曹月仙

（中信重工工程技術(shù)有限公司， 河南 洛陽 471000）

0 引言

自動化儀表、控制設(shè)備在水泥廠的安全、穩(wěn)定運行成為企業(yè)不可忽視的問題，而接地系統(tǒng)可靠程度直接關(guān)系到這些設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性。因此，加強對水泥廠接地系統(tǒng)的認識，分析接地系統(tǒng)與信號干擾的原因，從設(shè)計階段入手，從源頭做好接地系統(tǒng)的優(yōu)化，對提高電氣接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。

1 水泥廠接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式

從水泥工業(yè)應(yīng)用角度來看，接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有三種方式：一是單獨接地、二是聯(lián)合接地、三是等電位聯(lián)結(jié)。目前水泥廠的接地系統(tǒng)這三種接地方式都存在，但在新建項目中，根據(jù)規(guī)范要求普遍應(yīng)用等電位聯(lián)結(jié)方式。

單獨接地指對需接地的系統(tǒng)分別建立獨立接地網(wǎng)，且各接地網(wǎng)之間保持足夠的電氣距離，如將水泥廠的某建筑物內(nèi)的防雷接地、電氣系統(tǒng)接地、保護接地設(shè)置為一個電氣接地系統(tǒng)，共用一套接地裝置，而將自動化控制系統(tǒng)（DCS分散控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)）單獨設(shè)置一個接地系統(tǒng)，兩個接地系統(tǒng)不互聯(lián)；聯(lián)合接地指把所需接地的各系統(tǒng)連接到一個接地網(wǎng)上，使其成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)，并一點接地。如將自動化控制系統(tǒng)內(nèi)的接地和電氣系統(tǒng)接地連接在一起，形成“聯(lián)合接地”并一點接地；等電位聯(lián)結(jié)是以等電位觀點為主體思想的多點連接，即把建筑物內(nèi)、附近的所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、自來水管、煤氣管及其它金屬管道、機器基礎(chǔ)金屬物及其它大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)的零線、建筑物的接地線統(tǒng)一用電氣連接的方法連接起來（焊接或者可靠的導(dǎo)電連接）使整座建筑物成為一個良好的等電位體。

2 接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式與信號干擾

隨著水泥工業(yè)自動化水平的不斷提高，大量的弱電子設(shè)備應(yīng)用在水泥廠的電氣、控制和儀表系統(tǒng)中，如果各系統(tǒng)使用單獨接地系統(tǒng)，設(shè)置單獨接地網(wǎng)，并按照各子系統(tǒng)中最低的接地電阻值來確定接地網(wǎng)的接地電阻，接地網(wǎng)的耗材及施工投資比較大，且各接地網(wǎng)之間要保持足夠的電氣距離，以減少耦合干擾，如 DCS控制系統(tǒng)單獨接地時，其接地體和電氣接地網(wǎng)的電氣距離必須大于10米，和防雷接地網(wǎng)的電氣距離必須大于 20米，而這一點有時候在施工中不容易做到，造成DCS系統(tǒng)的信號干擾。

由于單獨接地的上述缺點，聯(lián)合接地被應(yīng)用，聯(lián)合接地即一點接地，使各系統(tǒng)共用一個共同“地”，聯(lián)合接地使建筑物的接地系統(tǒng)組成一個籠式均壓體，對于直擊雷，建筑物內(nèi)同一層各點電位比較均勻；對于感應(yīng)雷，籠式均壓體和建筑物的框架式結(jié)構(gòu)對外來電磁干擾也具有屏蔽效果；同時聯(lián)合接地方式接地電阻非常小，不存在各種接地體之間的耦合影響，有利于減少干擾；而且可以節(jié)省金屬材料，占地少。

