重慶龍正衡器有限公司淺談關(guān)于地磅稱(chēng)重系統(tǒng)接地的作用、分類(lèi)、及常用的接地方法等問(wèn)題進(jìn)行討論、分析和說(shuō)明，強(qiáng)調(diào)了儀表系統(tǒng)接地的重要性，指出了儀表系統(tǒng)接地施工中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。 

1.前言

近年來(lái)，儀表系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向迅猛發(fā)展，石油化工裝置對(duì)儀表設(shè)備的運(yùn)行要求也就越來(lái)越高，而儀表設(shè)備普遍存在絕緣強(qiáng)度低、過(guò)電壓和過(guò)電流耐受能力差、對(duì)電磁干擾敏感等弱點(diǎn)，一旦儀表設(shè)備受到強(qiáng)電干擾,就會(huì)威脅儀表設(shè)備的正常 工作和安全運(yùn)行，輕則使儀表設(shè)備工作失靈,重則使儀表設(shè)備永 久性損壞,嚴(yán)重時(shí)還可能造成人員傷亡、生產(chǎn)事故。為了使上述危害減少到最小程度、生產(chǎn)裝置正常安全運(yùn)行，儀表系統(tǒng)接地就顯得格外重要，這也是設(shè)計(jì)、施工中一個(gè)需要引起足夠重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，儀表系統(tǒng)接地的正確與否對(duì)整個(gè)儀表控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。為此，有必要對(duì)這一問(wèn)題做一探討。 

2.地磅儀表系統(tǒng)接地

儀表系統(tǒng)接地按用途和作用不同，可分為保護(hù)接地和工作接地。對(duì)于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng),還要求有本安地。 

2. 1保護(hù)接地

是指保證儀表、電氣設(shè)備及人身安全所需接地，包括保護(hù)接地、防雷接地和防靜電接地。對(duì)儀表系統(tǒng)而言，保護(hù)接地就是將正常不帶電的儀表外殼、儀表盤(pán)等金屬部分與接地體有良好的金屬連接，以保證人身和設(shè)備安全。例如：如果意外事故使儀表盤(pán)帶電，儀表盤(pán)未作良好接地則對(duì)地電壓就接近相電壓U (220v)若此時(shí)人身觸及儀表盤(pán)則人體接觸電壓為U, = [R,/ (R。 + R〕] * U,R。為電源中性點(diǎn)接地電阻值，一般為幾個(gè)歐姆。R, 為人體電阻值一般情況下可高達(dá)1. 5 ~7Kft,不管怎樣R,總之遠(yuǎn)大于R。，所以U, -U。,通過(guò)人體的電流為I, =U,/R, -U/R,, 此時(shí)電流可達(dá)100mA能使人致命。然而,如果保護(hù)接地良好,就 可以避免觸電事故，當(dāng)出現(xiàn)某意外事故時(shí),就必然出現(xiàn)較大接地電流,保護(hù)接地能大大降低人身承受的接地電壓，因此不會(huì)產(chǎn)生設(shè)備損壞及電擊致命的嚴(yán)重后果。同樣現(xiàn)場(chǎng)儀表橋架、穿線(xiàn)管應(yīng)每隔30m與已接地的金屬構(gòu)件相連。一般來(lái)講，使用DC24V 為電源的現(xiàn)場(chǎng)儀表、變送器等無(wú)特殊要求的可不作保護(hù)接地?？刂剖业膬x表自控設(shè)備、機(jī)柜、儀表盤(pán)等應(yīng)單獨(dú)設(shè)置保護(hù)接地匯流排。接至廠(chǎng)區(qū)電氣專(zhuān)業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于4Ω。 

2.2工作接地

指為保證儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行所需接地，包括信號(hào)回路接地、屏蔽接地、邏輯接地和本安儀表接地。 

2.2.1信號(hào)回路接地

信號(hào)回路接地一般有兩種情況，一種是儀表設(shè)備本身結(jié)構(gòu)形成的事實(shí)上的信號(hào)回路接地。例如：為減少測(cè)量滯后而采取熱電偶與金屬套焊接在一起的接地型熱電偶等。另一種是為了達(dá)到抑制干擾信號(hào)的目的所要求的接地，在保證單點(diǎn)接地情況下，共摸干擾就可得到有效被抑制。為抑制干擾而使信號(hào)回路接地就是直流電源負(fù)端接地（信號(hào)公共端接地）。

2.2.2屏蔽接地

屏蔽層要起到屏蔽作用就必須接地，為此如果儀表系統(tǒng)中儀表及信號(hào)線(xiàn)要求接地應(yīng)注意將儀表上屏蔽接線(xiàn)端子、信號(hào)線(xiàn)屏蔽層及未作保護(hù)接地但仍要起靜電屏蔽作用的導(dǎo)線(xiàn)管、匯線(xiàn)槽，儀表外殼正確可靠接地。

