浅谈智能建筑电气保护与接地

　　摘要：伴随着电气化的不断发展，越来越多的用电设备在方便人们日常生活的同时也带来了不少安全隐患，直接影响到人身安全，所以对于电气及其保护系统的安装已经成为公众关注的焦点。相关设计人员只有在进行深入了解之后根据国家有关设计规范的规定，进行合理选择才能确保低压配电系统接地的安全可靠，并且通过对接地型式进行合理的保护配置，使得整个系统经济稳定的运行。本文对智能建筑电气保护与接地进行浅谈。
　　关键词：智能建筑；电气保护；接地
　　一、智能建筑的概念
　　智能建筑具体是指通过对建筑物的结构、系统、服务和管理这四个要素以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个经济合理、幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。建筑智能化的目的是指应用现代技术构成智能建筑结构与系统，结合现代化的服务与管理方式为人们提供一个安全、舒适的生活、学习与工作环境空间。建筑智能化结构由楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统这三大部分组成。
　　二、电气保护与接地措施
　　在智能建筑设计中，接地型式及其安全保护配置的应用应该引起专业电气设计人员的高度重视，系统的选择是一个极其复杂的过程，它需要综合考虑用户需求、环境条件、负载类型、维护能力等因素。由此可见，在建筑物供配电设计中，接地系统设计占有重要的地位，它关系到供电系统的可靠性，安全性。无论哪种类型的建筑物，在供电设计中都包含有接地系统设计。下面就针对常用的接地系统，IT系统、TT系统、TN系统进行系统分析：
　　IT系统具体是指电源中性点与大地不直接连接或者经阻抗接地，而电气装置的外露导电部分可以直接接地，通过保护接地线与接地极连接。该系统的优点是当三相中的一相接地时，不会使外壳带有较大的故障电流，系统可以照常运行，缺点是不能配出中性线，因此它是不适用于拥有大量单相设备的智能化大楼的。
　　TT系统具体指电力系统中电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。TT系统尤其适用于无等电位联结的户外场所，例如户外照明、户外演出场地、户外集贸市场等场所的电气装置。
　　TN系统分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种。电源中性点直接接地并引出中性线，属三相四线制系统。在这个系统中的电气设备外露可导电部分都应与公共的保护线相连接，保护线线与中性线在接地点相连接。
　　TN-C系统：在整个系统的中性线与保护线是合二为一的，它的优点体现在TN-C系统比较容易实现，它不仅节省了一根导线而且可以使保护电器节省一级，这样一来就降低了初期设备的投资费用，如果故障电流大发生接地短路故障时，可以直接采用瞬时切断电源的形式来保证人员生命以及财产安全；TN-C系统的缺点在于线路中有单相负荷或者三项负荷不平衡，即电网中有谐波电流时，电气设备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设备有较大的影响，如果发生相线对地短路，就会呈现相当高的对地故障电压，就会进一步使故障扩大化。TN-C系统电源处使用漏电保护器时，接地点工作中性线不得重复接地，否则无法可靠供电。
　　TN-S系统：整个系统的中性线路与保护线是分开的。其优点在于正常时即使中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流，适用于数据处理和精密电子仪器设备，也可以用于爆炸等一些危险场合，民用建筑中，家用电器大都有单独接地触点的插头，采用TN-S系统既方便又安全，如果回路阻抗太高或者电源短路容量较小，采用剩余电流保护装置对人身安全和设备进行保护，防止火灾的发生，TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器，但要求中性线不得重复接地。专用保护线可重复接地但不可接入漏电开关；TN-S系统的缺点是由于增加了中性线，初期设备的投资较高，如果TN-S系统对地发生短路，产生的对地故障电压也较高。
　　TN-C-S系统：系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的。工作中性线与专用保护线是联通的，联通后的保护线上没有电流，即在该段导线上正常运行不产生电压降，联通前段地线路不平衡电流比较大时，在后面的保护线上的电气设备的外壳会有接触电压产生。因此，TN-C-S系统可以降低电气设备外露导电部分对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这部分电压的大小取决于联通前线路的不平衡电流以及联通线路的长度。负载越不平衡，联通前线路越长，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在保护线上应作重复接地，一旦保护线作了重复接地，只能在线路末端设立漏电保护器，否则供电的可靠性会大大降低，对要求保护线出来在二级配电箱处必须和中性线相接外，其后各处均不得把中性线和工作项相联，另外在保护线上还不允许安装开关和熔断器，鉴于此要在建筑电气的施工与验收中特别注意。
　　结语：
　　在智能化建筑内，要求保护接地的设备非常多，有强电设备、弱电设备以及一些正常情况下不带电的导电设备与构件，均必须采用有效的保护接地。如果采用TN-C系统，将TN-C系统中的中性线同时用做接地线；或者在TN-S系统中将中性线与保护线接在一起，再连接到底板上去；或不设置电子设备的直流接地引线，而将直流接地直接接到保护线上；或者干脆把中性线、保护线、直流接地线混接在一起。以上这些做法都是不符合接地要求的，且是错误的。前面已经分析过，在智能化大楼内，单相用电设备较多，单相负荷比重较大，三相负荷通常是不平衡的，因此在中性线中性中带有随机电流。另外，由于大量采用荧光灯照明，其所产生的三次谐波叠加在中性线上，加大了中性线上的电流量，如果将中性线接到设备外壳上，会造成电击或火灾事故。如果在TN-S系统中将中性线与保护线连在一起再接到设备外壳上，那么危险更大，凡是接到保护线上的设备，外壳均带电，会扩大电击事故的范围。如果将中性线、保护线、直流接地线均接在一起除会发生上述的危险外，电子设备将会受到干扰而无法工作。因此，智能建筑应设置电子设备的直流接地、交流工作接地、安全保护接地及普通建筑也应具备的防雷保护接地。此外，由于智能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换机房、计算机房、消防及火灾报警监控室，以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备，所以在智能化楼宇的设计和施工中，还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。
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