工程。我们应积极关注并吸收国内外先进的技术优势，并综合当前建筑工程中的实际运用情况，开拓新理论、新技术的运用思路，为我国的电气工程自动化技术的运用和发展做出应有的贡献。

参考文献：

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[4] 王颖伟.关于高层建筑的电气设计安装要点解析[J]. 河南科技. 2013（16）

作者简介：李琳琳，女（1986-9），河南省商丘市，研究方向：电气，身份证号码：411422198609010027

高文涛，男（1983-12），河南平顶山，研究方向：电气，身份证号码： 410481198312137579