智能建筑设备的电气保护与接地初探..docVIP

智能建筑设备的电气保护与接地初探 周升建 （上海市机电设计研究院，上海　200040） ??? 摘　要：在供配电系统中，用电的可靠性极其重要．供配电系统中合理的接地系统是决定供电系统安全可靠的重要因素，对于功能的实现往往依赖用电设备安全运行的智能建筑来说，用电可靠性尤为重要．智能建筑中安装大量不同类型的智能设备，因而选择一个合适的设备接地系统类型对于供配电系统的安全可靠具有重要意义．??? 关键词：智能建筑；电气保护；接地系统 引 言　　智能建筑并不是特殊的建筑物，而是以最大限度激励人的创造力、提高工作效率为中心，配置大量智能型设备的建筑．此类建筑广泛应用数字通信技术、控制技术、电视技术、光纤技术、传感技术及数据库技术等高新技术，构成各类智能化系统．就目前来说，智能建筑的核心可归纳为以下6个方面：??? 1　通信网络系统（CNS）；??? 2　办公自动化系统（OA）；??? 3　建筑设备监控系统（BA）；??? 4　安全防范系统（SA）；??? 5　综合布线系统（GCS）；??? 6　建筑物管理系统（BMS）．　　实现上述系统配置须安装大量诸如数字交换、空调、冷热源、照明、电梯、火灾报警设备，以及防盗报警监视、联动管理计算机等设备，而这些设备几乎全部需要供电后才能正常运行．因此，必须保证智能建筑物供配电系统的安全可靠．在任何建筑物供配电设计中，接地系统设计占有十分重要的地位，因为它关系到供电系统的可靠性、安全性．不管哪类建筑物，在供电设计中总包含有接地系统设计，而且随着对建筑物的要求以及各类设备功能的不同，接地系统也相应不同，尤其在进入20世纪90年代后，随着大量智能化楼宇的出现，对接地系统设计提出了许多新的要求．智能建筑中安装大量的自动化设备，其运行及控制的核心部件大部分为计算机类型的电子设备，因此，在电源与接地问题上必须考虑以下两个问题：　　1　电磁兼容　指智能建筑物中大量电子设备或系统必须在其电磁环境中能正常运行，且不对该环境中任何其他设备构成不能承受的电磁干扰；　　2　过电压保护　电子设备（计算机通讯网络接口及数字逻辑控制设备）对电源干扰与电压波动十分敏感，其电源干扰一般以“共模”或“差模”方式存在，共模干扰指由电源与大地、或中性线与大地之间的电位差引起的干扰，差模干扰存在于电源相线与中性线之间，对三相电源来说，还存在于相线之间．　　因此，在智能建筑设计中必须在滤波、接地、屏蔽、抗电源干扰方面下功夫．在常用的几种接地方式中，哪一种接地方式能够适合智能化楼宇，本文将作初浅的探讨． 1　接地系统的分类、基本特点及分析　　接地系统可分为TN－C系统、TN－C－S系统、TN－S系统、TT系统和IT系统等，它们各有特点．1．1　TN－C系统　　TN－C系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PEN线．这种接地系统虽对接地故障灵敏度高、线路经济简单，但它只适用于三相负荷较平衡的场所．智能化大楼内的单相负荷往往所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管（可控硅）等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N电压波动，且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移．这不但会使设备外壳（与PEN线连接）带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，使精密电子设备无法准确可靠运行．因此，笔者认为TN－C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统．TN－C系统示意图见图1． 1．2　TN－C－S系统　　TN－C－S系统由两个接地系统组成：其一是TN－C系统；其二是TN－S系统．分界面在N线与PE线的连接点．该系统一般用于建筑物的供电由区域变电所引来的场所．进户之前采用TN－C系统，可使线路系统相对经济．进户处作重复接地，进户后变成TN－S系统．对TN－C系统前面已作分析．TN－S系统的特点是：中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接．该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源．PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电．　　因此，TN－S接地系统的安全性明显提高．只要我们同时采取各自都从接地体一点引出的接地引线措施，并选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点，那么，TN－C－S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统．TN－C－S系统示意图见图2． 1．3　TN－S系统　　TN－S是一个三相四线加PE线的接地系统．通常建筑物内设有独立变配电所时，其进线采用该系统．TN－S系统的特点是：中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接．中性线N是带电的，而PE线则不带电．该接地系统完全