1、1,葉向東 中國石化工程建設(shè)公司,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定Code for the design of instrument grounding for petrochemical industry,2,幾個問題,儀表，或者說電子電路一定要接大地嗎？為什么？ 接地與接大地是一回事嗎？為什么？ 儀表有幾種接地？有哪些作用？ 如果需要接地，采用什么方式？接地電阻應(yīng)多大？ 如果不需要接地，有什么條件？注意什么？ 儀表接地應(yīng)遵循什么標準？,3,標準,中華人民共和國石油化工行業(yè)標準 石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)范 SH/T 3081-2003 2004-03-10 發(fā)布,4,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述

2、 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,5,1 概述,保證儀表及自動控制系統(tǒng)的用電安全及可靠運行 提高儀表及自動控制系統(tǒng)接地設(shè)計水平 適用于石油化工企業(yè)儀表及自動控制系統(tǒng)工程的接地系統(tǒng)設(shè)計: 儀表 分散型控制系統(tǒng)（DCS） 可編程序控制器（PLC） 安全儀表系統(tǒng)（SIS） 火災(zāi)及可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)（F&G） 過程控制計算機系統(tǒng)（PCCS）等,6,范圍,主要章節(jié) 儀表接地分類 接地方法 接地系統(tǒng) 接地連接方法 接地系統(tǒng)接線 接地電阻,7,范圍,標準涉及的儀表及控制系統(tǒng)接地種類 保護接地 工作接地 本安

3、系統(tǒng)接地 防靜電接地 防雷接地,8,范圍,標準中的儀表是廣義的，包括各種類型的用電儀表及按鈕、開關(guān)、繼電器等電器 按保護接地、工作接地（儀表信號回路接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、屏蔽接地）、防靜電接地和防雷接地等分類進行規(guī)定 規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)接地與電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地合一 規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)的保護接地、工作接地（儀表信號回路接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、屏蔽接地）、防靜電接地和防雷接地共用接地裝置,9,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,10,2 保護接地,儀表及控制系統(tǒng)保

4、護接地的定義和概念 規(guī)定和方法應(yīng)當是統(tǒng)一的 按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行設(shè)計 保護接地（也稱為安全接地）是為人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地 保護接地的內(nèi)容 儀表及控制系統(tǒng)的外露導電部分，正常時不帶電，在故障或非正常情況時可能帶危險電壓，這樣的設(shè)備均應(yīng)實施保護接地 儀表及控制系統(tǒng)的保護接地屬于低壓配電系統(tǒng)接地，所以應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行 應(yīng)接入電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地網(wǎng)，即等電位共用接地網(wǎng),11,控制室用電應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)，整個系統(tǒng)中，保護線PE與中線N是分開的 TN表示系統(tǒng)有一點直接接地，裝置外露導電部分用保護線與該點相接 低于36V供電的儀表，可不作保護接地，但有

5、可能與高于36V電壓設(shè)備接觸的除外 當安裝在金屬儀表盤、箱、柜、框架上的儀表，與已接地的金屬儀表盤、箱、柜、框架電氣接觸良好時，可不作保護接地 儀表電纜槽、電纜保護金屬管可直接焊接在或用接地線連接在附近已接地的金屬構(gòu)件或管道上，但不得接至輸送可燃物質(zhì)的金屬管道 儀表電纜槽、電纜保護金屬管的連接處，應(yīng)進行可靠的導電連接 儀表及控制系統(tǒng)的保護接地系統(tǒng)應(yīng)實施等電位連接,2 保護接地,12,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,13,3 工作接地,儀表及控制系統(tǒng)工作接地包括： 儀表信

6、號回路接地 本質(zhì)安全系統(tǒng)接地 屏蔽接地 本標準的儀表及控制系統(tǒng)工作接地不適用于儀表及控制系統(tǒng)內(nèi)部的電路板的接地設(shè)計 正確的接地是消除干擾的重要措施 儀表工作接地是儀表及控制系統(tǒng)的公共電位參考點 所謂邏輯地、參考地、信號地，都是一個公共電位的參考點，有的電路中，參考點還不止一個,14,3 工作接地,儀表信號分隔離信號與非隔離信號，接地的方式和原則不一樣 隔離信號可以不接地 每一輸入信號（或輸出信號）的電路與其它輸入信號（或輸出信號）的電路是絕緣的、對地是絕緣的 電源是獨立的、相互隔離的 非隔離信號應(yīng)接地 通常以直流電源負極為參考點 信號分配均以此為參考點,15,3 工作接地,儀表工作接地的原則為

