Contenido de tesis de graduación sobre la aplicación de la automatización eléctrica en sistemas de automatización de edificios.
En los últimos años, la gente hablaba de sistemas de automatización de edificios, refiriéndose principalmente a los sistemas de control automatizados de equipos HVAC en edificios. En los últimos años, ha abarcado todos los equipos eléctricos controlables en los edificios, y la automatización eléctrica se ha convertido en un eslabón básico indispensable en los sistemas de automatización de edificios. En los sistemas de automatización de edificios, el diseño de los sistemas de automatización eléctrica juega un papel importante. Aquí solo hablaré de mis puntos de vista y opiniones sobre la puesta a tierra eléctrica y la protección eléctrica en la automatización eléctrica.
1 Puesta a tierra eléctrica
En el diseño del suministro y distribución de energía de un edificio, el diseño del sistema de puesta a tierra es crucial porque está relacionado con la confiabilidad y seguridad del sistema de suministro de energía. Especialmente en los últimos años, la aparición de un gran número de edificios inteligentes ha propuesto muchos contenidos nuevos para el diseño de sistemas de puesta a tierra.
En la actualidad existen dos formas principales de puesta a tierra eléctrica:
1.1 Sistema TN-S-s. TN-S es un sistema de puesta a tierra trifásico de cuatro hilos más PE. Normalmente, este sistema se utiliza para cables entrantes cuando hay una subestación separada en el edificio. La característica del sistema TN-S es que el cable neutro N y el cable de tierra de protección PE están conectados a tierra en el punto neutro del transformador y no existe conexión eléctrica entre ellos. La línea neutra n está cargada y la línea PE está descargada. El sistema de puesta a tierra tiene un potencial de referencia seguro y confiable. Siempre que se tomen las mismas medidas técnicas que el sistema de puesta a tierra TN-C-S, el sistema TN-S se puede utilizar como sistema de puesta a tierra de edificios inteligentes. Si no existen requisitos especiales para equipos electrónicos como computadoras, generalmente se utiliza este sistema de conexión a tierra.
En los edificios inteligentes hay muchos equipos eléctricos monofásicos, una gran proporción de cargas monofásicas, y las cargas trifásicas suelen estar desequilibradas, por lo que hay una corriente aleatoria en la línea neutra N. Además, debido a la gran cantidad de lámparas fluorescentes que se utilizan para la iluminación, el tercer armónico que generan se superpone a la línea N, aumentando la corriente en la línea N. Si el cable N está conectado a la carcasa del equipo, provocará una descarga eléctrica o un incendio; si el cable N y el cable PE se conectan juntos en el sistema TN-S y luego se conectan a la carcasa del equipo, el riesgo es aún mayor. Todos los equipos conectados al cable PE La carcasa está cargada; ampliará el alcance de los accidentes por descarga eléctrica si la línea N, la línea PE y la línea de tierra CC están todas conectadas juntas, además de los peligros anteriores, el equipo electrónico; ser interferido y no poder trabajar. Por lo tanto, los edificios inteligentes deben tener tierra de CC, tierra de trabajo de CA, tierra de protección de seguridad y tierra de protección contra rayos para equipos electrónicos que también deberían tener los edificios comunes. Además, dado que en los edificios inteligentes hay muchas salas de interruptores controladas por programas, salas de ordenadores, salas de protección contra incendios y monitoreo de alarmas contra incendios con requisitos antiestáticos, así como una gran cantidad de instrumentos y equipos electrónicos de precisión que son susceptibles a las ondas electromagnéticas interferencias, también es importante considerar el diseño y la construcción de edificios inteligentes. Considere los requisitos de conexión a tierra antiestática y de blindaje.
