1、 儀表供電與接地系統(tǒng)儀表供電與接地系統(tǒng)孫志芬孫志芬儀表供電儀表供電一、一、PLC控制系統(tǒng)供電環(huán)境的設(shè)計(jì)與配置 由大型的多處理器組成的PLC控制系統(tǒng)，應(yīng)采用專路供電，即以100 kV或110 kV高壓變電站，經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)移為220V AC，由一條專線供電。對于用電要求極高的現(xiàn)場，100 kV高壓變電站應(yīng)有停電備用專線。在此條件下，為PLC供電的回路一般為220V AC、50 Hz的普通市電。因此對電網(wǎng)要求頻率波動(dòng)不能太大。不要在供電網(wǎng)路上有其它大用電量客戶反復(fù)用電，造成很大的電網(wǎng)沖擊。目前PLC要小于5的電壓波動(dòng)較好。由于電網(wǎng)電壓瞬間變化較難監(jiān)測，這些干擾在同一供電回路傳播是十分難于克服的。為提高

2、整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，在PLC控制系統(tǒng)供電回路一般采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、UPS電源、晶體管開關(guān)電源等。 1、采用隔離變壓器、采用隔離變壓器 隔離變壓器的初級和次級之間采用隔離屏蔽層，屏蔽層要良好接地次級的連接線要使用雙絞線（雙絞線能減少電源線間干擾），隔離變壓器的初級繞組和次級繞組應(yīng)分別加屏蔽層，初級的屏蔽層接交流電網(wǎng)的零線；次級的屏蔽層和初、次級間屏蔽層接至直流地端。2、采用交流穩(wěn)壓電源、采用交流穩(wěn)壓電源 交流穩(wěn)壓電源是為了抑制電網(wǎng)中電壓的波動(dòng)，在隔離變壓器后配交流穩(wěn)壓電源。在選交流穩(wěn)壓器時(shí)，一般可按實(shí)際最大需求容量的130計(jì)算。這樣可以保證穩(wěn)壓特性，又有助于穩(wěn)壓器工作可靠。3

3、、采用、采用UPS電源電源 在一些實(shí)時(shí)控制中，系統(tǒng)突然斷電的后果不堪設(shè)想，應(yīng)設(shè)法在系統(tǒng)中使用UPS電源。由于UPS電源容量有限，一般僅把它供電范圍保證在PLC主機(jī)、通信模板、遠(yuǎn)程IO站的各個(gè)機(jī)架和PLC系統(tǒng)相關(guān)的外部設(shè)備上。 4、采用晶體管開關(guān)電源、采用晶體管開關(guān)電源 開關(guān)電源在市電網(wǎng)或其它外部電源電壓波動(dòng)很大時(shí)，對其輸出電壓不會(huì)造成很大影響，因而抗干擾能力強(qiáng)。目前許多PLC公司的產(chǎn)品中，電源模板采用了晶體管開關(guān)電源，所以整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不必要再配晶體管開關(guān)電源。但是在許多情況下，PLC外部執(zhí)行電源采用24V電平等級時(shí)，選配晶體管開關(guān)電源是一個(gè)好方法。二、二、PLC的的I/O模板二次電源供電模板

4、二次電源供電 I/O模板的二次供電是指為系統(tǒng)中的現(xiàn)場開關(guān)、傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、各種用電負(fù)載為連入I/O模板的現(xiàn)場部分的供電。 1、采用24VDC電源 24VDC電源是PLC中常用的標(biāo)準(zhǔn)方式。它是一種安全的二次供電方式，對于防爆、防火、防塵等條件惡劣的現(xiàn)場，選用這一電壓等級，在電能傳輸和狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，連接點(diǎn)或動(dòng)作觸點(diǎn)不易引起電火花和產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾。為給這種模板供電，較好的辦法是在220 V AC電源回路中設(shè)計(jì)與配置一個(gè)容量充足的220VAC/24VDC穩(wěn)壓電源。 2、采用24VAC電源 24VAC在工業(yè)中也是常用的一個(gè)電平等級。這樣的模板供電非常簡單，由220VAC/24VAC變壓器就能滿足供電需求。

