1.前言

近年來(lái)，儀表系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向迅猛發(fā)展，

石油化工裝置對(duì)儀表設(shè)備的運(yùn)行要求也就越來(lái)越高，

而儀表設(shè)備普遍存在絕緣強(qiáng)度低、過(guò)電壓和過(guò)電流耐受能力差、對(duì)電磁干擾敏感等弱點(diǎn)，

一旦儀表設(shè)備受到強(qiáng)電干擾,就會(huì)威脅儀表設(shè)備的正常 工作和安全運(yùn)行，

輕則使儀表設(shè)備工作失靈,重則使儀表設(shè)備永 久性損壞,

嚴(yán)重時(shí)還可能造成人員傷亡、生產(chǎn)事故。

為了使上述危害減少到最小程度、生產(chǎn)裝置正常安全運(yùn)行，儀表系統(tǒng)接地就顯得格外重要，

這也是設(shè)計(jì)、施工中一個(gè)需要引起足夠重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。

因此，儀表系統(tǒng)接地的正確與否對(duì)整個(gè)儀表控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。

為此，有必要對(duì)這一問(wèn)題做一探討
。

2.地磅儀表系統(tǒng)接地

儀表系統(tǒng)接地按用途和作用不同，可分為保護(hù)接地和工作接地。

對(duì)于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng),還要求有本安地。

2. 1保護(hù)接地

是指保證儀表、電氣設(shè)備及人身安全所需接地，包括保護(hù)接地、防雷接地和防靜電接地。

對(duì)儀表系統(tǒng)而言，保護(hù)接地就是將正常不帶電的儀表外殼、儀表盤等金屬部分與接地體有良好的金屬連接，

以保證人身和設(shè)備安全。例如：如果意外事故使儀表盤帶電，儀表盤未作良好接地則對(duì)地電壓就接近相電壓U (220v)若此時(shí)人身觸及儀表盤則人體接觸電壓為U, = [R,/ (R。 + R〕] * U,R。

為電源中性點(diǎn)接地電阻值，一般為幾個(gè)歐姆。R, 為人體電阻值一般情況下可高達(dá)1. 5 ~7Kft,不管怎樣R,總之遠(yuǎn)大于R。，所以U, -U。

,通過(guò)人體的電流為I, =U,/R, -U/R,, 此時(shí)電流可達(dá)100mA能使人致命。然而,如果保護(hù)接地良好,就 可以避免觸電事故，

當(dāng)出現(xiàn)某意外事故時(shí),就必然出現(xiàn)較大接地電流,保護(hù)接地能大大降低人身承受的接地電壓，因此不會(huì)產(chǎn)生設(shè)備損壞及電擊致命的嚴(yán)重后果。同樣現(xiàn)場(chǎng)儀表橋架、

穿線管應(yīng)每隔30m與已接地的金屬構(gòu)件相連。一般來(lái)講，使用DC24V 為電源的現(xiàn)場(chǎng)儀表、變送器等無(wú)特殊要求的可不作保護(hù)接地。

控制室的儀表自控設(shè)備、機(jī)柜、儀表盤等應(yīng)單獨(dú)設(shè)置保護(hù)接地匯流排。接至廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于4Ω。

2.2工作接地

指為保證儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行所需接地，

包括信號(hào)回路接地、屏蔽接地、邏輯接地和本安儀表接地。

2.2.1信號(hào)回路接地

信號(hào)回路接地一般有兩種情況，一種是儀表設(shè)備本身結(jié)構(gòu)形成的事實(shí)上的信號(hào)回路接地。

例如：為減少測(cè)量滯后而采取熱電偶與金屬套焊接在一起的接地型熱電偶等。

另一種是為了達(dá)到抑制干擾信號(hào)的目的所要求的接地，在保證單點(diǎn)接地情況下，共摸干擾就可得到有效被抑制。

為抑制干擾而使信號(hào)回路接地就是直流電源負(fù)端接地（信號(hào)公共端接地）。

2.2.2屏蔽接地

屏蔽層要起到屏蔽作用就必須接地，

為此如果儀表系統(tǒng)中儀表及信號(hào)線要求接地應(yīng)注意將儀表上屏蔽接線端子、

信號(hào)線屏蔽層及未作保護(hù)接地但仍要起靜電屏蔽作用的導(dǎo)線管、匯線槽，儀表外殼正確可靠接地。

2. 2. 3 邏輯地

也叫機(jī)器邏輯地、主機(jī)電源地，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地，

也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負(fù)5伏、正負(fù)12伏的負(fù)端。需要接入公共接地極。

2. 2. 4 本安地

應(yīng)獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，接地電阻在4Ω。本安地的接地系統(tǒng)應(yīng)保持獨(dú)立，