Sistema de 1,2tn-c-s. El sistema TN-C-S consta de dos sistemas de puesta a tierra. La primera parte es el sistema TN-C y la segunda parte es el sistema TN-S. La interfaz se encuentra en el punto de conexión entre la línea N y la línea PE. Este sistema se utiliza normalmente cuando el suministro de energía del edificio proviene de una subestación regional. El sistema TN-C se utiliza antes de entrar a la casa y se realiza una conexión a tierra repetida en la entrada. Después de ingresar a la casa, se convierte en el sistema TN-S. El sistema Tn-c ha sido analizado previamente. La característica del sistema TN-S es que al entrar a la casa, el cable neutro N y el cable de tierra de protección PE no se pueden conectar eléctricamente después de estar conectados a tierra juntos. En este sistema, el cable neutro N siempre está cargado y el cable de tierra de protección PE no tiene energía. Cuando el sistema funciona normalmente, las carcasas del equipo y los componentes metálicos conectados por el cable PE nunca estarán electrificados, por lo que el sistema de puesta a tierra TN-S mejora significativamente la seguridad de las personas y las cosas. Al mismo tiempo, siempre que tomemos los cables de conexión a tierra, cada cable salga del cuerpo de conexión a tierra y seleccione el valor correcto de resistencia de conexión a tierra, para que el equipo electrónico pueda obtener un punto de referencia equipotencial, se puede utilizar el sistema TN-C-S. como sistema de puesta a tierra para edificios inteligentes.
2 Protección eléctrica
2.1 Puesta a tierra de trabajo de CA: La puesta a tierra de trabajo se refiere principalmente a la puesta a tierra del punto neutro o línea neutra (línea N) del transformador.
El cable n debe estar aislado con un núcleo de cobre. Hay terminales equipotenciales auxiliares en la distribución de energía y los terminales equipotenciales generalmente se encuentran dentro del gabinete. Hay que tener en cuenta que los terminales no pueden quedar expuestos; no pueden mezclarse con otros sistemas de puesta a tierra, como puesta a tierra de CC, puesta a tierra de blindaje, puesta a tierra antiestática, etc. No se puede conectar con cable PE. En sistemas de alto voltaje, la conexión a tierra del punto neutro puede permitir que la protección del relé de conexión a tierra funcione con precisión y elimine la sobretensión de la conexión a tierra del arco monofásico. La conexión a tierra del punto neutro puede evitar la desviación del voltaje de secuencia cero y mantener el equilibrio básico del voltaje trifásico. Es muy significativo para sistemas de bajo voltaje y puede facilitar el uso de una fuente de alimentación monofásica.
2.2 Puesta a tierra de protección de seguridad: La puesta a tierra de protección de seguridad consiste en realizar una conexión metálica entre la parte metálica no energizada del equipo eléctrico y el cuerpo de tierra. Es decir, los equipos eléctricos del edificio y algunos componentes metálicos cerca del equipo están conectados con cables de PE, pero está estrictamente prohibido utilizar cables N para conectar cables de PE.
En los edificios modernos, hay muchos dispositivos que requieren protección de seguridad y conexión a tierra, como equipos de alto voltaje, equipos de corriente débil y algunos equipos y componentes conductores no cargados, para los cuales se requieren medidas de protección de seguridad y conexión a tierra. debe ser tomado. Cuando se daña el aislamiento de un equipo eléctrico que no está conectado a tierra de manera segura, su gabinete puede quedar energizado. Si el cuerpo humano entra en contacto con la carcasa de este equipo eléctrico, se pueden producir lesiones eléctricas o lesiones potencialmente mortales. Sabemos que en un circuito paralelo, el valor de la corriente que fluye por cada rama es inversamente proporcional a la resistencia, es decir, cuanto menor es la resistencia de tierra, menor es la corriente que fluye por el cuerpo humano. Generalmente, la resistencia del cuerpo humano es cientos de veces mayor que la resistencia del suelo, y la corriente que fluye a través del cuerpo humano también es cientos de veces menor que la corriente que fluye a través del suelo. Cuando la resistencia de tierra es extremadamente pequeña, la corriente que fluye a través del cuerpo humano es casi nula. De hecho, dado que la resistencia a tierra es muy pequeña y la caída de voltaje causada por la corriente de cortocircuito a tierra es muy pequeña, el voltaje entre la carcasa del equipo y la tierra no es alto. Cuando una persona se para en el suelo y toca la carcasa del dispositivo, el voltaje que soporta el cuerpo humano es muy bajo y no hay peligro. Instalar dispositivos de protección a tierra y reducir su resistencia a tierra no solo es una medida eficaz para garantizar el funcionamiento seguro y eficaz de los sistemas eléctricos en edificios inteligentes, sino también un medio necesario para garantizar la seguridad de los equipos y el personal en edificios no inteligentes.
