电气工程自动化在建筑设计领域的应用

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[摘 要]电气自动化是现代科学技术领域的核心之一,更是当今高新技术领域中的一项关键技术,在现代建筑工程,电气工程中起着非常重要的作用.应用电气工程自动化技术的程度,将对建设项目的整体性能有直接的影响.利用电气工程自动化,设计出先进、全面的、合理的建筑设计方案,以提高传统的电气工程设计中存在的问题和缺陷.本文主要从电气接地系统、电气保护系统、在线监测系统三个方面,介绍了自动化技术的应用,使电气自动化在工程建筑领域中发挥更大的作用.

[关 键 词]建筑工程；电气工程；电气自动化技术；设计分析

中图分类号：TU85文献标识号：A文章编号：2306-1499（2014）01-

随着我国经济的快速发展,电力自动化技术的不断进步,与国外技术的自动化水平相比,仍有一定的距离.所以我们应该根据我国国情,借鉴国外的先进技术,运用于我国电力自动化技术之上.在建筑工程领域,电气工程对整个建筑的设计结构和功能影响都很大,无论在运行各种机电设备和整个线路的连接都涉及到整个建筑的多个方面的改造.因此,电气自动化工程的设计是非常重要的,以确保整个建筑所有的电气设备可以稳定、安全的运行.

1.电气自动化设计中电气接地系统的设计

1.1TN-S系统的设计分析

TN-S是接地系统的一种,它是中性线与保护线分开的系统,也就是PE线和一个三相四线的组合的接地系统.一般来说,这种系统适用于在建筑工程项目中设立单独的变电/配电所的时候的进线方式.这种系统的优越性在于：PE线不导电,中性线N是外露可导电的.中性线N和PE线是各自严格的独立分开的,二者只以变压器的中性点为接地点,没有其它的任何连接.该系统的PE线本身没有电流,对地没有电压,具有很好的安全性.TN-S系统通常用于有低压供电系统的民用和工业建筑.但是在智能建筑中运用时,要采用和TN-C-S接地系统一样的技术方法.在某些电子设备的应用上,一般也可以采用TN-S系统,但是如果电子设备有特殊要求的,在系统的运用上就要加以考虑.在智能建筑运用TN-S系统时,要仔细加以考虑,因为在这种建筑中,电气工程中机电设备用电以单相居多,在用电负荷方面,单相占的比重相对较大,所以通常会有随机电流存在于中性线N中.再加上照明的荧光灯的使用量比较大,N线中还会存在三次谐波,二者叠加在N线上,使电流量加大,如果与设备的外壳相接,很容易造成灾害事故的发生.但是如果将N线连接在PE线上,如果与设备外壳相接,会造成更加严重的安全事故.因此,在智能建筑工程的电气自动化设计上,要着重考虑其安全性的设计,要对交流、直流、安全保护和防雷保护的接地都全面的进行设置,以保障电气自动化系统的可靠安全的运行.

1.2TN-C-S系统的设计分析

TN-C-S系统包含TN-C和TN-S两个接地系统.在中性线N线和保护线PE线的连接点处设立分界面.通常供电从区域的变电所引用的建筑项目采用这种系统.先采用TN-C系统在进户之前,于进户处再做接地然后变成TN-C和TN-S系统进户.上面在TN-S系统的分析中已经提到过,N线和PE线经过连接点后,是独立分开的.PE线是没有电流的.所以一切设备的外壳和部件在于PE线连接时都是没有电流的,是很安全可靠的.在智能建筑中,我们可以运用接地引线的方式,采取有效措施,是电子设备具有等电位,以提高电气系统的安全性能.