7、單點接地 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)采用隔離器將兩點接地隔離開 雖然工作接地和保護接地最終是連接到一起的，但儀表工作接地與保護接地應(yīng)分別連接匯總板，不應(yīng)混接 儀表工作接地的連線在接至總接地板之前，各接地線、接地分干線、接地干線、接地匯流排等除正常的連接外，都應(yīng)當是絕緣的 最終與接地體或接地網(wǎng)的連接是從總接地板單獨接線的 接地工程設(shè)計時應(yīng)當注意避免設(shè)備工作時在地線上產(chǎn)生電壓降，對信號產(chǎn)生干擾,16,電子電路決不是離開接地就無法工作，相反，很多電子電路是浮空工作的，與大地是絕緣的 無論是什么電路或電子設(shè)備，高頻或低頻，通信的或信息的 非隔離信號 24VDC電源負極為參考點

8、，信號分配均以此為參考點 電路的共模抑制電壓很小，接地是消除共模干擾的主要措施 DDZ-型儀表、I系列儀表、YS80系列儀表等有隔離輸入、輸出的儀表也有非隔離輸入、輸出的儀表，接地連接是不一樣的 例如：EK系列儀表是典型的公共接地儀表 工作接地并不能完全消除干擾，電信號傳輸?shù)目垢蓴_是一門綜合學科，應(yīng)根據(jù)具體情況采用多種適當方法,3 工作接地,17,屏蔽接地,信號屏蔽電纜接地為單點接地 信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)根據(jù)信號源和接收儀表的不同情況采用不同接地 當信號源接地時，信號電纜的屏蔽層應(yīng)在信號源端接地 否則，信號電纜的屏蔽層均應(yīng)在信號接收儀表一側(cè)接地 現(xiàn)場儀表接線箱兩側(cè)的電纜屏蔽層應(yīng)在箱內(nèi)用端子或

9、其它連接方式連接 屏蔽層僅一端做等電位連接，另一端懸浮時，只能防靜電感應(yīng)，防不了磁場強度變化感應(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 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)成接地連接環(huán)路，在干擾磁場和電磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生減低源磁場的磁通，從而抵消干擾,18,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,19,采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)，不需要專門接地 而采用齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)則應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng) 齊納式安全柵

10、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，歸類為儀表工作接地 本安系統(tǒng)接地的工作原理和作用類似于保護接地 齊納式安全柵的接地匯流排或接地導軌必須與直流電源的公共端相連接 對直流電源供電的儀表，為使安全柵能在直流電源故障時實現(xiàn)對危險場所的保護，安全柵接地必須與直流電源的公共端相連接 為使安全柵能在交流電源故障時實現(xiàn)對危險場所的保護，安全柵接地又必須與交流供電的中線相連,4 本安系統(tǒng)接地,20,4 本安系統(tǒng)接地,這決定了安全柵接地最終應(yīng)是電氣系統(tǒng)接地 安全柵接地匯流排與交流供電的中線起始點相連的最簡單可靠的方法是用導線連接 采用單獨接地的方法是不合適的 齊納式安全柵的接地匯流排通過接地導線及

11、總接地板最終應(yīng)與交流電源的中線起始端相連接 為檢測本安系統(tǒng)接地連接電阻，齊納式安全柵的接地連接導線為兩根 危險場所儀表的接地實施 第一部分：本質(zhì)安全ISA-RP12.6中規(guī)定了安全柵接地匯流排與交流電源的中性點相連接，并共用接地裝置,21,4 本安系統(tǒng)接地,齊納式安全柵的本安系統(tǒng)接地連接示意圖引自危險場所儀表的接地實施 第一部分：本質(zhì)安全ISA-RP12.6 標準給出了三種圖示，本規(guī)定引用了其中一種,22,本安系統(tǒng)接地連接圖,23,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,24,