2.3 Puesta a tierra de blindaje y puesta a tierra antiestática: En los edificios modernos, el blindaje y su correcta puesta a tierra son los mejores métodos de protección contra las interferencias electromagnéticas. Se pueden utilizar cables de PE para conectar la carcasa del equipo; la conexión a tierra del conductor requiere que ambos extremos del tubo blindado estén conectados de manera confiable al cable de PE; el blindaje interior también debe estar conectado de manera confiable al cable de PE en múltiples puntos. La interferencia antiestática también es importante. En una habitación limpia y seca, se genera una gran cantidad de electricidad estática cuando la gente camina y los dispositivos móviles se rozan entre sí. Por ejemplo, en un ambiente con una humedad relativa de 10 a 20, una persona puede acumular 35.000 voltios de voltaje electrostático al caminar. Si no hay una buena conexión a tierra, no sólo interferirá con los equipos electrónicos, sino que incluso dañará el chip del equipo. La puesta a tierra en la que objetos estáticos u objetos que puedan generar electricidad estática (no aislantes) forman un circuito con la tierra a través de un conductor electrostático se llama puesta a tierra antiestática. La conexión a tierra antiestática requiere que todos los gabinetes de los equipos y las instalaciones interiores (incluida la tierra) estén conectados de manera confiable a cables de PE en múltiples puntos en un ambiente limpio y seco. Cuanto menor sea la resistencia de puesta a tierra del dispositivo de puesta a tierra en edificios inteligentes, mejor. La resistencia de puesta a tierra de la protección contra rayos independiente debe ser ≤10ω. La resistencia de puesta a tierra de protección de seguridad independiente debe ser ≤4ω; la resistencia de puesta a tierra de trabajo de CA independiente debe ser ≤4ω; la resistencia de puesta a tierra de trabajo de CC independiente debe ser ≤4ω; el requisito general de resistencia de puesta a tierra antiestática es ≤100ω.
2.4 Puesta a tierra CC: En un edificio inteligente, hay una gran cantidad de ordenadores, equipos de comunicación y equipos de automatización de edificios con ordenadores. En estos dispositivos electrónicos existen una serie de procesos como ingresar información, transmitir información, convertir energía, amplificar señales, acciones lógicas y emitir información. , todo se realiza rápidamente a través de micropotenciales o microcorrientes, y los dispositivos suelen funcionar a través de Internet. Entonces, para que sea preciso y estable, además de una fuente de alimentación estable, también se necesita un potencial de referencia estable. Se pueden utilizar cables con núcleo de cobre aislados de sección grande como cables conductores, con un extremo conectado directamente al potencial de referencia y el otro extremo utilizado para la conexión a tierra de CC de equipos electrónicos. Este cable no debe conectarse al cable PE y está prohibido conectarlo al cable N.
2.5 Protección contra rayos y puesta a tierra: Existe una gran cantidad de equipos electrónicos y sistemas de cableado en edificios inteligentes, como sistemas de automatización de comunicaciones, alarmas contra incendios y sistemas de control de enlaces contra incendios, sistemas de automatización de edificios, sistemas de monitoreo de seguridad, sistemas ofimáticos, sistemas CCTV y sus correspondientes sistemas de cableado. Estos equipos electrónicos y sistemas de cableado generalmente tienen niveles de voltaje bajos, altos requisitos antiinterferencias y temen ser alcanzados por un rayo.
Ya sea un ataque directo, una serie de ataques o un contraataque, los equipos electrónicos resultarán dañados o seriamente interferidos en diversos grados. Por lo tanto, toda la puesta a tierra funcional de los edificios inteligentes debe basarse en un sistema de puesta a tierra de protección contra rayos, y se debe establecer una estructura de protección contra rayos estricta y completa.
Los edificios inteligentes pertenecen en su mayoría a cargas de Clase I y deben diseñarse de acuerdo con las medidas de protección de los edificios de protección contra rayos de Clase I. El pararrayos adopta un pararrayos combinado con tira de pasadores y la tira de protección contra rayos utiliza acero plano galvanizado de 25×4 (mm) para formar una rejilla de ≤10×10 (m) en el techo. La red está conectada eléctricamente a los componentes metálicos del techo y a las barras de acero de los capiteles del edificio, y los conductores de bajada utilizan las barras de acero de los capiteles. Esto no solo puede prevenir eficazmente daños por rayos a los equipos del edificio, sino también prevenir interferencias electromagnéticas externas.