2. 2. 3 邏輯地

也叫機(jī)器邏輯地、主機(jī)電源地，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地，也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負(fù)5伏、正負(fù)12伏的負(fù)端。需要接入公共接地極。 

2. 2. 4 本安地

應(yīng)獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，接地電阻在4Ω。本安地的接地系統(tǒng)應(yīng)保持獨(dú)立，與廠(chǎng)區(qū)電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應(yīng)在5m以上。 

本安儀表系統(tǒng)接地除了具有抑制干擾的意義外，同時(shí)也是保證儀表系統(tǒng)本質(zhì)安全防爆的措施之抑制作用如前所述，在此重點(diǎn)介紹防爆作用，本安系統(tǒng)主要是借助安全柵將進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全限額以?xún)?nèi)。對(duì)隔離型安全保持器就是在整個(gè)儀表回路中采用隔離變壓器把危險(xiǎn)側(cè)信號(hào)和安全側(cè)進(jìn)行有效的電流隔離,對(duì)非隔離型，則采用齊納二極管反向擊穿特性而進(jìn)行安全保護(hù).,而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)側(cè)接地與控制室一側(cè)安全柵端子的等電位需采取專(zhuān)門(mén)措施予以保證。目前有兩種通用方法，一種是限制接地電阻辦法，另一種是等電位導(dǎo)線(xiàn)連接辦法。所謂限制接地電阻辦法就是要求接地系統(tǒng)保持獨(dú)立，并且接地電阻矣 4Ω。目前多數(shù)就是采用這種方法。所謂等電位連接法就是將現(xiàn)場(chǎng)接地線(xiàn)直流電源負(fù)端以及儀表系統(tǒng)接地端都?jí)航拥椒弦蟮谋Ｗo(hù)接地干線(xiàn)上。以保證本安儀表系統(tǒng)所有接地的電位平衡。

信號(hào)回路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能有一個(gè)以上接地點(diǎn)，如果出現(xiàn)多個(gè)接地點(diǎn)就難免產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生共模信號(hào)干擾電流造成對(duì)儀表信號(hào)的干擾。但究竟在現(xiàn)場(chǎng)還是控制室接地，宜根據(jù)控制系統(tǒng)儀表類(lèi)型和線(xiàn)路組成來(lái)定。對(duì)于控制系統(tǒng)而言一般采用控制室一側(cè)接地對(duì)于信號(hào)線(xiàn)屏蔽層接地也只能由一個(gè)接地點(diǎn)，且應(yīng)與信號(hào)回路在同一測(cè)接地，其作用是為了消除屏蔽層和信號(hào)線(xiàn)間的分布電容所形成的阻抗不高的回路,避免由此引起的 共摸干擾。 

3.接地系統(tǒng)的做法及接地體的設(shè)置

在國(guó)內(nèi)石油化工裝置中，我們接觸較多的儀表系統(tǒng)的接地主要有兩種措施：浮地、多點(diǎn)接地。

浮地是指儀表的工作地與建筑物的接地系統(tǒng)保持絕緣，這樣建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干擾就不能傳導(dǎo)到儀表系統(tǒng)中，地電位的變化對(duì)儀表系統(tǒng)也無(wú)影響。其缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響，而使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對(duì)模擬電路的感應(yīng)干擾；由于該電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接，易產(chǎn)生靜電積累而導(dǎo)致靜電放電，可能造成靜電擊穿或強(qiáng)烈的干擾。因此，浮地的效果不僅取決于浮地的絕緣電阻的大小，而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號(hào)的頻率。

多點(diǎn)接地是指儀表、控制系統(tǒng)等設(shè)備的工作接地與保護(hù)接地分開(kāi)，這種接地方式的突出優(yōu)點(diǎn)是可以就近接地，接地線(xiàn)的寄生電感小。但是如果較強(qiáng)的雷電波通過(guò)保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng)，電子電路同樣會(huì)因承受高壓而損壞。

由于石油化工裝置在多雷電地區(qū)防雷要求越來(lái)越高，以上兩種接地方式都不能滿(mǎn)足防雷的需要，因此，可以考慮將保護(hù)地與工作地相連接,并且接入防雷接地系統(tǒng)，問(wèn)題就可以解決了。