5、在現(xiàn)場設(shè)備比較分散，傳輸距離較遠(yuǎn)，采用24VAC模板比用24VDC的模板在現(xiàn)場設(shè)計(jì)上可以省去許多麻煩。例如交流24 V電源使用導(dǎo)線、電阻值、信號耗壓等技術(shù)指標(biāo)，一般較容易做到。大量使用24V電平直流信號比交流信號抗干擾能力低一些。現(xiàn)場電纜敷設(shè)也比較容易一些。但在有些防爆環(huán)境不允許使用交流電，有些傳感儀表常用直流電源。 防雷與接地防雷與接地一、防雷一、防雷1 防雷基礎(chǔ)1.1 雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。雷電對人參、設(shè)備設(shè)施的主要方式有：雷擊、雷電感應(yīng)、雷擊電磁脈沖。防雷主要采取以下措施：傳導(dǎo)、搭接、接地、分流、屏蔽、躲避。1.2 雷電會(huì)導(dǎo)致多種不同形式的危害，

6、沒有任何一種辦法可以全面防止雷電的危害。1.3 直擊雷：是帶電云層（雷云）與建筑物構(gòu)架、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用，危害建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人。直擊雷的電壓峰值通?？蛇_(dá)幾萬伏甚至幾百萬伏，電流峰值可達(dá)幾十kA乃至幾百kA，其之所以破壞性很強(qiáng)，主要原因是雷云所蘊(yùn)藏的能量在極短的時(shí)間（其持續(xù)時(shí)間通常只有幾s到幾百s）就釋放出來，瞬間功率巨大的。1.4防御直擊雷：通常都是充分利用建筑物的基礎(chǔ)樁、梁柱等結(jié)構(gòu)鋼筋作為引下線和接地裝置，采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或金屬物件作為接閃器，將雷電流接收下來，并通過作引下

7、線的金屬導(dǎo)體導(dǎo)引至埋于大地起散流作用的接地裝置再泄散入地。1.5 雷電感應(yīng)：指當(dāng)雷云來臨時(shí)地面上的一切物體，尤其是導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，都聚集起大量的雷電極性相反的束縛電荷，在雷云對地或?qū)α硪焕自崎W擊放電后，云中的電荷就變成了自由電荷，從而產(chǎn)生出很高的靜電電壓（感應(yīng)電壓），其過電壓幅值可達(dá)到幾萬到幾十萬伏，這種過電壓往往會(huì)造成附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線、接地不良的金屬物導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花，從而引起火災(zāi)、爆炸、危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成的危害。另外，在雷電閃擊時(shí)，由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附近就形成了一個(gè)很強(qiáng)的感應(yīng)電磁場，對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成

8、干擾、破壞，又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生大量的熱而引起火災(zāi)。感應(yīng)雷雖然沒有直接雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。阻止感應(yīng)雷的有效手段是屏蔽，將建筑物屋頂、墻體中的鋼筋以及金屬門窗、引入建筑物、構(gòu)筑物的金屬管道等通通連起來，達(dá)到一定的網(wǎng)格距就可以防御雷電感應(yīng)。 1.6 雷電浪涌：當(dāng)線路遭受直擊雷或產(chǎn)生雷電感應(yīng)，高電位便會(huì)沿著導(dǎo)線電源線以及信號侵入變電站或建筑物內(nèi)，這種雷電波侵入也會(huì)對電氣設(shè)備造成危害或使建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備放電，引起破壞作用。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化

9、，從而造成設(shè)備耐壓、耐過電流的水平下降，對雷電(包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信號來源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。浪涌電壓可以從電源線或信號線等途徑竄人電腦設(shè)備。信號系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應(yīng)雷擊、電磁干擾、無線電干擾和靜電干擾。防雷擊電磁脈沖：線路進(jìn)入建筑物處與接地裝置連接、裝設(shè)浪涌保護(hù)器。 2 避雷針及保護(hù)范圍2.1 避雷針：避雷針的作用實(shí)質(zhì)上是主動(dòng)引雷入地，防止被保護(hù)物遭雷擊。避雷針（又稱接閃器）尖端引入雷雨云上的電荷，引下線將電荷引到接地體上，接地體將電荷快速釋放到大地中。避雷針由接受器、接地引下線和接地體（接地極）三部分串聯(lián)組成。避雷針的接受