從2000年開始我國在各類標(biāo)準(zhǔn)中提出等電位聯(lián)結(jié)。實施等電位聯(lián)結(jié)后，當(dāng)雷擊建筑物時，雷電傳輸沿垂直的接地引下線成梯度，垂直相鄰層金屬構(gòu)架節(jié)點上的電位差可能達到上千伏量級，危險極大，但等電位聯(lián)結(jié)將本層柱內(nèi)主筋、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、電氣裝置、電信裝置等連接起來，形成一個等電位連接，可防止直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，避免火災(zāi)、爆炸、生命危險和設(shè)備損壞。等電位聯(lián)結(jié)還可以將靜電電荷收集并傳送到接地網(wǎng)，從而消除和防止靜電危害。同時等電位聯(lián)結(jié)使電氣設(shè)備外殼與樓板墻壁電位相等，可以極大地避免電擊的傷害。

3 等電位聯(lián)結(jié)實例

在柬埔寨某水泥廠的接地系統(tǒng)設(shè)計中，各建筑內(nèi)的設(shè)備接地都按照IEC標(biāo)準(zhǔn)采用等電位聯(lián)結(jié)，等電位聯(lián)結(jié)施工圖如圖1。

圖1 接地系統(tǒng)圖

完整的接地系統(tǒng)在施工中一般有兩個階段，分別由兩個施工隊伍完成，第一階段由土建施工隊伍完成，如基礎(chǔ)內(nèi)的接地線，混凝土柱當(dāng)中的防雷引下線，預(yù)埋接地板及設(shè)置人工接地極等，這一部分屬隱蔽工程；第二階段由設(shè)備安裝隊伍來完成，完成設(shè)備與接地線的聯(lián)結(jié)。

電氣設(shè)計人員在收到各專業(yè)提供的建筑物功能及設(shè)備布置資料后，對照規(guī)范要求確定建筑物防雷等級，如建筑物高度大于15米，就必須要求設(shè)計防雷接地。最終設(shè)計出在土建施工中需要完成的接地線、防雷接地引下線及預(yù)留接地板等。接地線是利用建筑樁基承臺基礎(chǔ)、水平基礎(chǔ)梁內(nèi)不少于2根直徑為12mm的鋼筋焊接聯(lián)通組成自然接地體，沒有基礎(chǔ)地梁的地方采用40X4鍍鋅扁鋼替代連接，形成閉合電氣通路。防雷引下線是利用混凝土柱內(nèi)對角4根直徑12mm以上的主筋與自然接地體可靠焊接，直徑達不到要求的增加鋼筋根數(shù)。預(yù)埋接地板是根據(jù)建筑物內(nèi)設(shè)備的不同，布置區(qū)域的不同，就近設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)預(yù)埋板。

在設(shè)備安裝階段，安裝單位將參考如圖1所示的接地系統(tǒng)圖，按照設(shè)備類型，采用不同的接地線，將各種設(shè)備分別與等電位聯(lián)結(jié)板連接，再將等電位聯(lián)結(jié)板與預(yù)埋的室內(nèi)接地板連接，最終完成整個等電位連接系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

接地系統(tǒng)在概念上和技術(shù)上，隨著科技的發(fā)展發(fā)生了很大變化，其中最重要的轉(zhuǎn)變是：以前是以接地電阻值為基準(zhǔn)判斷接地系統(tǒng)合格與否，而現(xiàn)在則側(cè)重于接地結(jié)構(gòu)兼顧接地電阻值，特別是從單獨接地到等電位聯(lián)結(jié)方式的轉(zhuǎn)變。認識接地結(jié)構(gòu)方式的轉(zhuǎn)變，理解等電位聯(lián)結(jié)的重要性，對于今后的接地系統(tǒng)設(shè)計及施工具有重大的指導(dǎo)意義。

[1]于健. 水泥廠電氣接地系統(tǒng)及其施工和接地電阻的測量分析[J]. 四川水泥,2017(7):9-9.

[2]何家成. 大型水泥廠中壓供配電系統(tǒng)中性點接地探討[J]. 山東工業(yè)技術(shù),2017(6):178-178.

[3]史國君. 論水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地和防雷[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015(33).

[4]郭慶軍. 水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)分析[J]. 科技展望,2014(19).