12、5 防靜電接地,靜電對電子電路的影響和危害是比較嚴重的 安裝DCS、PLC、ESS等設(shè)備的控制室、機柜室、過程控制計算機的機房，宜考慮防靜電接地 這些室內(nèi)的導靜電地面、活動地板、工作臺等應(yīng)進行防靜電接地 凡作了保護接地和工作接地的儀表和設(shè)備，不必再另作防靜電接地 靜電放電的特點 高電壓、小電流、短時間 抑制或消除靜電放電應(yīng)采取多種措施 盡量避免產(chǎn)生靜電外 及時泄放靜電是有效手段之一,25,儀表及控制系統(tǒng)的防靜電接地比較簡單 靜電導體對地的泄放電阻通常是104歐姆106歐姆數(shù)量級 很多相應(yīng)的規(guī)范、資料規(guī)定用于靜電接地的電阻為100歐姆 控制系統(tǒng)防靜電接地應(yīng)與保護接地共用接地系統(tǒng) 電氣保護接地線可

13、用于靜電接地線 不應(yīng)使用電氣供電系統(tǒng)的中線作防靜電接地,5 防靜電接地,26,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,27,當儀表及控制系統(tǒng)的信號線路從室外進入室內(nèi)后，設(shè)有雷電浪涌防護器或其它需要防雷接地連接的場合，應(yīng)實施防雷接地連接 儀表及控制系統(tǒng)防雷接地應(yīng)與電氣系統(tǒng)防雷接地系統(tǒng)共用，但不得與獨立避雷裝置共用接地裝置 若無可共用的電氣專業(yè)防雷接地系統(tǒng)，應(yīng)向電氣專業(yè)提出設(shè)計要求，由電氣專業(yè)設(shè)計 在儀表電纜槽、儀表電纜保護管進入控制室處，應(yīng)與保護接地裝置相連 儀表電纜保護管、儀表

14、電纜鎧裝層應(yīng)在兩端接地處 控制室內(nèi)的雷電浪涌防護器應(yīng)與防雷電浪涌的接地裝置相連,6 防雷接地,28,6 防雷接地,現(xiàn)場儀表的雷電浪涌防護器應(yīng)與現(xiàn)場的接地裝置相連 儀表及控制系統(tǒng)防雷接地僅是儀表及控制系統(tǒng)防雷工程的一個組成部分 本標準不是儀表防雷工程設(shè)計的規(guī)定，所以僅規(guī)定了儀表防雷接地的內(nèi)容 儀表供電系統(tǒng)的防雷保護及接地連接由電氣專業(yè)按有關(guān)規(guī)范實施,29,國家標準建筑物防雷設(shè)計規(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 標準第六章作了信息系統(tǒng)防雷擊電磁脈沖的規(guī)定，其中規(guī)定了屏蔽、接地和等電位連接的要求 外部防雷就是防直擊雷 內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防反擊

15、、防雷電波侵入和防生命危險， 規(guī)定的方法有：屏蔽、接地、等電位連接、合理布線、浪涌防護器等 規(guī)定的接地連接方法是等電位連接 防雷接地裝置應(yīng)由電氣專業(yè)按GB50057的規(guī)定設(shè)置,6 防雷接地,30,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,31,接地裝置 接地極 接地總線（接地總干線） 總接地板（總接地端子、接地母排）組成 系統(tǒng)簡單的情況下，保護接地匯總板可與總接地板合用 接地系統(tǒng) 由接地裝置 接地干線 儀表工作接地匯總板 保護接地匯總板 接地分干線 各類接地匯流排（條）等組成,7

16、 接地系統(tǒng)連接,32,7 接地系統(tǒng)連接,儀表及控制系統(tǒng)的工作接地、保護接地、防雷接地應(yīng)與電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)合用接地裝置 接地裝置的設(shè)計應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行 儀表及控制系統(tǒng)的接地連接采用分類匯總，最終連接的方式 保護接地匯總板和總接地板可以分別設(shè)置，也可以合用 直流電源的負端必須接到本機柜的工作接地匯流排，不設(shè)工作接地匯流排的情況可經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板上 信號屏蔽電纜的屏蔽層接地時 將信號屏蔽電纜的屏蔽層匯接到工作接地匯流排 經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板 工作接地匯流排可有多個,33,7 接地系統(tǒng)連接,保護接地： 儀表及控制系統(tǒng)保護接地的各分干線宜匯接到保

17、護接地匯總板，再由保護接地匯總板接到總接地板上 當保護接地匯總板和總接地板合用時，保護接地的各分干線直接接到總接地板上 儀表及控制系統(tǒng)交流供電中線的起始端應(yīng)經(jīng)保護接地干線接到總接地板上 總接地板經(jīng)接地總干線接到接地極,34,7 接地系統(tǒng)連接,工作接地： 儀表及控制系統(tǒng)工作接地的各分干線應(yīng)分別接到工作接地匯總板 工作接地匯總板經(jīng)兩根單獨的工作接地干線接到總接地板 當有多個儀表工作接地時 先將各儀表的工作接地線分別接到工作接地匯流排或接地端子排 再經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板 儀表信號公共點接地、DCS、PLC、ESD的非隔離輸入的接地等 應(yīng)分別單獨接到連接端子排或匯流排上 然后通過接地分干

