劉新惠

摘要：結(jié)合實際工作中遇到的因接地引起的儀表控制系統(tǒng)故障，通過仔細(xì)分析故障原因并經(jīng)實踐表明：在儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)分別設(shè)置了儀表信號回路接地匯流排和屏蔽接地匯流排，將其與兩者合并為1個工作接地匯流排相比較，儀表控制系統(tǒng)獲得的基準(zhǔn)參考零電位更加穩(wěn)定，更加有利于儀表控制系統(tǒng)抑制外界電磁干擾，可使儀表控制系統(tǒng)長期、穩(wěn)定地運行。

關(guān)鍵詞：儀表控制系統(tǒng)；等電位接地網(wǎng)；工作接地；屏蔽接地

我國化工廠由多套化工生產(chǎn)裝置及公用工程裝置組成，各生產(chǎn)裝置之間通過各種物料相互聯(lián)系?；どa(chǎn)裝置基本都配置了儀表控制系統(tǒng)，如用于過程控制和生產(chǎn)操作的分散控制系統(tǒng)，用于生產(chǎn)裝置安全聯(lián)鎖保護的安全儀表系統(tǒng)，用于生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測的可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測系統(tǒng)，部分生產(chǎn)裝置還配備了壓縮機控制系統(tǒng)，有些成套設(shè)備采用專用的可編程序控制器等。儀表控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定可保障各生產(chǎn)裝置的正常運行，正確的接地是儀表控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提條件之一。

1化工廠等電位接地網(wǎng)的設(shè)置及接地系統(tǒng)

現(xiàn)代大型聯(lián)合化工廠不再設(shè)置獨立的儀表控制系統(tǒng)接地裝置，而是與全廠低壓電氣設(shè)備共用全廠等電位接地網(wǎng)。例如某煤化工廠的各生產(chǎn)裝置及各建構(gòu)筑物的接地系統(tǒng)連接成1個整體的等電位接地網(wǎng)，等電位接地網(wǎng)的直埋接地干線采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼，安裝必要數(shù)量的接地極，在需要接地的建筑物內(nèi)設(shè)置等電位連接板，現(xiàn)場儀表機柜間的等電位接地網(wǎng)。接地系統(tǒng)由接地連接和接地裝置兩部分構(gòu)成。1）接地連接。包括：接地線，接地匯流排、接地分干線、接地匯總板、接地干線2）接地裝置。包括：總接地板、接地總干線、接地極。對于大型聯(lián)合化工廠來說，可以將全廠等電位接地網(wǎng)當(dāng)作接地裝置。一般來說，儀表控制系統(tǒng)的接地連接由儀表專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計、施工；接地裝置由電氣專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計、施工。儀表控制系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)不大于4Ω，儀表控制系統(tǒng)的接地連接電阻應(yīng)不大于1Ω。

2保護性接地

2.1保護接地

儀表控制系統(tǒng)的保護接地也稱為安全接地，儀表控制系統(tǒng)的外露導(dǎo)電部分，正常時是不帶電的，在出現(xiàn)故障、損壞，特別是交流電源系統(tǒng)出現(xiàn)異常、絕緣損壞時，就有可能造成交流電源內(nèi)部帶危險電壓的部分與儀表控制系統(tǒng)的機柜、機架的外殼等金屬部件短路，使儀表控制系統(tǒng)的外露部分帶電，若沒有良好的保護接地，這些帶電體和大地之間會有很高的電位差，如果人不小心接觸到這些帶電體，這些帶電體會通過人的身體與大地形成帶電回路，危險電流會流過人的身體，產(chǎn)生傷害。因此，必須將儀表控制系統(tǒng)的外殼、機架的外殼等外露的金屬部分通過保護接地消除危險電壓，以保證儀表控制系統(tǒng)設(shè)備和人身安全。

2.2防靜電接地

儀表控制系統(tǒng)的故障很大程度上是由靜電造成的，盡管各儀表控制系統(tǒng)廠家不斷地改進產(chǎn)品防靜電的性能，但是為了防范靜電影響，儀表機柜間、工程師室等應(yīng)用場所還是需要考慮防靜電接地。這些應(yīng)用場所一般采用防靜電地板，該類地板采用特殊粉末壓制而成，對靜電而言，防靜電地板是導(dǎo)體，防靜電地板敷設(shè)在相互連接的金屬網(wǎng)格支架上，并用接地分

干線與保護接地匯總板相連接，將靜電荷引入大地，防止由于靜電荷積累對人體和儀表控制系統(tǒng)設(shè)備造成的危害。

2.3防雷接地

在雷暴日高發(fā)地區(qū)應(yīng)考慮儀表回路的防雷措施，為了防止雷電對儀表控制系統(tǒng)的輸入、輸出和電源等器件造成的損壞所設(shè)置的接地，稱之為防雷接地。當(dāng)儀表控制系統(tǒng)的線路進入到機柜間內(nèi)，需要采取措施將雷擊電流泄放入地，需要設(shè)置防雷接地。

