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自动化仪表接地知识与规范

更新时间:2017年06月19日 所属类别:知识百科 阅读量:

一、接地应用范围

从工程设计的角度出发,按保护接地、工作接地(仪表信号回路接地、本质安全系统接地、屏蔽接地)、防静电接地和防雷接地等分类进行规定。在接地方法上参照了国内外相关规范,规定了仪表及控制系统接地与电气专业的低压配电系统接地合一,仪表及控制系统的保护接地、仪表信号回路接地,屏蔽接地、本质安全系统接地、防静电接地和防雷接地共用接地装置。

仪表接地规范图

二、接地分类

1、保护接地

仪表及控制系统的保护接地与电气专业的保护接地的定义和概念是相同的,所以有关规定应当是统一的,应当按电气专业的有关标准规范和方法进行设计。

通常需要做接地的自控设备如:仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC/EDS的机柜和操作站、仪表供电设备、电缆桥架、穿线管、接线盒及铠装电缆的铠装层,以及控制室内的防静电地板。

一般来讲,使用DC24V为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。

保护接地的方法

现场仪表桥架、穿线管应每隔30m用接地线与已接地的金属构件相连。特别要指出的是,现场接地绝不能利用储存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相连的金属构件进行接地。

控制室的仪表自控设备、机柜、仪表盘等应单独设置保护接地汇流排。其接地体可与电力系统的接地体共用。

仪表保护接地连接线标识颜色为绿色。

2、工作接地

仪表及控制系统工作接地不适用于仪表及控制系统内部的电路板的接地。正确的接地是消除干扰的重要措施。仪表信号分隔离信号与非隔离信号,接地的方式和原则不一样。

2.1信号回路接地

在非隔离的信号系统中,应建立一个统一的信号参考点。即进行信号回路接地。通常为直流电源的负极接地。使用非隔离的信号系统是在设计中一般的首选方法。在运行时,系统受到干扰的情况极其少见。

在隔离的信号系统中,隔离信号可不接地。这里指的隔离是每一个输入/输出信号与其他输入输出信号的电路是绝缘的。做到电源独立、相互隔离、参考点浮空。在回路较多的系统,不要轻易使用这种方法。

接地线颜色标识为黄/绿线。

2.2屏蔽接地

电缆的屏蔽层、排扰线应作屏蔽接地。

在强雷击区,室外架空不带屏蔽的普通多芯电缆,备用芯应屏蔽接地。主要是为了避免雷电在信号线路感应出高电压。

现场接线箱内,端子两侧的电缆屏蔽线应在箱内进行跨接。

同一信号回路,同一屏蔽层应该单点接地。

一般屏蔽接地应在控制室一侧接地。

接地线颜色标识为黄/绿线。

2.3本质安全接地

本质安全系统接地通常讨论的是齐纳式安全栅接地。从电气接线上,齐纳式安全栅的本质安全系统接地与仪表信号回路接地是分不开的。但本安系统接地的工作原理和作用与仪表工作接地不同,类似于设备保护接地。

齐纳安全栅的汇流排必须与直流电源公共端相连(主要是保证当电源故障时能够对危险场所进行保护)。其汇流排或导轨作本安接地。

在控制内应设置本安接地汇流排。

接地线颜色标识为兰/绿线。

2.4防雷接地仪表供电系统的防雷保护及接地连接由电气专业按有关规定实施,所以仅规定了仪表防雷接地的内容。

自动化仪表接地知识图

三、接地方法

1、保护接地

仪表及控制系统的保护接地属于低压配电系统接地,所以应按电气专业的有关标准规范和方法进行,并应接入电气专业的低压配电系统接地网,即等电位共用接地网。

根据国家标准GB50057《建筑物防雷设计规范》,“等电位连接(Equipotential bonding)”的定义为:将分开的设备、诸导电物体用导体或电涌保护器连接起来以使各设备、物体之间的电位相等。

2、工作接地

信号及屏蔽接地汇流排、本安接地汇流排通过各自的接地线接至工作接地汇流排。

九十年代以来,一些相关规定都明确指出,当电气专业把建筑物、装置的金属支撑、钢结构、金属管道、屋顶架构等全部接地后,仪表工作接地可与电气专业合用接地装置。这样可减小雷击伤害,降低干扰。当电气专业未作这种接地连接时,仪表工作接地应采用单独接地体接地。接地体应与电气接地体不小于5m的距离。接地电阻应不大于4欧姆。

虽然工作接地和保护接地最终是连接在一起的,但这两类接地应分别连接汇总,不应混接。

为使安全栅能在交流电源故障时实现对危险场所的保护功能,安全栅接地又必须与交流供电的中线相连。这就决定了安全栅接地最终应是电气系统接地。安全栅接地汇流排与交流供电的中线起始点相连的最简单可靠的方法是用导线连接。

3、防静电接地

静电放电的特点是高电压、小电流、时间短。抑制或消除静电放电应采取多种措施,除尽量避免产生静电外,及时泄放静电是有效手段之一。仪表及控制系统的防静电接地比较简单,静电导体对地的泄放电阻通常是104~106Ω数量级的,所以,很多相应的规范、资料规定用于防静电接地的电阻为100Ω。并且,防静电接地应与其它接地系统共用接地装置。

4、防雷接地

仪表及控制系统防雷接地仅是仪表及控制系统防雷工程的一个组成部分,仅对仪表及控制系统防雷接地作出一般规定。

国家标准GB50057《建筑物防雷设计规范》提供了很好的依据和参考,规定了防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入。

四、接地系统术语

接地极或地体:埋入地中直接与大地接触并与大地形成电气连接的金属导体,称为接地极或地体。

接地总干线:用来连接接地极与总接地板的导体,称为接地总干线(电气专业称为接地总线)。

总接地板:为了方便连接工作接地汇总板、保护接地汇总板等和接地总干线而设置的金属板,称为总接地板(电气专业称为总接地端子、接地母排)。

保护接地汇总板:为便于连接保护接地干线等而设置的金属板,称为保护接地汇总板。

工作接地汇总板:为便于连接工作接地干线而设置的金属板,称为工作接地汇总板。

接地干线:用于连接多个同类接地汇流排、各需接地的设备与接地汇总板的导线,称为接地干线。接地干线也用于连接总接地板与工作接地汇总板或保护接地汇总板。

五、接地连接方法

仪表及控制系统的接地连接采用分类汇总,最终连接的方式。根据具体应用情况,保护接地汇总板和总接地板可以分别设置,也可以合用。

六、接地电阻

仪表及控制系统的接地电阻为电气专业的低压配电系统接地装置的接地电阻,应根据电气专业有关标准规范确定,一般情况,不应大于4Ω。

接地装置的接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极的工频交流电流计算出的电阻称为主频接地电阻。

GB50057《建筑物防雷设计规范》规定了防雷接地的接地电阻为冲击接地电阻,规定的典型值为不大于10Ω。根据GB50057规定:防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用。

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