10、器是指避雷針頂端部分的金屬針頭。接受器的位置都高于被保護(hù)的物體。接地引下線是避雷針的中間部分，是用來連接雷電接受器和接地體的。接地引下線的截面積不但應(yīng)根據(jù)雷電流通過時(shí)的發(fā)熱情況計(jì)算，使其不會(huì)因過熱而熔化，而且還要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。接地體是整個(gè)避雷針的最底下部分。它的作用不僅是安全地把雷電流由此導(dǎo)入地中，而且還要進(jìn)一步使雷電流在流入大地時(shí)均勻地分散開去。當(dāng)單支或雙支避雷針不足以保護(hù)全部設(shè)備或建筑物時(shí)，可裝三支或更多支形成更大范圍的聯(lián)合保護(hù)。需要注意的是，雷電時(shí)期內(nèi)，在避雷針接地裝置附近，由于跨步電壓甚高，人員接近時(shí)有觸電的危險(xiǎn)，一般在避雷針接地裝置附近約10米的范圍內(nèi)是比較危險(xiǎn)的。2.2 避雷針

11、的保護(hù)范圍：避雷針保護(hù)其附近比它矮的建筑物或設(shè)備免受雷擊是有一定范圍的。這范圍像一頂以避雷針為中心的圓錐形的帳篷，罩在帳篷里面空間的物體，可以免遭雷擊，這就是避雷針的保護(hù)范圍。 二、接地二、接地1、儀表及控制系統(tǒng)接地的目的為人身安全和電氣設(shè)備的運(yùn)行，包括保護(hù)接地、本安接地、防靜電接地和防雷接地等；為信號傳輸和抗干擾的工作接地。但二者又是相關(guān)的，不能截然分開。2、儀表及控制系統(tǒng)接地按照功能可分為保護(hù)接地、儀表工作接地、本保護(hù)接地、儀表工作接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、防靜電接地、儀表防雷接地。質(zhì)安全系統(tǒng)接地、防靜電接地、儀表防雷接地。2.1.1保護(hù)接地是為人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地（也稱為安全

12、接地）。儀表的保護(hù)接地與電氣專業(yè)的保護(hù)接地是完全一樣的，屬于低壓配電系統(tǒng)接地，因此，應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和方法進(jìn)行。2.1.2電氣專業(yè)的保護(hù)接地采用等電位接地網(wǎng)的方式，不但建筑物內(nèi)實(shí)施等電位連接，石油化工裝置還采用全裝置的等電位連接。2.1.3等電位連接早已成為電氣專業(yè)接地方式的共識。2.1.4儀表用電的保護(hù)接地應(yīng)當(dāng)是電氣接地系統(tǒng)。2.1保護(hù)接地保護(hù)接地2.1.5有的設(shè)計(jì)將UPS供電的儀表系統(tǒng)的保護(hù)接地分離出來單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng)，這是不合適的。某些UPS的兩路供電中的一路是不經(jīng)過變壓器隔離而直接切換輸出的，這就不可能具備單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng)的條件。2.1.6建筑物內(nèi)的其它配電系統(tǒng)（如：照明配

13、電、維修配電等）是電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)，并不是UPS出來的儀表電源。這樣，在同一建筑物內(nèi)有兩個(gè)接地系統(tǒng)，而且不能避免發(fā)生被同時(shí)接觸的事件，這就違反了電氣專業(yè)規(guī)范中“能同時(shí)觸及的外露導(dǎo)電部分應(yīng)接至同一接地系統(tǒng)”的配電系統(tǒng)接地規(guī)定。既無法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接地系統(tǒng)的完全隔離，同時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的等電位連接，形成不安全因素。2.1.7 用電電壓高于36V以上的儀表、自控設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分，由于絕緣破壞而有可能帶危險(xiǎn)電壓時(shí)，均應(yīng)作保護(hù)接地。 它們包括：儀表盤、儀表柜、儀表箱、PLC及DCS機(jī)柜、操作站及輔助設(shè)備、供電盤、供電箱、接線盒、電纜槽、電纜托盤、穿線管、鎧裝電纜的鎧裝護(hù)層等。2.

14、1.7 24V或低于24V供電的現(xiàn)場儀表、變送器、就地開關(guān)等，若無特殊要求時(shí)，可不作保護(hù)接地。2.1.8 安裝在非爆炸危險(xiǎn)場所的金屬表盤上的按鈕、信號燈、繼電器等小型低壓電器的金屬外殼，當(dāng)與已接地的金屬表盤框架電氣接觸良好時(shí)，可不作保護(hù)接地。2.2 儀表工作接地儀表工作接地儀表及控制系統(tǒng)工作接地的目的：抗干擾；實(shí)現(xiàn)信號傳輸回路。儀表及控制系統(tǒng)工作接地從工程上可分為儀表信號回路接地、本安系統(tǒng)接地、屏蔽接地等。2.2.1儀表信號接地儀表信號接地（1）儀表電路接地的基本概念：儀表電路接地是將電路的接地點(diǎn)接到公共的參考點(diǎn)。通常，將大地作為參考點(diǎn)。儀表電路接地決不是一定要接到大地。信號傳輸?shù)膮⒖键c(diǎn)和信號