2.电气自动化设计中电气保护系统的设计

2.1交流和直流保护接地的设计分析

地和中性点的接地是电气工作接地的主要部分.在箱柜中存在具有辅助配电功能的等电位接线端子.这种接线端子的安全性要求一定要注意一下几点：首先,不可暴露在外；其次,不可与屏蔽接地等其他接地系统混合相接.再次,不可连接于PE线.运用中性点接地的方法可以是接地保护在高压的系统中能够准确的运行,同时可以使单相电弧接地过电压得到有效的消除.这种接地方法还有利于三相电压平衡的保持,可以是单相电源在低压系统中也能得到很好的使用.在智能建筑中,有大量自动化电子设备的存在,在运行这些电子设备的过程中,微电流和电位快速频繁的进行,还有互联网的运用.供电电源和基准电位的稳定,对这些设备的顺利稳定运行非常重要.因此建议引线采用截面较大的铜芯绝缘线,一头连接基准点位,一头进行直流接地.注意,引线绝对不能连接于N线和PE线.

2.2安全保护接地的设计分析

用金属将接地体和电子设备中没有电流的金属部位相连接,进行安全保护.在建筑工程中,无论是强、弱电的电气设备还是具有导电性的设备和部件中,都要进行安全接地保护.这样可以防止设备绝缘失效时,带电的外壳对人体造成危害.一般来讲,与接地电阻相比,人体电阻有数百倍的加大,这就使电流经过人体相应的也小于数百倍于经过接地体.接地短路的电流经过接地电阻后产生很小的压降,使人在地面上接触到外壳时,本已经很低的电压对人体是没有危险性的.对设备进行保护接地的装置,可以更好的对人身安全和设备的安全运行进行有效保障.

2.3屏蔽接地与防静电接地的设计分析

预防电磁的干扰,可在建筑的电气工程自动化设计上添加屏蔽及起接地.在屏蔽接地的设计上,可以采用屏蔽管路的两头和PE线进行连接来实现导线的屏蔽接地.以多点和PE线的连接来实现室内的屏蔽.在相对湿度较低的房间内,人体的活动和设备的移动运行,都能使静电大量的产生,其聚集的电压可以感受设备的运行,严重的还能对设备的芯片产生破坏.可通过将连接设备和PE线多点来完成防静电接地.

2.4防雷接地的设计分析智能建筑必须在防雷接地的基础之上来建立其它所有的接地设计.防雷结果的设计要求必须严密、全面.智能建筑内包括的各种电子布线系统和设备都很多,不仅包括办公的一些自动化系统,更包括报警、消防、保安等一系列和人们生命财产息息相关的电子系统.这些系统和布线最怕受到雷击的威胁.不管何种程度的雷击都会干扰和损坏这些电子设备和系统.应该运用针带组合接闪器、25mmx4nln镀锌扁钢避雷带进行接地配置.在屋顶组成与楼宇金属部件和钢筋柱头及外墙所有金属部件进行电气连接的网格,利用楼体钢筋作为引线连接于防雷系统.使防雷体系具有多层屏蔽的功能.有效的对外部电磁干扰和雷击进行预防.

3.在线监测系统中的自动化设计

在线监测系统,是电气设备状态维修的中的关键,技术人员通过分析在线监测系统中的相关数据,可及时、准确地发现设备存在的异常问题,对故障维修的实施加以引导.在线监测系统中的自动化设计庄要包括以下方面内容：①绝缘监测：设备绝缘性能的好坏直接决定着电力运行安全与否监测设备绝缘性能是状态维修的一项重要内容.②环境监测：自然环境会对连接线路、电气设备产生很大的影响,如果不对电气设备采取有效的保护措施,就会增加电气设备故障的发生率.③雷击监测：输电线路作为电气设备电压传输的载体,如果输电线路出现故障,就会对电能供应造成严重的影响,难以保证电气设备运行的持续性.

4.结语

在建筑工程设计中,电气工程是一项关键内容,直接关系到建筑以后的使用性能.随着建筑结构的日益复杂化、多样化,电力工程也发生了相应的改变.要保证电气自动化调控模式的效率,就必须对其实施自动化改造.因此,根据电气工程构造设计出合理的自动化状态检修模式对于及时发现、处理电气故障,保障电气设备的正常、安全运行有着重大意义.