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技術(shù)文章
自動化儀表為什么要接地及范圍分類和方法
閱讀次數(shù)：907 發(fā)布時間：2019/10/11 9:48:02
從工程設(shè)計的角度出發(fā)，按保護接地、工作接地（儀表信號回路接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、屏蔽接地）、防靜電接地和防雷接地等分類進行規(guī)定。在接地方法上參照了國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范，規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)接地與電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地合一，儀表及控制系統(tǒng)的保護接地、儀表信號回路接地，屏蔽接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、防靜電接地和防雷接地共用接地裝置。
下面來分析下各種自動化儀表接地分類和方法
自動化儀表接地分類
1、保護接地
儀表及控制系統(tǒng)的保護接地與電氣專業(yè)的保護接地的定義和概念是相同的，所以有關(guān)規(guī)定應(yīng)當是統(tǒng)一的，應(yīng)當按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行設(shè)計。
通常需要做接地的自控設(shè)備如：儀表盤、儀表柜、儀表箱、DCS/PLC/EDS的機柜和操作站、儀表供電設(shè)備、電纜橋架、穿線管、接線盒及鎧裝電纜的鎧裝層，以及控制室內(nèi)的防靜電地板。
一般來講，使用DC24V為電源的現(xiàn)場儀表、變送器等無特殊要求的可不作保護接地。
保護接地的方法
現(xiàn)場儀表橋架、穿線管應(yīng)每隔30m用接地線與已接地的金屬構(gòu)件相連。特別要指出的是，現(xiàn)場接地絕不能利用儲存、輸送可燃性介質(zhì)的金屬設(shè)備、管道以及與之相連的金屬構(gòu)件進行接地。
控制室的儀表自控設(shè)備、機柜、儀表盤等應(yīng)單獨設(shè)置保護接地匯流排。其接地體可與電力系統(tǒng)的接地體共用。
儀表保護接地連接線標識顏色為綠色。
2、工作接地
儀表及控制系統(tǒng)工作接地不適用于儀表及控制系統(tǒng)內(nèi)部的電路板的接地。正確的接地是消除干擾的重要措施。儀表信號分隔離信號與非隔離信號，接地的方式和原則不一樣。
2.1信號回路接地
在非隔離的信號系統(tǒng)中，應(yīng)建立一個統(tǒng)一的信號參考點。即進行信號回路接地。通常為直流電源的負極接地。使用非隔離的信號系統(tǒng)是在設(shè)計中一般的首選方法。在運行時，系統(tǒng)受到干擾的情況極其少見。
在隔離的信號系統(tǒng)中，隔離信號可不接地。這里指的隔離是每一個輸入/輸出信號與其他輸入輸出信號的電路是絕緣的。做到電源獨立、相互隔離、參考點浮空。在回路較多的系統(tǒng)，不要輕易使用這種方法。
接地線顏色標識為黃/綠線。
2.2屏蔽接地
電纜的屏蔽層、排擾線應(yīng)作屏蔽接地。
在強雷擊區(qū)，室外架空不帶屏蔽的普通多芯電纜，備用芯應(yīng)屏蔽接地。主要是為了避免雷電在信號線路感應(yīng)出高電壓。
現(xiàn)場接線箱內(nèi)，端子兩側(cè)的電纜屏蔽線應(yīng)在箱內(nèi)進行跨接。
同一信號回路，同一屏蔽層應(yīng)該單點接地。
一般屏蔽接地應(yīng)在控制室一側(cè)接地。
接地線顏色標識為黃/綠線。
2.3本質(zhì)安全接地
本質(zhì)安全系統(tǒng)接地通常討論的是齊納式安全柵接地。從電氣接線上，齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)接地與儀表信號回路接地是分不開的。但本安系統(tǒng)接地的工作原理和作用與儀表工作接地不同，類似于設(shè)備保護接地。
齊納安全柵的匯流排必須與直流電源公共端相連（主要是保證當電源故障時能夠?qū)ξｋU場所進行保護）。其匯流排或?qū)к壸鞅景步拥亍?/p>
在控制內(nèi)應(yīng)設(shè)置本安接地匯流排。
接地線顏色標識為蘭/綠線。
2.4防雷接地儀表供電系統(tǒng)的防雷保護及接地連接由電氣專業(yè)按有關(guān)規(guī)定實施，所以僅規(guī)定了儀表防雷接地的內(nèi)容。
自動化儀表接地方法
1、保護接地
