浅谈电气接地在楼宇自控系统中的应用

吴应文

摘要：接地系统设计受建筑物要求、设备功能等因素影响，智能楼宇的出现，对电气接地系统设计提出新的要求。本文主要对电气接地含义及其楼宇自控系统中应用电气接地保护的作用进行分析，并结合常见的楼宇接地方式提出楼宇自控系统中电气接地保护举措，希望为楼宇建筑物供配电系统的设计和安装工作开展提供参考依据。

关键词：电气接地;楼宇自控系统;接地保护

引言

随着楼宇建筑智能化、自动化的发展，为了实现数据信息的快速、精确传输和运算，对供电电源、基准电位系统的稳定可靠性提出更高的要求。同时，楼宇建筑电气接地系统设计和安装的合理性会影响供配电系统运行的稳定性，所以，需根据楼宇建筑供电系统目标来选择相应的接地系统及保护措施，本文对电气接地在楼宇自控系统中应用进行探讨具有一定的现实意义。

一、电气接地含义及其楼宇自控系统中应用电气接地保护的作用

（一）含义

电气接地指的是利用金属将电气设备的一端与地面进行连接，与地面直接接触的金属导体称为接地极 [1]。电气接地的目的是将雷电流引入到大地中，确保电气设备、人员等的安全。

（二）作用

在楼宇自控系统中合理选择电气接地系统，一方面可以避免楼宇建筑遭受雷电的袭击，确保楼宇建筑内居民财产和生命安全;另一方面电气接地可以将变电站中的中性电力传输与地面进行连接，楼宇自控系统中电子设备在正常运行中需要设备接地，确保系统的正常运行。

二、楼宇自控系统中如何有效地应用电气接地

（一）常见的楼宇接地系统

智能楼宇电气设备的功能和要求不同，对接地系统提出差异化的要求。常见的接地系统包括TN-C系统、TN-S系统以及TN-C-S系统这三种[2]。

如图1所示，TN-C系统也就是三相四线系统，其实质是将中性线与保护线融为一体，即PEN线，楼宇建筑中可以导电且外露出来的线路都应连接PEN线，在供配电系统中线路中谐波会出现被污染的现象，三相负荷会出现不平衡情况，意味着PEN线中所产生的电流稳定性较差，用电设备金属外壳有电流流过，所提供的电位基准点稳定性差，如果在智能楼宇中应用该电气接地系统，容易影响电子设备的灵敏度，使数据处理装置的稳定性降低。而智能楼宇中主要以单相负荷为主，三相负荷处于不平衡的状态，所以，这种接地系统很少应用于智能楼宇中。

如图2所示，TN-S系统属于一种将专用保护线、工作零线相互独立的供电系统，对应地设置独立的变配电所来满足接地系统。在系统正常运行时，专用保护线上不产生电流，工作零线上的电流平衡性差，由于PE线对地不产生电压，如果将电气设备与专用保护线进行连接，其运行更加安全。因此，如果智能楼宇中对电子设备要求不高的情况下，可以使用这种接地系统。

如图3所示，TN-C-S系统属于一种TN-C与TN-S系统相结合使用的接地模式，这种接地模式在楼宇中应用，进户之前、进户后分别使用TN-C系统和TN-S系统，由于在进户时对中性线、保护接地线进行共同接地处理，不再与其他电气连接，该系统中保护地线上连接的电气设备在正常运行中不产生电流，使设备、人员的安全性增强[2]。因此，这种接地系统也可以应用于智能楼宇中。

（二）智能楼宇接地保护举措

智能楼宇中要求接地保護的设备较多，且部分不带电的导电设备、构件等都需要采取相应的保护接地，在应用上述接地系统时，为了增强用电安全性，应根据接地要求设置电子设备的保护举措，具体如下：

其一，交流工作接地。本质是将变压器中性线接地，要求使用绝缘线，需要将电位接线端子等辅助设备放置于箱柜内，不允许与其他接地系统或PE线进行混接或连接，确保楼宇中每项电力系统处于正常运行状态。变压器的中性点接地目的是保证电力系统中电压处于平衡状态，解决零序电压偏移的问题;防雷设备接地的目的是将地面的雷电流进行释放。

其二，防雷接地。由于智能楼宇中存在大量的电子设备及通信、火灾报警以及保安监控等自动化系统，且楼宇各层布线较多，对防干扰性要求较高，如果遭受雷击，电气设备会遭受一定的干扰或损坏。因此，要求智能楼宇中所设计的防雷接地系统结构完整、严密，能够起到电气设备保护的作用。一般情况下应该结合智能楼宇负荷等级来设计相应的防雷措施，确定防雷接地装置的位置[3]。

其三，安全保护接地。由于楼宇中要求安全保护接地的设备较多，如果安全保护接地存在缺陷，那么在电气设备绝缘被破坏的情况下，人员无意接触到这些电气设备的外壳，可能遭受电击的伤害，威胁到人员的生命安全。因此，需要对电气设备安装保护接地装置，降低其接地电阻，在保护智能楼宇中各类电气设备的同时，解决人身安全问题，促使楼宇建筑电气系统自身的性能得以发挥。

其四，直流接地。智能楼宇中所使用的通讯、计算机等现代设备比较多，在网络正常的情况下，这些设备主要是利用微电位和电流进行信息输入、传输以及转化的，为了促使信息传输的速度和质量提高，需要稳定的基准电位支持，一般使用引线将电子设备直流接地与基准地位二者进行有效连接[4]。

其五，对于智能楼宇而言，对电磁兼容设计要求较高，为了降低设备故障或损坏发生的概率，避免内外部因素的干扰，需要采取相应的措施对这些设备进行保护，一般使用屏蔽接地的方式实现设备外壳、关闭管路两段等与PE线进行有效的连接。此外，为了降低静电对电子设备、人体的干扰，应采取相应的防静电措施，比如将室内所有设备外壳与PE线多个点进行连接，达到防静电的效果。

三、结束语

在信息技术环境下，目前大多数楼宇建筑应用自控系统，在促使楼宇配电系统可靠性提高的同时，对楼宇电气接地系统提出新的要求，在对该系统进行设计、安装过程中，需根据楼宇特点选择相应的电气接地方式，对其结构进行合理、严密的设计，确保楼宇建筑电气系统处于稳定和安全的工作状态。

参考文献：

[1]王雷.楼宇自控系统中电气自动化的应用[J].数码世界，2020（11）：280-281.

[2]张建涛，张继庆.建筑智能化中楼宇自控系统的应用研究[J].山西建筑，2020，46（09）：193-194.

[3]邓捷.智能建筑智能化系统楼宇自控施工技术探究[J].居舍，2020（08）：51.

[4]肖建平.人工智能技术在楼宇自控系统中应用初探[J].智能建筑与智慧城市，2018（11）：20-26.

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