1、仪表及控制系统接地技术分析摘要：随着电子仪表，特别是电动智能仪表和集散控制系统级可编程控制器的广泛使用，仪表及控制系统的接地已成为仪表工程设计的一个相当重要的组成部分。本文主要对仪表及控制系统接地技术进行了分析探讨。 关键词：仪表；控制系统；接地分类；接地方法 中图分类号：P634.3+6 文献标识码：A 引言 如今，由于计算机技术的日益成熟，自动化控制已经成为工业生产不可缺少的一部分。合理准确的接地是保证集散控制系统运行安全可靠，系统网络通信畅通的重要前提。正确的接地既能抑制外来干扰，又能减小设备对外界的干扰影响。而错误的接地反而会引入干扰，严重时甚至会导致集散控制系统无法正常工作。因此接地
2、问题不仅在系统设计时要周密考虑，在工程安装投运时也必须以最合理的方式加以实现。 一、仪表系统接地分类 1、保护接地 保护接地（也称为安全接地）是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。(1)凡控制系统的机柜、操作台、仪表柜、配电柜、继电器柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分，由于各种原因（如绝缘破坏等）而有可能带危险电压者，均应作保护接地。(2)低于36V 供电的现场仪表，可不做保护接地，但有可能与高于 36V 电压设备接触的除外。(3)当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表，与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时，可不做保护接地。 2、工作接地 仪表及控制系统工作接
3、地包括：仪表信号回路接地和屏蔽接地。(1)隔离信号可以不接地，这里的“隔离”是指每一输入信号的电路与其它输入信号的电路是绝缘的、对地是绝缘的，其电源是独立的、相互隔离的。(2)非隔离信号通常是以直流电源负极为参考点，并接地。信号分配均以此为参考点。(3)仪表工作接地的原则为单点接地，信号回路中应避免产生接地回路，如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地，则应采用隔离器将两点接地隔离开。 3、本安系统接地 主要有：(1)采用隔离式安全栅的本质安全系统，不需要专门接地。(2)采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。(3)齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。 4、
4、防静电接地 主要有：(1)安装 DCS、PLC、SIS 等设备的控制室，应考虑防静电接地。这些室内的导静电地面、活动地板、工作台等都应进行防静电接地。(2)已经做了保护接地和工作接地的仪表 和设备，不必再另做防静电接地。 5、防雷接地 主要有：(1)当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后，需要设置防雷接地连接的场合，应实施防雷接地连接。(2)仪表及控制系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用，但不得与独立避雷装置共用接地装置。 二、接地形式和接地原则 系统接地形式主要分为等电位接地和单独接地。接地原则为单点接地，即通过唯一的接地基准点 ERP 组合到接地系统中去。第一，系统推荐采用等电位单
5、点接地方式进行接地。这要求工艺装置周围存在等电位接地网。第二，在无法满足等电位接地的情况下，允许系统工作接地进行一点单独接地，同时将系统保护接地接到电气地。在系统地和保护地无法分离的情况下，可以将系统保护接地和工作接地进行一点单独接地。三、仪表系统接地的连接方法及注意事项 1、接地连接方法 当采用等电位接地时，要求将建筑物的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的 PE 母排、接闪器引下线形成等电位联结，控制系统保护接地和工作接地应分类汇总到该总接地板，实现等电位联结，与电气装置合用接地装置并与大地连接。但控制系统在接地网上的接入点应和防雷地、大电流或高电压设备的接入点保持不小于 5m
