电气工程自动化在建筑设计领域的应用李晓娟 （唐山中元建筑设计有限公司 河北 063000）摘摘 要：要：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，在确保整个建筑所有的电气设备的稳定和安全运行方面，电气自动化工程的设计起着非常重要的作用。本文对电气工程自动化在建筑设计领域的应用进行了详细的探讨，以期对大家以后的工作，起到一定的借鉴和指导作用。关键词：关键词：电气工程自动化；建筑设计引引 言：言：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，在现代建筑工程中，电气工程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。1 电气自动化设计中电气接地系统的设计电气自动化设计中电气接地系统的设计1.1 TN-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 P E 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。1.2 TN-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，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以下几点：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使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，可以使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，能产生大量的静电，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、25mm x4 mm 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 自动化设计中的在线监测系统自动化设计中的在线监测系统在线监测系统是电气设备状态维修技术的关键系统，技术人员根据在线监测系统显示的数据可及时发现异常问题，引导技术人员尽快实施故障维修方案。结合新时期电网规划的规范标准，在线监测系统的设计应涉及到以下几个方面的内容。 3.1 绝缘监测电气设备的绝缘性能关系着电力系统运行的安全性，对线路绝缘进行监测是状态维修的重要内容。我国电网建设期间设计的绝缘监测系统多数是挂网运行的绝缘子，如：瓷、玻璃、复合绝缘子等，这些绝缘装置会受到外界因素的变化而减弱性能，对绝缘元件积极配备监测系统可保证电气设备的稳定作业。3.2 雷击监测线路是向电气设备传输电压的载体，若输电线路发生故障则会影响到电能的正常供应，不利于电气设备的持续性运行。状态维修方案中的在线监测系统需顾及到雷击的危害，参照电气设备的具体结构规划雷击监测系统。如：常用的雷击监测方法是安装避雷针或避雷器，电气设备遭受雷击前后可起到监测、保护的作用。3.3 环境监测环境对电气设备或连接线路也有很大的影响，若不采取有效的措施保护电气设备，则会造成设备的故障发生率上升。环境监测系统的主要监测对象是大气温度、湿度、二氧化硫等，当这些因素对电气设备的性能造成不利影响后，监测系统会把异常信号传递给监控中心，警告技术人员尽快采取维修措施保护系统及设备。4 自动化状态检修的常用技术自动化状态检修的常用技术随着电力科技研究工作的深入进行，设备状态维修引进了许多相关的辅助技术，降低了电气设备故障维修的难度，保证了电力系统数据传输的稳定性，显著提升了状态检修工作的效率。4.1 传感技术传感技术是状态维修时获取数据的主要手段，维修人员将传感器安装于电气设备，可定期接收有关设备的状态信号，为异常故障的判断提供了可靠的依据。此外，传感技术可以扩大电气设备的监测范围，其对电气工程建设范围内的任何区域的信号都能精准地捕捉，有助于办公建筑电气工程自动化运行水平的提高。4.2 通信技术办公建筑内部电气设备连接的设备数量、种类、型号等复杂多样。状态维修操作时需把电气设备的异常信号快速传输给控制中心，以引导维修人员尽快制定出处理方案，如：采取 GMS 或 CDMA 系统或 GPS 全球定位系统进行数字传输。利用信息传输技术可以把电气工程的实际状态转发给控制人员，以做好实时监测工作。4.3 计算机技术利用传感器捕捉信号后，维修人员应对信号实施加工处理，筛选出最优价值的电气设备感应信号，保证后期故障维修操作具有针对性。一般信息处理技术要借助于计算机平台，凭借计算机强大的数据处理功能完成数据的收集、处理、分析等工作。如：利用计算机强大的服务器功能，对收集到的信息给予自动化处理等。5 结束语结束语综上，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。因此，电气工程的自动化技术水平也应加快发展步伐，与现代建筑相配合，使建筑的电气系统更好的发挥作用，确保设备的安全顺利运行，从而促进社会经济的进一步发展。参考文献：参考文献：1 谢永兴.高层建筑自动化监测系统的设计及安装J.电气工程,2010,19(8).2 赵庆钢.建筑电气安装工程的问题与解决措施J.民营科技J,2011,( 8).3 郝玉萍.电气工程对高层建筑性能的影响分析J.东北大学学报,2009,40(17).