淺析電氣自動化在建筑中的應(yīng)用

高 峰

本溪鋼鐵（集團）房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司

一、電氣自動化技術(shù)特點

一是實現(xiàn)了設(shè)備與系統(tǒng)全工作流程內(nèi)的高效監(jiān)控?，F(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣，傳統(tǒng)運行方式常留下管理盲區(qū)，導(dǎo)致故障的發(fā)生。而現(xiàn)代自動化技術(shù)通過“采集—處理—反饋”模塊，對系統(tǒng)進行實時的數(shù)字化監(jiān)控，能及時將控制中心的指令傳達到系統(tǒng)，并將反饋信息同時傳遞到控制中心，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的高效控制。

二是提高了聯(lián)動性。電氣自動化技術(shù)將建筑中照明、配電、消防、空調(diào)等系統(tǒng)連接為一體，提高了其聯(lián)動效果，解決了電梯系統(tǒng)依照各層用戶流量實現(xiàn)其速度的自動調(diào)節(jié)，以及緊急情況下系統(tǒng)的自動識別、判斷，及時實現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案，實現(xiàn)子系統(tǒng)間的配置與互動。

三是安全性強。因電氣系統(tǒng)固有的危險性，操作失誤、設(shè)備故障等都可能造成系統(tǒng)產(chǎn)生安全風(fēng)險，而自動化控制有利于系統(tǒng)對異常情況做出及時反應(yīng)，并可通過遙控模式降低故障對維修管理人員產(chǎn)生直接傷害的風(fēng)險。

四是數(shù)據(jù)完備、計算精確。自動化系統(tǒng)可綜合其操作流程、故障處理等數(shù)據(jù)建立準(zhǔn)確清晰的數(shù)據(jù)庫，為后期優(yōu)化的決策提供信息支持。

二、電氣自動化控制在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

一是中央控制室

中央控制室是指由變配電直接引出的回路供電，在其內(nèi)部須設(shè)有專用的配電盤，且負荷等級須高于高層建筑中的最高級別，常規(guī)情況下，系統(tǒng)供電電源的電壓需控制在±10%，頻率變化小于±1Hz，波形失真率應(yīng)控制在20%以下。中央管理計算機要設(shè)置UPS不間斷供電設(shè)備，容量主要涉及建筑設(shè)備自動化內(nèi)的用電設(shè)備總和，需要時可擴大容量。此外，中央控制室應(yīng)盡可能靠近控制負荷中心，離電梯機房、水泵房、變電所20m以上。室內(nèi)控制的操作臺需設(shè)置2m距離，在設(shè)置臺離墻布過程中在后臺要留2m以上的檢修距離，且做好陽光直射的防護措施。中央控制室需選擇抗靜電架空活動地板，高度保持在25m以上。

二是電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)及多發(fā)故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障及時切斷工作，避免擴大故障的影響范圍。電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要包括測量參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等。測量主要是通過保護設(shè)備的正常運行及把獲取的參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)對處理好測量參數(shù)后從不同角度顯示出來，再對比分析檢測參數(shù)及整定值，如此就能得到實時掌握保護設(shè)備運行情況的作用。在電氣系統(tǒng)或被保護設(shè)備被邏輯判斷出現(xiàn)故障時，監(jiān)控系統(tǒng)需立即給執(zhí)行元件傳達輸出保護信號，以保護裝置動作，執(zhí)行部分把邏輯信號放大后參照相關(guān)的指令信號來控制任務(wù)。電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控參數(shù)主要涉及電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數(shù)據(jù)信號、測量方式、儀表形式、控制對象缺少專業(yè)水準(zhǔn)，尤其是執(zhí)行部分主要是以接觸器、電磁機構(gòu)、繼電器作為主要結(jié)構(gòu)。電氣監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)物理量參數(shù)監(jiān)控廣、人工操作少，因此須對系統(tǒng)設(shè)置獨立的保護裝置。