接地體的設(shè)置應(yīng)參照《全國(guó)通用電氣安全標(biāo)準(zhǔn)圖、接地裝置安裝》,也應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)具體情況選用。要求保護(hù)接地和工作接地必須獨(dú)立設(shè)置，但保護(hù)接地是否能同電力系統(tǒng)接地相連接視情況而定。下列情況應(yīng)單獨(dú)設(shè)設(shè)置儀表接地體：

（1）土壤電阻率較高，接地電阻達(dá)不到規(guī)定要求的場(chǎng)所。

（2）周?chē)h(huán)境有較嚴(yán)重電磁干擾的場(chǎng)所。

（3）所采用的儀表對(duì)噪聲敏感。

（4）所有儀表遠(yuǎn)離電力系統(tǒng)接地網(wǎng)。

地磅稱(chēng)重顯示器系統(tǒng)保護(hù)接地電阻值宜為4歐姆，最高不超過(guò)10歐姆，而 土壤電阻率較高難以實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)值時(shí)可以適當(dāng)提高（或加降阻劑）。一般要求如下：

（1）工作接地電阻應(yīng)在1 ~4歐姆。

（2）當(dāng)設(shè)置防雷系統(tǒng)時(shí)接地電阻應(yīng)小于1歐姆。

（3）DCS, PLC等控制系統(tǒng)接地應(yīng)小于4歐姆。

（4）接地板間距離應(yīng)大于5米。 

4.儀表系統(tǒng)接地連接線(xiàn)要求

保護(hù)接地線(xiàn)分支線(xiàn)應(yīng)宜采用多股銅芯電纜或電線(xiàn)。單體儀表的接地線(xiàn)截面積為2. 5mm2,機(jī)柜間的接地干線(xiàn)截面積為 4mm2 ~ 16mm2,連接總接地板的接地干線(xiàn)截面積為10mm2 ~ 25mm2。連接室外接地裝置的導(dǎo)體應(yīng)采用帶絕緣的熱鍍鋅扁鋼 (或銅材），也可以采用截面積為16mm2 ~50mm2多股銅芯電纜。

埋地接地干線(xiàn)卡采用有效截面積的扁鋼或銅包圓鋼焊接， 接頭采用搭接。扁鋼搭接為寬度2倍，圓鋼為直徑6倍,接地匯流排應(yīng)采用銅排,并用絕緣支架隔離。

5.儀表系統(tǒng)接地安裝應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）接地電纜壓接時(shí),應(yīng)當(dāng)保證壓接可靠;若采用焊接時(shí),焊接處應(yīng)采取防腐蝕措施。

（2）電纜屏蔽線(xiàn)接地時(shí),許多施工單位為了保證接線(xiàn)外觀(guān)美 觀(guān)，常常將屏蔽線(xiàn)從電纜頭處剪斷，然后壓接專(zhuān)用接地線(xiàn)。本人 認(rèn)為，這樣做雖然美觀(guān)，但同時(shí)也帶來(lái)了隱患。如果壓接不牢， 就會(huì)形成屏蔽線(xiàn)兩端浮空的情況，從而產(chǎn)生干擾信號(hào)。將屏蔽線(xiàn)絕緣,直接接到相應(yīng)的匯流條還是比較穩(wěn)妥的做法。

（3）當(dāng)儀表信號(hào)電纜采用鎧裝電纜時(shí),鎧裝層兩端應(yīng)進(jìn)行保 護(hù)接地。GB50093也對(duì)此做了明確的規(guī)定。

（4）當(dāng)控制室、機(jī)柜室內(nèi)的接地干線(xiàn)采用扁鋼時(shí)，應(yīng)絕緣到接地裝置連接點(diǎn)。GB50093中10.2. 17條也做了規(guī)定。這也是新增的條款。一般可以采用熱縮套管絕緣。當(dāng)然最好是在圖紙審查階段就提出采用接地電纜的設(shè)計(jì)變更要求。

（5）控制室、機(jī)柜室內(nèi)接地線(xiàn)、電纜較多，儀表工作地和保護(hù)地的支線(xiàn)最好用黃色和綠色加以區(qū)分。

（6）必須按規(guī)定進(jìn)行接地系統(tǒng)的電阻測(cè)試，以保證接地能滿(mǎn)足控制系統(tǒng)制造商的要求。測(cè)試時(shí)，應(yīng)通知監(jiān)理到現(xiàn)場(chǎng)。如果達(dá)不到系統(tǒng)要求，必須及時(shí)聯(lián)系設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的降阻措施。 

6.結(jié)語(yǔ)

儀表系統(tǒng)接地關(guān)系到整個(gè)儀表系統(tǒng)運(yùn)行，而儀表又是生產(chǎn)裝置的大腦和眼睛，因此儀表系統(tǒng)接地十分重要，施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求施工?！?/span>

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