15、公共點(diǎn)是可以不接大地的。（2）儀表信號接地分隔離信號與非隔離信號，隔離信號可以不接地，非隔離信號通常以24VDC電源負(fù)極為參考點(diǎn)，并接地。信號分配均以此為參考點(diǎn)。不同系列的常規(guī)儀表，有不同的接地連接方法和規(guī)定，這是因?yàn)槌Ｒ?guī)儀表的二次儀表之間的信號傳輸比較復(fù)雜。常規(guī)儀表的接地：DDZ-III型儀表、EK系列儀表、I系列儀表、S系列儀表、YS80系列儀表等常規(guī)儀表的接地最終都是與電氣接地接在一起的。非隔離輸入儀表信號儀表信號公共點(diǎn)接地、分散型控制系統(tǒng)（DCS）和可編程序控制器（PLC）的非隔離輸入的接地等，均應(yīng)從連接端子排或匯流條接到接地匯總板上。這實(shí)質(zhì)上也是一種等電位連接。低頻信號接地的原則儀表

16、及控制系統(tǒng)信號絕大多數(shù)是低頻信號，低頻信號接地的原則是單點(diǎn)接地，對接地電阻沒有特殊要求。低頻信號單點(diǎn)接地的目的是避免地電位回路的干擾。大地上兩點(diǎn)之間存在隨機(jī)電位差。信號回路中應(yīng)避免產(chǎn)生接地回路，如果一條線路上的信號源和接收儀表都不可避免接地，則應(yīng)采用隔離器將兩點(diǎn)接地隔離開。2.2.2屏蔽接地屏蔽接地屏蔽的作用 屏蔽是減少電磁干擾的基本措施。電場屏蔽即靜電屏蔽，解決分布電容產(chǎn)生的干擾問題，采用高電導(dǎo)率的材料，應(yīng)當(dāng)接地。磁場屏蔽采用高磁導(dǎo)率的材料，要求磁路閉合，頻率低時(shí)可不接地。電磁場屏蔽電磁屏蔽防止電磁波的輻射干擾。采用低阻材料，屏蔽體可接地也可不接地。電磁波的輻射干擾情況比較復(fù)雜，應(yīng)采用多種方

17、法有針對地進(jìn)行防護(hù)，僅依靠一般的屏蔽和接地是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。（1）電纜保護(hù)管、電纜槽等接地，這類接地應(yīng)與裝置電氣接地網(wǎng)相連，屬于等電位連接。既是保護(hù)接地又是屏蔽接地。（2）信號屏蔽電纜的屏蔽層接地，應(yīng)根據(jù)信號源和接收儀表的不同情況采用不同接法。當(dāng)信號源接地時(shí)，信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)在信號源端接地；否則，無論信號接收儀表是否接地，為工程實(shí)施的方便和統(tǒng)一，信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)在信號接收儀表一側(cè)接地。例如：常用的變送器內(nèi)部電路多數(shù)是不接地的，所以，信號屏蔽電纜的屏蔽層在控制室一側(cè)接地。（3）信號屏蔽電纜接地也應(yīng)為單點(diǎn)接地。（4）屏蔽層僅一端做等電位連接，另一端懸浮時(shí)，只能防靜電感應(yīng)，防不了磁場強(qiáng)度變化

18、感應(yīng)的和電磁場產(chǎn)生的干擾電壓。如果要減少磁場和電磁場產(chǎn)生的干擾電壓，應(yīng)采用有絕緣隔開的雙層屏蔽。外屏蔽層應(yīng)至少在兩端做等電位連接。外屏蔽層構(gòu)成等電位連接環(huán)路，在干擾磁場和電磁場中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流，產(chǎn)生減低源磁場的磁通，從而抵消干擾。 IEC標(biāo)準(zhǔn)信息技術(shù)裝置的接地和等電位連接IEC 364-5-548規(guī)定：信信息技術(shù)裝置功能接地和保護(hù)接地通過等電位連接，合用接地。息技術(shù)裝置功能接地和保護(hù)接地通過等電位連接，合用接地。 適用范圍包括：信息技術(shù)裝置、數(shù)據(jù)交換需要互聯(lián)的裝置、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、建筑物內(nèi)帶有接地返回通路的信號裝置、建筑物內(nèi)直流供電的信息技術(shù)裝置的通信網(wǎng)絡(luò)、局域通信網(wǎng)、火災(zāi)報(bào)警系