3功能性接地

3.1儀表信號回路接地

儀表控制系統(tǒng)包含有系統(tǒng)柜、安全柵柜、繼電器柜等多種機柜，即便是只有1個機柜，在這個機柜內(nèi)也會含有CPU卡、電源卡、通信卡及各種I/O卡件等?？刂葡到y(tǒng)的信號接地需要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)參考電位，通常是以直流電源的負(fù)極為參考電位，信號分配以此為參考點，即控制系統(tǒng)的AI，AO，DI，DO信號的公共端要與本系統(tǒng)直流電源的負(fù)端連接，即儀表信號回路接地。

3.2屏蔽接地

屏蔽是用金屬屏蔽體把電場或磁場等外界干擾阻止在受干擾物之外，在實際應(yīng)用中，通常儀表信號電纜采用帶有屏蔽層的屏蔽電纜，依據(jù)儀表信號源的類型將儀表信號電纜屏蔽層合理的接地，可以抑制外界電磁場對儀表信號電纜線芯的干擾，可使儀表信號電纜準(zhǔn)確地傳遞儀表信號。

3.4本安接地

安全柵是本質(zhì)安全關(guān)聯(lián)設(shè)備，當(dāng)采用齊納安全柵時，為實現(xiàn)本質(zhì)安全功能，必須將安裝齊納安全柵的接地點與直流電源的公共端相連接，對于采用安裝導(dǎo)軌做接地點的產(chǎn)品，應(yīng)將齊納安全柵的導(dǎo)軌與直流電源的公共端一起進行可靠的接地連接。

4儀表控制系統(tǒng)接地方法探討

4.1由于化工廠采用全廠等電位接地網(wǎng)，即儀表控制系統(tǒng)的安全保護接地、儀表信號回路接地、儀表信號電纜的屏蔽接地及防雷接地等，最終都連接到全廠等電位接地網(wǎng)，故建議在安裝儀表控制系統(tǒng)的控制站的現(xiàn)場儀表機柜間內(nèi)分別設(shè)置保護接地匯總板、儀表信號回路接地匯總板、儀表信號電纜屏蔽接地匯總板和在儀表信號電纜.的出入口附近設(shè)置防雷接地匯總板，各接地匯總板分別通過接地干線與全廠電氣等電位接地網(wǎng)相連接。各接地干線應(yīng)盡量短，即各接地匯總板與全廠等電位接地網(wǎng)的連接電阻盡可能小，有利于儀表控制系統(tǒng)的各種接地。

4.2為防止儀表信號電纜屏蔽接地對儀表信號回路接地造成影響，建議在每個儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)分別設(shè)置保護接地匯流排、儀表信號回路接地匯流排和屏蔽接地匯流排，即將在儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)設(shè)置的工作接地匯流排拆分為儀表信號回路接地匯流排和儀表信號電纜屏蔽接地匯流排，各接地匯流排在儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)相互絕緣，分別通過各自的接地分干線與各自的接地匯總板相連接。

4.3由于儀表信號回路接地的主要目的是為儀表控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的基準(zhǔn)參考零電位，建議在同1個儀表機柜間內(nèi)的同1個儀表控制系統(tǒng)的各個機柜內(nèi)的儀表信號回路接地匯流排，利用接地分干線相互連接在一起，至少選擇其中2個儀表信號回路接地匯流排作為本儀表控制系統(tǒng)儀表信號回路主接地母排，主接地母排通過接地分干線與儀表信號回路接地匯總板相連接。

4.4由于儀表控制系統(tǒng)的儀表信號回路接地、本安接地、電涌防護器接地都與本機柜內(nèi)的直流電源的負(fù)端連接在一起，建議儀表信號回路接地、本安接地、電涌防護器接地與各自儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)的儀表信號回路接地匯流排相連接，通過儀表信號回路接地分干線與儀表信號回路接地匯總板相連接。

5結(jié)束語

儀表控制系統(tǒng)接地種類繁多，為保證儀表控制系統(tǒng)設(shè)備及人身安全設(shè)置了保護接地；為防止外界的電磁場對儀表信號的影響設(shè)置了儀表信號電纜屏蔽接地；為儀表控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的基準(zhǔn)參考零電位設(shè)置了儀表信號回路接地；為防止雷電干擾，在儀表信號電纜出入口附近設(shè)置防雷接地；為防止產(chǎn)生靜電將防靜電地板金屬支架與保護接地匯總板相連接。儀表控制系統(tǒng)各種接地的作用不同，不能簡單地將儀表控制系統(tǒng)機柜內(nèi)接地匯流排和接地匯總板看作同1個等電位接地點，接地連接方式應(yīng)根據(jù)具體情況做適當(dāng)調(diào)整，在實際工作中要考慮各種接地線的連接電阻，各種接地在連接到各自的接地匯總板前不得混接，避免接地系統(tǒng)混亂引起的相互干擾。正確的接地是儀表控制系統(tǒng)能夠長期、穩(wěn)定地運行的前提條件之一。

參考文獻

[1]程亮，柳曉林.化工廠儀表系統(tǒng)防雷及優(yōu)化[J].廣東化工，2016，43（08）：163-164.

[2]王艷梅，侯立剛，杜文軍.DCS系統(tǒng)接地的探討[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2009（02）：83-85+88.

（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）