6、 的距离。当采用单独接地时，此时应保证接地电阻小于 4，且单独接地体与其他电气专业接地体应相距 5m 以上，和独立和防直击雷接地体须相距 20m 以上。具体的一点接地的形式根据可现场条件，在以下几种情况下选择。(1)在一般的条件下，推荐采用 4 根 2m 长的 5050 的角钢，呈边长为 5m 的正方形打入地下 70cm 以上，再用镀锌扁铁焊接起来，用16mm2 的导线引到控制室接地铜排的方式，基本上都能满足接地电阻小于 4 欧姆的要求，特殊的地理情况下，需采用降阻剂来降低接地电阻。(2)对于没有条件单独打地桩的情况下，可以采用电气地作为系统的接地，此时工作接到和保护接地都连接到电气地，但要注
7、意选取接入点时应尽可能远离大电机的接入点，同时与避雷地的接入点间的距离也应大于 20m。(3)系统的操作台、外配柜等低压电气柜应视为保护接地，接地线统一连到一保护接地接地铜条。若外配柜中安装有安全栅，安全栅接地应视为工作接地，接地线连接到工作接地接地铜条。然后根据具体情况连接到接地体。(4)对于两个控制站之间或控制站与操作台之间的距离较远的情况下，可以采取分别接地的原则进行接地。(5)若远程机笼与主控机笼之间采用了电气隔离装置或光电隔离装置，则远程机笼可以就地进行接地。(6)UPS 的接地一般应选择厂方的电气地。 2、接地的注意事项 仪表系统接地有许多关键点需要把握和控制，否则，引起仪表系统的
8、信号干扰、系统死机、电气来的感应电压等故障。故障会对装置的安全运行造成影响，同时给维护人员查找故障源设置较大困难，在线运行时也很难有效解决该故障源。案例 1：仪表工作接地的原则是单元点接地，信号回路中应避免产生接地回路。如果发生现场电缆屏蔽保护层破损接地，极易将现场复杂的干扰源引入室内的控制系统，如信号莫名其妙地跳动、跑极限值等。案例 2：从电气来的机泵信号，如果信号电缆不是屏蔽的或者 220VAC 控制信号线与触点信号线混在一起，极易引起强电干扰，造成烧坏卡件。 四、接地系统接线和接地电阻 采用的方法：(1)接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘或电缆。(2)接地系统的各接地汇流排可采用截面为
9、 25mm6mm 的铜条制作。(3)接地系统的各接地汇总板应采用铜板制作，厚度不小于 6mm，长、宽尺寸按需要确定。(4)机柜内的保护接地汇流排应与机柜进行可靠的电气连接。(5)工作接地汇流排、工作接地汇总板应采用绝缘支架固定。(6)接地系统的各种连接应牢固、可靠，并应保证良好的导电性。接地线、接地干线、接地总干线与接地汇流排、接地汇总板的连接应采用铜接线片和镀锌钢质螺栓，并应用防松件，或采用焊接。(7)各类接地连线中，严禁接入开关或熔断器。(8)接地线的截面可根据连接仪表的数量和接地线的长度按下列数值选用，接地线：1mm22.5mm2；接地干线：4mm216mm2；接地总接线板的接地干线：1
10、0mm225mm2；接地总干线：16mm250mm2；雷电浪涌保护器接地线：2.5mm24mm2。(9)电浪涌保护器接地线应尽可能短，并且避免弯曲敷设；(10)地系统的标识颜色为绿色或绿、黄两色。(11)仪表或设备的接地端子到接地极之间的导线与连接点的电阻总和，称为接地连接电阻。(12)接地极对地电阻与接地连接电阻之和称为接地电阻。(13)仪表及控制系统的接地电阻为工频接地电阻，不应大于 4。(14)仪表及控制系统的接地连接电阻不应大于 1。 结束语 仪表系统的接地和供电方案都离不开仪表专业和电气专业的协调和沟通。由于受到专业投资成本限制，在追求系统的稳定和安全可靠，就需增加投资成本。同时，强电在设计施工时，往往忽略对仪表信号的干扰考虑，埋伏一些隐患。因此，专业之间必要的沟通，是解决问题的关键，同时设备维护和管理部门，严把设计和施工的关口，是仪表系统安全长周期运行的基础。 参考文献 1顾学东.低压电子设备的接地J.金属制品.2004(02) 2许成春.仪表接地方法探析J.今日科苑.2008(02) 3叶向东,挥春.SH/T308/-2003 石油化工仪表接地设计规范M.北京:中国石化出版社,2004.