19、統(tǒng)和入侵報(bào)警系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)的建筑服務(wù)設(shè)備、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和其它計(jì)算機(jī)輔助服務(wù)系統(tǒng)。 該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了允許接到接地匯總導(dǎo)體上的匯流排還有：遠(yuǎn)程通信電纜或設(shè)備的屏蔽、過電壓保護(hù)裝置的接地匯流排、無線電通信天線系統(tǒng)的接地匯流排、信息技術(shù)裝置直流供電系統(tǒng)的接地匯流排、功能接地匯流排等。 國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50057規(guī)定：從防雷觀點(diǎn)出發(fā)，較好是設(shè) 共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如：防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)）。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范第6.4.3條規(guī)定：交流工作接地、安全保護(hù)接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置，其接

20、地電阻按其中最小值確定。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范第6.4.5條規(guī)定：電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接地應(yīng)采取單點(diǎn)接地并宜采取等電位措施。 IEC標(biāo)準(zhǔn)信息技術(shù)裝置的接地和等電位連接規(guī)定了設(shè)備接地和保護(hù)接地通過等電位連接而合用接地，對接地電阻的大小沒有要求。等電位連接正是防止干擾信號影響的有效措施之一，此時(shí)接地電阻的大小對信息設(shè)備已無影響，核心技術(shù)是等電位連接。 對儀表專業(yè)來說，保護(hù)接地、儀表工作接地、本安系統(tǒng)接地應(yīng)在接地總匯流排上連接在一起，合用接地極。接地連接示意圖2.2.3本安系統(tǒng)接地本安系統(tǒng)接地 安全柵有隔離式和齊納式兩種。隔離式安全柵采用隔離保護(hù)技術(shù)，不需要專門接地。而齊納

21、式安全柵則根據(jù)其保護(hù)工作原理則應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)。本安系統(tǒng)接地通常討論的是齊納式安全柵接地。 從電氣接線上，齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)接地與儀表信號回路接地是分不開的，因此，歸類為儀表工作接地。但本安系統(tǒng)接地的工作原理和作用與儀表工作接地不同，類似于設(shè)備保護(hù)接地。 安全柵接地一定應(yīng)與直流電源的公共端相連接； 安全柵接地又必須與交流供電的中線起始點(diǎn)相連。這就決定了安全柵接地最終應(yīng)是電氣系統(tǒng)接地。 安全柵接地匯流條與交流供電的中線起始點(diǎn)相連的最簡單可靠的方法是用導(dǎo)線連接。本安系統(tǒng)接地 應(yīng)當(dāng)注意，在國外的資料中，接大地稱Earthing或Grounding，接地連接稱Bonding，意義是不一樣的。

22、凡是論及本安儀表接地電阻的資料，基本上都是規(guī)定接地連接（Bonding）電阻。 國外權(quán)威的資料只重視接地連接電阻，IEC60079-14、ISA-RP12.6和MTL公司的接地資料中都提出用兩條接地導(dǎo)線重復(fù)連接的方法，以便測量接地連接（Bonding）電阻，而不是測量接大地（Earthing）的電阻。 現(xiàn)場的本安儀表的信號端一般是不接地的，儀表外殼接地的目的并非為了本質(zhì)安全。另外，地電位只作用在外殼接地的變送器的絕緣上，不會(huì)達(dá)到擊穿現(xiàn)場儀表絕緣的程度。 如果儀表信號的現(xiàn)場端是固有接地的，回路形成兩點(diǎn)接地，地電位差就有可能作用于安全柵上。這種情況下，使用齊納式安全柵是不對的，應(yīng)使用隔離式安全柵，

23、以免形成多點(diǎn)接地。這樣既符合信號傳送的要求，也符合本質(zhì)安全的要求。2.2.42.2.4防雷接地防雷接地 儀表及控制系統(tǒng)防雷接地僅是儀表及控制系統(tǒng)防雷工程的一個(gè)組成部分。 現(xiàn)代防雷技術(shù)是綜合防治技術(shù)，概括起來有：傳導(dǎo)、均衡連接、接地、分流、屏蔽等。 儀表系統(tǒng)防雷絕不能單純依靠接地來做到，不能簡單地認(rèn)為接地就能解決問題，埋地電纜同樣會(huì)受到雷擊，只是比架空電纜少而已。 國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50057提供了很好的依據(jù)和參考，規(guī)定了防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。防直擊雷和防感應(yīng)雷的等電位連接：從防雷觀點(diǎn)出發(fā)，較好是設(shè)共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如：防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)