儀表及控制系統(tǒng)的保護接地屬于低壓配電系統(tǒng)接地，所以應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行，并應(yīng)接入電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地網(wǎng)，即等電位共用接地網(wǎng)。
根據(jù)國家標準GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，“等電位連接（Equipotential bonding）”的定義為：將分開的設(shè)備、諸導(dǎo)電物體用導(dǎo)體或電涌保護器連接起來以使各設(shè)備、物體之間的電位相等。
2、工作接地
信號及屏蔽接地匯流排、本安接地匯流排通過各自的接地線接至工作接地匯流排。
九十年代以來，一些相關(guān)規(guī)定都明確指出，當電氣專業(yè)把建筑物、裝置的金屬支撐、鋼結(jié)構(gòu)、金屬管道、屋頂架構(gòu)等全部接地后，儀表工作接地可與電氣專業(yè)合用接地裝置。這樣可減小雷擊傷害，降低干擾。當電氣專業(yè)未作這種接地連接時，儀表工作接地應(yīng)采用單獨接地體接地。接地體應(yīng)與電氣接地體不小于5m的距離。接地電阻應(yīng)不大于4歐姆。
雖然工作接地和保護接地最終是連接在一起的，但這兩類接地應(yīng)分別連接匯總，不應(yīng)混接。
為使安全柵能在交流電源故障時實現(xiàn)對危險場所的保護功能，安全柵接地又必須與交流供電的中線相連。這就決定了安全柵接地最終應(yīng)是電氣系統(tǒng)接地。安全柵接地匯流排與交流供電的中線起始點相連的最簡單可靠的方法是用導(dǎo)線連接。
3、防靜電接地
靜電放電的特點是高電壓、小電流、時間短。抑制或消除靜電放電應(yīng)采取多種措施，除盡量避免產(chǎn)生靜電外，及時泄放靜電是有效手段之一。儀表及控制系統(tǒng)的防靜電接地比較簡單，靜電導(dǎo)體對地的泄放電阻通常是104～106Ω數(shù)量級的，所以，很多相應(yīng)的規(guī)范、資料規(guī)定用于防靜電接地的電阻為100Ω。并且，防靜電接地應(yīng)與其它接地系統(tǒng)共用接地裝置。
4、防雷接地
儀表及控制系統(tǒng)防雷接地僅是儀表及控制系統(tǒng)防雷工程的一個組成部分，僅對儀表及控制系統(tǒng)防雷接地作出一般規(guī)定。
國家標準GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》提供了很好的依據(jù)和參考，規(guī)定了防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。
接地系統(tǒng)術(shù)語
接地極或地體：埋入地中直接與大地接觸并與大地形成電氣連接的金屬導(dǎo)體，稱為接地極或地體。
接地總干線：用來連接接地極與總接地板的導(dǎo)體，稱為接地總干線（電氣專業(yè)稱為接地總線）。
總接地板：為了方便連接工作接地匯總板、保護接地匯總板等和接地總干線而設(shè)置的金屬板，稱為總接地板（電氣專業(yè)稱為總接地端子、接地母排）。
保護接地匯總板：為便于連接保護接地干線等而設(shè)置的金屬板，稱為保護接地匯總板。
工作接地匯總板：為便于連接工作接地干線而設(shè)置的金屬板，稱為工作接地匯總板。
接地干線：用于連接多個同類接地匯流排、各需接地的設(shè)備與接地匯總板的導(dǎo)線，稱為接地干線。接地干線也用于連接總接地板與工作接地匯總板或保護接地匯總板。
接地連接方法
儀表及控制系統(tǒng)的接地連接采用分類匯總，最終連接的方式。根據(jù)具體應(yīng)用情況，保護接地匯總板和總接地板可以分別設(shè)置，也可以合用。
接地電阻
儀表及控制系統(tǒng)的接地電阻為電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地裝置的接地電阻，應(yīng)根據(jù)電氣專業(yè)有關(guān)標準規(guī)范確定，一般情況，不應(yīng)大于4Ω。
接地裝置的接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對地電壓與通過接地極流入地中電流的比值。按通過接地極的工頻交流電流計算出的電阻稱為主頻接地電阻。
GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了防雷接地的接地電阻為沖擊接地電阻，規(guī)定的典型值為不大于10Ω。根據(jù)GB50057規(guī)定：防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用。
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