三是電氣接地系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑電氣接地方式主要有TN—S及TN—C—S兩種：1）TN—S電氣接地系統(tǒng)是三相五線制，即三根火線和一根中性線、一根接地保護線。該系統(tǒng)特點如下：中性線與保護接地線共同在所屬變壓器中性點實現(xiàn)接地，此外二者無電氣連接；中性線帶電，保護接地線不帶電；中性線與保護接地線均重復(fù)接地；TN—S電氣接地系統(tǒng)具備安全的基準(zhǔn)電位，安全可靠。2）TN—C—S電氣接地系統(tǒng)由TN—C系統(tǒng)及TN—S系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其中TN—C系統(tǒng)用于進戶之前，TN—S系統(tǒng)用于進戶之后，二者分界面處于中性線與保護接地線相連處。因使用TN—C—S系統(tǒng)能降低設(shè)備對地電壓，卻不能徹底消除，對地電壓大小受負載平衡等因素影響，因此需在進戶處布置重復(fù)接地，并控制負載平衡情況。組合使用TN—C和TN—S系統(tǒng)不僅能提高設(shè)備及人員的安全性，且節(jié)省成本，兼顧安全性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟性。但若三相負載不平衡，樓宇內(nèi)有電力變壓器時應(yīng)選擇TN—S系統(tǒng)。

四是電氣保護

現(xiàn)代建筑中的電氣保護主要包括如下內(nèi)容：1）直流工作與交流工作。直流電工作接地主要考慮到智能建筑內(nèi)有眾多計算機及多媒體等大型設(shè)備，其要求電流穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，以滿足大量信息的傳輸、能量轉(zhuǎn)化等要求。常采用較大截面的絕緣銅線做引線，將電子設(shè)備直流電接地，并與基準(zhǔn)點相連接。變流電工作接地主要是將變壓器中性點或者中性線接地，其中中性線需采用銅芯絕緣線 ，并保證其不外露、不能與其他接地系統(tǒng)混接。2）屏蔽接地與防靜電接地?，F(xiàn)代建筑中屏蔽接地是防電磁干擾的最佳保護措施。防靜電接地是指將可能產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）或帶有靜電的物體通過導(dǎo)靜電體與大地構(gòu)成電氣網(wǎng)路。在干燥潔凈的房間內(nèi)，人的走步、移動設(shè)備，各自的摩擦都會產(chǎn)生大的靜電，故防靜電干擾也不可少。3）防雷保護接地。即對建筑中的電子設(shè)備、線路等做防雷保護接地，并以此為基礎(chǔ)建立嚴密的防雷結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代建筑應(yīng)按照一級負荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計防雷保護措施，使用25mm×4mm鍍錫扁鋼構(gòu)成的10m×10m網(wǎng)格作避雷帶及針帶組合接閃器，使圈梁鋼筋、外墻金屬構(gòu)件等設(shè)施與防雷系統(tǒng)連接，組成多層屏蔽防雷體系，以避免雷擊事故和外部的電磁干擾。

三、電氣自動化在某智能建筑中的應(yīng)用實例

某公司大樓的計算機機房正進行裝修，設(shè)計施工人員采用的是單點接地連接方式。施工人員從計算機機房引出一根VV235mm的單芯電纜，令其經(jīng)過地下穿至室外30m處，并將其做一組接地電阻為4Ω的閉環(huán)式邏輯接地電極。該連接方式既花費大量人力物力，且計算機不能正常工作。事實上，在對計算機接地時，常采用交流工作接地、直流工作接地、防靜電接地及安全保護接地，而在智能建筑這種特殊環(huán)境中，應(yīng)采用聯(lián)合接地方式。首先因為在智能建筑中，采用聯(lián)合接地可將建筑自身的基礎(chǔ)鋼筋及結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置，效果良好，接地電阻值一般為014Q以下。其次，在同一智能建筑中，采用同一個聯(lián)合接地系統(tǒng)后，可避免不同系統(tǒng)間的電位差引起的相互干擾。當(dāng)智能建筑物中采用等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和星形等電位聯(lián)結(jié)后，利用鋼筋做接地裝置，其接地電阻將小于014Q，遠遠小于計算機直流接地的電阻，也符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在該建筑物機房內(nèi)進行局部電位聯(lián)結(jié)和聯(lián)合接地后，計算機運行良好。

[1]李孔華.建筑電氣自動化設(shè)計及發(fā)展趨勢的探討.城市建設(shè)，2015（35）.

[2]于濤，郭洪柱.關(guān)于在現(xiàn)代樓宇建筑中電氣自動化作用的探討.中國科技博覽，2015（32）.