24、）。 位于多雷擊區(qū)或強(qiáng)雷擊區(qū)內(nèi)的石油化工裝置，當(dāng)控制室內(nèi)PLC、DCS、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)儀表電纜引入處及現(xiàn)場儀表已設(shè)置了電涌保護(hù)器時(shí)，電涌保護(hù)器應(yīng)進(jìn)行儀表系統(tǒng)防雷接地。 在強(qiáng)雷擊區(qū)室外架空敷設(shè)且不在金屬電纜槽內(nèi)或穿管的多芯電纜，其備用芯宜作防雷接地。2.2.5防靜電接地防靜電接地（1）靜電放電的特點(diǎn)是高電壓、小電流、時(shí)間短、功率高。（2）抑制或消除靜電放電應(yīng)采取多種措施，除盡量避免產(chǎn)生靜電外，及時(shí)泄放靜電是有效手段之一。（3）儀表及控制系統(tǒng)的防靜電接地比較簡單，靜電導(dǎo)體對地的泄放電阻通常是104106歐姆數(shù)量級的，所以，很多相應(yīng)的資料規(guī)定用于靜電接地的電阻為100歐姆。（4）防靜電接地可與其它接地系

25、統(tǒng)共用。2.2.6 DCS2.2.6 DCS、PLCPLC接地接地 分散型控制系統(tǒng)（DCS）和可編程序控制器(PLC)的接地本來不是一個(gè)單獨(dú)的接地分類，但由于種種原因，使人們有意無意地將其分離出來，而國內(nèi)、國際并沒有僅為DCS和PLC所編制的接地標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（其實(shí)也根本沒有必要），有時(shí)由于一些誤解或不正確的規(guī)定，造成不小的麻煩。 DCS制造商的接地工程手冊中，大多都有應(yīng)當(dāng)符合當(dāng)?shù)卣一驀鴳?yīng)當(dāng)符合當(dāng)?shù)卣?、國家或國際有關(guān)電氣接地標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范際有關(guān)電氣接地標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的條文，然后再推薦一個(gè)根據(jù)DCS（或PLC）制造商當(dāng)?shù)卣?、國家或國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的接地方法。 我國有些規(guī)范的有關(guān)條文常寫成“根據(jù)儀表制造

26、廠的要求”去做，這不合適。國外的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范極少這樣規(guī)定，國際標(biāo)準(zhǔn)根本就沒有這樣的規(guī)定。都是制造商必須符合當(dāng)?shù)卣?、國家或國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定制造商必須符合當(dāng)?shù)卣?、國家或國際有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。（1）DCS（或PLC）的設(shè)備可分為信號處理部分和數(shù)據(jù)處理部分。 -信號處理部分就是控制器、檢測器的輸入、輸出（I/O）部分，這與常規(guī)儀表是一樣的，屬于儀表工作接地。 -數(shù)據(jù)處理部分有控制器、操作臺、工程師站等各處理機(jī)或稱網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)設(shè)備。這些設(shè)備的實(shí)質(zhì)是單板機(jī)、微機(jī)、工作站、小型機(jī)等類型的計(jì)算機(jī)，因此，接地應(yīng)為保護(hù)接地。（2）電氣設(shè)備的接地系統(tǒng)有兩類；保護(hù)接地和工作接地。保護(hù)接地是用導(dǎo)線將設(shè)備易觸碰

27、的部分與大地（零電位點(diǎn)）聯(lián)接起來，其目的是保護(hù)操作人員的安全。工作接地是為電子設(shè)備提供公共的電位參考點(diǎn)，工作接地包括機(jī)殼接地和電路接地，電路接地分為弱信號電路接地和強(qiáng)信號電路接地。對PLC系統(tǒng)來說又可分為邏輯電路接地和功率電路接地，各部分線路之間又有串聯(lián)方式和并聯(lián)方式等。因此工作接地和安全接地組成一個(gè)復(fù)雜的接地系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)是抗干擾的重要措施。 控制系統(tǒng)與電網(wǎng)的接地方式：有共地、浮地以及機(jī)殼共地和電路浮地等三種方式，如圖2-10-4，2-10-5，2-10-6所示。其中圖2-10-4是共地方式，控制系統(tǒng)中電路的接地點(diǎn)Gc，機(jī)殼的接地點(diǎn)Gb與電網(wǎng)地線和接地點(diǎn)Go聯(lián)在一起，整個(gè)系統(tǒng)以大地為

