儀表及控制系統(tǒng)接地

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1、儀表及控制系統(tǒng)接地葉向東　　摘要：結(jié)合儀表及控制系統(tǒng)接地的工作原理，根據(jù)有關(guān)規(guī)范，討論了接地工程的設(shè)計(jì)方法和一些實(shí)際問題。　　關(guān)鍵詞：儀表及控制系統(tǒng)；接地；接地連接；接地規(guī)范　　儀表及控制系統(tǒng)接地不是一個(gè)新的論題，很多問題早有結(jié)論，也有正確的設(shè)計(jì)方法。但在部分工程技術(shù)人員中，仍存在一些模糊概念和疑慮。接地的作用、接地的分類很多文獻(xiàn)都討論過，由不同的方法可以有不同的分類，都有道理，本文不再討論。本文主要討論接地設(shè)計(jì)怎么做，為什么。　　儀表及控制系統(tǒng)接地的目的主要有兩個(gè)：一是為人身安全和電氣設(shè)備的運(yùn)行，包括保護(hù)接地、本安接地、防靜

2、電接地和防雷接地等；二是為信號(hào)傳輸和抗干擾的工作接地。但二者又是相關(guān)的，不能截然分開?！　￡P(guān)于儀表系統(tǒng)接地，我國目前還沒有制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。但電氣專業(yè)關(guān)于保護(hù)接地、防雷接地的國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，是可以參照?qǐng)?zhí)行的?！　EC和ISA等國際組織的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了很好的參考，特別是信息技術(shù)裝置功能接地和保護(hù)接地通過等電位連接以及合用接地的規(guī)定，為設(shè)計(jì)人員提供了權(quán)威的、明確的工程設(shè)計(jì)依據(jù)。1　保護(hù)接地　　保護(hù)接地是為人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地(也稱為安全接地)，儀表專業(yè)的保護(hù)接地與電氣專業(yè)的保護(hù)接地一樣，屬于低壓配電系統(tǒng)接地

3、，因此，應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和方法進(jìn)行。例如：GBJ65-83《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》等?！　?duì)于低壓配電系統(tǒng)接地，電氣專業(yè)有一系列比較完善的設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)、施工及驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)接地系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有較完整的理論、實(shí)驗(yàn)和方法，絕不是某個(gè)接地電阻值就可以概括的?！　x表專業(yè)用電一般來自不間斷電源UPS或電氣專業(yè)的建筑物配電，大體可分為控制室用電和現(xiàn)場儀表用電?？刂剖矣秒娨话悴捎肨N-S系統(tǒng)(整個(gè)系統(tǒng)中的保護(hù)線和中線是分開的)［1］。現(xiàn)場儀表用電一般采用TT系統(tǒng)(分散接地)?！　「鶕?jù)等電位連接原則，儀表用

4、電的保護(hù)接地應(yīng)當(dāng)是電氣接地系統(tǒng)。不但建筑物內(nèi)實(shí)施等電位連接，石油化工裝置一般還采用全裝置等電位連接?！　〗拥毓こ虘?yīng)當(dāng)按電氣專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和方法來設(shè)計(jì)。有的設(shè)計(jì)將UPS供電的儀表系統(tǒng)的保護(hù)接地分離出來單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng)，這是不適宜的。多數(shù)UPS的兩路供電中的一路是不經(jīng)過變壓器隔離而直接切換輸出的，這就不可能具備單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng)的條件。另外，建筑物內(nèi)的其他配電系統(tǒng)(如照明配電、維修配電等)是電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)，并不是UPS出來的儀表電源。這樣，在同一建筑物內(nèi)有兩個(gè)接地系統(tǒng)，而且不能避免發(fā)生被同時(shí)接觸的事件，這就違反了電氣專業(yè)規(guī)范

5、中“能同時(shí)觸及的外露導(dǎo)電部分應(yīng)接至同一接地系統(tǒng)”的配電系統(tǒng)接地規(guī)定。既無法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接地系統(tǒng)的完全隔離，同時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的等電位連接，形成不安全因素。2　儀表工作接地　　儀表及控制系統(tǒng)工作接地的目的是抗干擾，對(duì)此問題很多文獻(xiàn)都論述得很清楚，從理論、實(shí)踐及方法上都是正確的、可行的。本文不再重復(fù)。儀表及控制系統(tǒng)工作接地從工程上可分為屏蔽接地、儀表信號(hào)接地等。2.1　屏蔽接地　　儀表屏蔽接地分兩種。一種是電纜保護(hù)管、電纜槽等接地。這類接地應(yīng)與裝置電氣接地網(wǎng)相連，屬于等電位連接。另一種為信號(hào)屏蔽電纜接地，應(yīng)根據(jù)信號(hào)源和接收儀表的不

6、同情況采用不同接法。例如：常用的變送器內(nèi)部電路多數(shù)是不接地的，因此信號(hào)屏蔽電纜一般在控制室一側(cè)接地。信號(hào)屏蔽電纜接地應(yīng)為單點(diǎn)接地?！　钠帘蔚淖饔每煞譃椋弘妶銎帘?、磁場屏蔽、電磁場屏蔽等，以便解決干擾問題。電場屏蔽即靜電屏蔽，解決分布電容產(chǎn)生的干擾問題，采用高電導(dǎo)率的材料，應(yīng)當(dāng)接地。磁場屏蔽采用高磁導(dǎo)率的材料，要求磁路閉合，頻率低時(shí)可不接地。電磁場屏蔽防各類電磁波輻射干擾，采用低阻材料，屏蔽體可接地也可不接地。2.2　儀表信號(hào)接地　　儀表信號(hào)接地分隔離信號(hào)與非隔離信號(hào)。隔離信號(hào)一般可以不接地。這里的隔離應(yīng)當(dāng)是每一輸入信號(hào)(或輸

7、出信號(hào))的電路與其他輸入信號(hào)(或輸出信號(hào))的電路是絕緣的，對(duì)地是絕緣的，其電源是獨(dú)立的相互隔離的?！　》歉綦x信號(hào)通常以24VDC電源負(fù)極為參考點(diǎn)并接地。信號(hào)分配均以此為參考點(diǎn)。這種電路的共模抑制電壓通常都很小，接地是消除此類干擾的主要措施。接地工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避免設(shè)備工作時(shí)在地線上產(chǎn)生電壓降，而對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾?！　〔煌盗械某Ｒ?guī)儀表有不同的接地連接規(guī)定。這是因?yàn)槌Ｒ?guī)儀表的二次儀表之間的信號(hào)傳輸比較復(fù)雜。例如：關(guān)于I系列儀表信號(hào)接地，在《I系列電子式儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南》中有詳細(xì)的敘述?！　x表信號(hào)公共點(diǎn)接地、分散型控制系統(tǒng)(DC

8、S)和可編程序控制器(PLC)的非隔離輸入的接地等，均應(yīng)從連接端子排或匯流條接到接地匯總板上。這實(shí)質(zhì)上也是一種等電位連接。EK系列儀表是典型的公共接地儀表。儀表非隔離信號(hào)接地，雖然最終是與電氣接地相連的，但不應(yīng)直接與電氣接地混接。儀表工作接地的連線應(yīng)當(dāng)采用多股銅芯絕緣電線，在