18、線接到工作接地匯總板上,35,本安系統(tǒng)接地連接,齊納式安全柵的各接地匯流排可直接接到本機柜的工作接地匯流排，再經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板 每個匯流排的接地線宜使用兩根單獨的導線 齊納式安全柵的各接地匯流排也可分別經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板 每個匯流排的工作接地分干線宜使用兩根單獨的導線 齊納式安全柵的各接地匯流排也可由工作接地分干線串接，兩端應(yīng)分別經(jīng)工作接地分干線接到工作接地匯總板 在有齊納式安全柵的本安系統(tǒng)中，直流電源的負端必須接到本機柜的工作接地匯流排或安全柵匯流排上,36,儀表及控制系統(tǒng)接地連接示意圖,37,保護接地匯總板和總接地板合用的接地連接示意圖,38,石油化工儀表

19、接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,39,8 系統(tǒng)接線,接地系統(tǒng)的導線應(yīng)采用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜 接地系統(tǒng)的各接地匯流排可采用截面為25 mm6 mm的銅條制作 接地系統(tǒng)的各接地匯總板應(yīng)采用銅板制作，厚度不小于6 mm，長、寬尺寸按需要確定 機柜內(nèi)的保護接地匯流排或保護接地端子應(yīng)與機柜進行可靠的電氣連接 儀表工作接地匯流排、工作接地匯總板應(yīng)采用絕緣支架固定 接地系統(tǒng)的各種連接應(yīng)牢固、可靠，并應(yīng)保證良好的導電性 接地線、接地分干線、接地干線、接地總干線與接地匯流排、接地匯總板的連接

20、應(yīng)采用銅接線片和鍍鋅鋼質(zhì)螺栓壓接，并應(yīng)有防松件，或采用焊接,40,8 系統(tǒng)接線,接地總干線和接地裝置的連接部分應(yīng)分別進行熱鍍鋅或熱鍍錫 各類接地連線中，嚴禁接入開關(guān)或熔斷器 接地系統(tǒng)的標識顏色為綠色或綠、黃兩色 接地線的截面可根據(jù)連接儀表的數(shù)量和接地線的長度按下列數(shù)值選用： 接地線：1 mm22.5 mm2 接地分干線：4 mm216 mm2 接地干線：10 mm225 mm2 接地總干線：16 mm250 mm2,41,石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)定,1 概述 2 保護接地 3 工作接地 4 本安系統(tǒng)接地 5 防靜電接地 6 防雷接地 7 接地系統(tǒng)連接 8 系統(tǒng)接線 9 接地電阻,42,接地裝置的

21、接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對地電壓與通過接地極流入地中電流的比值 按通過接地極的工頻交流電流計算出的電阻稱為工頻接地電阻 儀表及控制系統(tǒng)的接地電阻為工頻接地電阻 儀表及控制系統(tǒng)的接地裝置電阻為電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地裝置的接地電阻 應(yīng)根據(jù)電氣專業(yè)有關(guān)標準規(guī)范確定，一般情況，不應(yīng)大于4 歐姆 接地極對地電阻與接地連接電阻之和稱為接地電阻 從儀表或設(shè)備的接地端子到接地極之間的導線與連接點的電阻總和，稱為接地連接電阻 儀表及控制系統(tǒng)的接地連接電阻不應(yīng)大于1 歐姆,9 接地電阻,43,接地電阻,建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB 50057規(guī)定了防雷接地的接地電阻為沖擊接地電阻，規(guī)定的典型值為不大于10歐姆 根

22、據(jù)GB 50057規(guī)定：防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用 國家標準建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB 50057規(guī)定： 從防雷觀點出發(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)） 本標準根據(jù)接地工作原理和相關(guān)的標準規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)的工作接地、保護接地、防雷接地應(yīng)共用一組接地裝置,44,接地系統(tǒng),國際電工技術(shù)委員會IEC標準信息技術(shù)裝置的接地和等電位連接IEC 364-5-548規(guī)定： 信息技術(shù)裝置功能接地和保護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