28、電位參考點(diǎn)，這種接地方式在大地電位比較穩(wěn)定的場所，系統(tǒng)的電位也比較穩(wěn)定，接地線路比較簡單，且因機(jī)殼接地，故操作也比較安全。若大地電位變化較大的場所，系統(tǒng)的電位也隨之變化，電路將受到共模干擾，且容易轉(zhuǎn)變成串模干擾，此時(shí)應(yīng)盡量減少接地電阻，或者采用浮地方式。圖2-10-4 共地方式 圖2-10-5是浮地方式，控制系統(tǒng)中電路的接地點(diǎn)Go相聯(lián)。一般在機(jī)柜與地之間用絕緣膠墊隔開，交流進(jìn)線也要加強(qiáng)絕緣，這種方式可避免大地電位變化和接地回路電磁感應(yīng)造成的干擾。但因系統(tǒng)浮地，機(jī)殼容易積累靜電，操作不太安全。 圖2-10-6是機(jī)殼共地，電路浮地的方式，是上面兩種方式的折衷。由于機(jī)殼的接地點(diǎn)Gb 與電網(wǎng)接地點(diǎn)Go

29、連在一起，因此操作比較安全。電路的接地點(diǎn)Gc是獨(dú)立的，避免受大地電位和接地回路的干擾。通常將電路和插件框架用絕緣支撐與外部機(jī)架、機(jī)殼隔開，保護(hù)電路部件與機(jī)殼的良好絕緣。電路的接地點(diǎn)接在插件框架背面專門設(shè)置的敷銅板上，自成接地系統(tǒng)。圖2-10-5 浮地方式圖2-10-6 機(jī)殼共地 電路浮地 控制系統(tǒng)的接地一般有三種方式，如圖2-10-72-10-9所示。其中圖2-10-7為控制器和其它設(shè)備分別接地方式，這種接地方式最好。如果做不到每個(gè)設(shè)備專用接地，可使用圖2-10-8公共接地方式，但不允許使用圖2-10-9的共通接地方式，特別是應(yīng)避免與電動(dòng)機(jī)變壓器等動(dòng)力設(shè)備共通接地。接地時(shí)應(yīng)注意： -接地線應(yīng)盡

30、量粗，一般用大于2mm2的線接地； -接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近控制器，接地點(diǎn)與控制器之間的距離不大于50m； -接地線應(yīng)盡量避開強(qiáng)電回路和主回路電線，不能避開時(shí)，應(yīng)垂直相交，應(yīng)盡量縮短平行走線長度。 2.2.7接地系統(tǒng)有關(guān)術(shù)語和定義（1）接地極或地體：埋入地中直接與大地接觸并與大地形成電氣連接的金屬導(dǎo)體，稱為接地極或地體。（2）接地總干線：用來連接接地極與總接地板的導(dǎo)體，稱為接地總干線（電氣專業(yè)稱為接地總線）。（3）總接地板：為了方便連接工作接地匯總板、保護(hù)接地匯總板等和接地總干線而設(shè)置的金屬板，稱為總接地板（電氣專業(yè)稱為總接地端子、接地母排）。保護(hù)接地匯總板：為便于連接保護(hù)接地干線等而設(shè)置的金屬板，

31、稱為保護(hù)接地匯總板。（4）工作接地匯總板：為便于連接工作接地干線而設(shè)置的金屬板，稱為工作接地匯總板。（5）接地干線：用于連接多個(gè)同類接地匯流排、各需接地的設(shè)備與接地匯總板的導(dǎo)線，稱為接地干線。接地干線也用于連接總接地板與工作接地匯總板或保護(hù)接地匯總板。 2.2.8接地體的設(shè)置 （1）當(dāng)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)符合本規(guī)范的要求時(shí)，儀表系統(tǒng)不應(yīng)單獨(dú)設(shè)置接地體。（2）下列情況，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置儀表系統(tǒng)接地體：- 需要單獨(dú)設(shè)置的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)；- 需要單獨(dú)設(shè)置的DCS或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；- 電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻不能滿足儀表系統(tǒng)接地要求時(shí)；- 儀表系統(tǒng)對噪聲敏感，抗干擾要求高時(shí)；- 單獨(dú)設(shè)置接地體較為經(jīng)濟(jì)、合理時(shí)。（3）