與廠區(qū)電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應(yīng)在5m以上。

本安儀表系統(tǒng)接地除了具有抑制干擾的意義外，

同時(shí)也是保證儀表系統(tǒng)本質(zhì)安全防爆的措施之抑制作用如前所述，

在此重點(diǎn)介紹防爆作用，本安系統(tǒng)主要是借助安全柵將進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全限額以內(nèi)。

對(duì)隔離型安全保持器就是在整個(gè)儀表回路中采用隔離變壓器把危險(xiǎn)側(cè)信號(hào)和安全側(cè)進(jìn)行有效的電流隔離,對(duì)非隔離型，

則采用齊納二極管反向擊穿特性而進(jìn)行安全保護(hù).,而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)側(cè)接地與控制室一側(cè)安全柵端子的等電位需采取專門措施予以保證。

目前有兩種通用方法，一種是限制接地電阻辦法，另一種是等電位導(dǎo)線連接辦法。

所謂限制接地電阻辦法就是要求接地系統(tǒng)保持獨(dú)立，并且接地電阻矣 4Ω。目前多數(shù)就是采用這種方法。

所謂等電位連接法就是將現(xiàn)場(chǎng)接地線直流電源負(fù)端以及儀表系統(tǒng)接地端都?jí)航拥椒弦蟮谋Ｗo(hù)接地干線上。

以保證本安儀表系統(tǒng)所有接地的電位平衡。

信號(hào)回路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能有一個(gè)以上接地點(diǎn)，如果出現(xiàn)多個(gè)接地點(diǎn)就難免產(chǎn)生電位差，

產(chǎn)生共模信號(hào)干擾電流造成對(duì)儀表信號(hào)的干擾。但究竟在現(xiàn)場(chǎng)還是控制室接地，

宜根據(jù)控制系統(tǒng)儀表類型和線路組成來(lái)定。

對(duì)于控制系統(tǒng)而言一般采用控制室一側(cè)接地對(duì)于信號(hào)線屏蔽層接地也只能由一個(gè)接地點(diǎn)，

且應(yīng)與信號(hào)回路在同一測(cè)接地，

其作用是為了消除屏蔽層和信號(hào)線間的分布電容所形成的阻抗不高的回路,

避免由此引起的 共摸干擾。

3.接地系統(tǒng)的做法及接地體的設(shè)置

在國(guó)內(nèi)石油化工裝置中，

我們接觸較多的儀表系統(tǒng)的接地主要有兩種措施：浮地、多點(diǎn)接地。

浮地是指儀表的工作地與建筑物的接地系統(tǒng)保持絕緣，

這樣建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干擾就不能傳導(dǎo)到儀表系統(tǒng)中，

地電位的變化對(duì)儀表系統(tǒng)也無(wú)影響。其缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響，

而使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對(duì)模擬電路的感應(yīng)干擾；

由于該電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接，

易產(chǎn)生靜電積累而導(dǎo)致靜電放電，

可能造成靜電擊穿或強(qiáng)烈的干擾。

因此，浮地的效果不僅取決于浮地的絕緣電阻的大小，

而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號(hào)的頻率。

多點(diǎn)接地是指儀表、控制系統(tǒng)等設(shè)備的工作接地與保護(hù)接地分開(kāi)，

這種接地方式的突出優(yōu)點(diǎn)是可以就近接地，接地線的寄生電感小。

但是如果較強(qiáng)的雷電波通過(guò)保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng)，

電子電路同樣會(huì)因承受高壓而損壞。

由于石油化工裝置在多雷電地區(qū)防雷要求越來(lái)越高，

以上兩種接地方式都不能滿足防雷的需要，

因此，可以考慮將保護(hù)地與工作地相連接,并且接入防雷接地系統(tǒng)，

問(wèn)題就可以解決了。

接地體的設(shè)置應(yīng)參照《全國(guó)通用電氣安全標(biāo)準(zhǔn)圖、接地裝置安裝》

,也應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)具體情況選用。要求保護(hù)接地和工作接地必須獨(dú)立設(shè)置，

但保護(hù)接地是否能同電力系統(tǒng)接地相連接視情況而定。

下列情況應(yīng)單獨(dú)設(shè)設(shè)置儀表接地體：

（1）土壤電阻率較高，接地電阻達(dá)不到規(guī)定要求的場(chǎng)所。

（2）周圍環(huán)境有較嚴(yán)重電磁干擾的場(chǎng)所。

（3）所采用的儀表對(duì)噪聲敏感。

（4）所有儀表遠(yuǎn)離電力系統(tǒng)接地網(wǎng)。

系統(tǒng)保護(hù)接地電阻值宜為4歐姆，

最高不超過(guò)10歐姆，

而土壤電阻率較高難以實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)值時(shí)可以適當(dāng)提高（或加降阻劑）。