32、當(dāng)儀表系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置接地體時(shí)，可以參照圖2-10-1來實(shí)施；也可如圖2-10-2用接地網(wǎng)干線把多個(gè)接地體連接成網(wǎng)，以降低接地電阻值。 2.2.9接地連接方式和接地電阻要求（1）儀表、PLC、DCS、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的保護(hù)接地，應(yīng)接至廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)，接地電阻小于4。（2）儀表、PLC、DCS、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的工作接地(信號回路接地、屏蔽接地)，可按以下兩種方式進(jìn)行： -當(dāng)廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻值小于4，且能滿足儀表系統(tǒng)的要求而儀表制造廠又無特殊要求時(shí)，可直接接至廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)； -當(dāng)廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻值較大或儀表制造廠有特殊要求時(shí)，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置儀表接地系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)小

33、于4(或按儀表制造廠要求確定)。 （3）一般情況下，儀表回路和系統(tǒng)，應(yīng)只有一個(gè)信號回路接地點(diǎn)。當(dāng)使用變壓器耦合型隔離器或光電耦合型隔離器時(shí)，在隔離器兩側(cè)也可分別設(shè)置信號回路接地點(diǎn)。（4）傳送信號用導(dǎo)線的屏蔽層，應(yīng)在儀表盤(柜)的接地端子或接地匯流排處接地，不應(yīng)浮空或重復(fù)接地。 2.2.10接地連線及連接要求（1）儀表系統(tǒng)的接地連線，應(yīng)采用綠色或黃綠色的多股銅芯絕緣電線或電纜。（2）儀表系統(tǒng)的接地連接，應(yīng)根據(jù)不同要求分別接至下列設(shè)施： -單獨(dú)設(shè)置的儀表系統(tǒng)接地體； -廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)； -電氣系統(tǒng)在不同裝置或不同界區(qū)分設(shè)的接地分配器。（3）個(gè)別現(xiàn)場儀表、電纜接線盒等的保護(hù)接地連接，可就近接至已

34、接地的金屬構(gòu)件或金屬管道，但不得接至輸送可燃性物質(zhì)的金屬管道。利用以上設(shè)施作接地連接時(shí)，應(yīng)保證其接地的連續(xù)性可靠性，且應(yīng)滿足儀表系統(tǒng)接地電阻的要求。（4）儀表盤、儀表柜、控制柜上需要接地的儀表，應(yīng)連接到接地端子或接地匯流排。接地匯流排可采用25mm6mm銅條制作，應(yīng)設(shè)置絕緣支架支撐。（5）接地連接板應(yīng)采用銅板制作，且應(yīng)采用絕緣支架固定。（6）儀表盤、儀表柜、控制柜內(nèi)的接地端子或接地匯流排，經(jīng)各自的接地分干線連接至接地連接板，再由接地總干線與接地體連接。各匯流排、分干線應(yīng)彼此絕緣。（7）接地支線的連接、接地分干線的連接、接地總干線與接地連接板之間的連接，應(yīng)設(shè)置銅制接線片，并采用銅制緊固件固定。（

35、8）接地連線的截面，可根據(jù)接地電阻值的要求及連接儀表的數(shù)量和接地連線的長度選用： -接地支線的導(dǎo)線截面積為125mm2； -接地分干線的導(dǎo)線截面積為425mm2 ； -接地總干線的導(dǎo)線截面積為16100mm2 ， 。（9）各類接地連線中，嚴(yán)禁接入開關(guān)或熔斷器。 2.2.11接地的施工規(guī)范要求（1）用電儀表的外殼、儀表盤、柜、箱、盒和電纜槽 、保護(hù)管、支架、底座等正常不帶電的金屬部分，由于絕緣破壞而有可能帶危險(xiǎn)電壓者，均應(yīng)做保護(hù)接地。對于供電電壓不高于36V的就地儀表、開關(guān)等，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無特殊要求時(shí)，可不做保護(hù)接地。（2）在非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的金屬盤、板上安裝的按扭、信號燈、繼電器等小型低壓電器的金屬外殼，當(dāng)與已接地金屬盤、板接觸良好時(shí)，可不做保護(hù)接地。（3）儀表保護(hù)接地系統(tǒng)應(yīng)接到電氣工程低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地網(wǎng)上，連接應(yīng)牢固可靠，不應(yīng)串聯(lián)接地。（4）保護(hù)接地的接地電阻值,