從九個(gè)方面深入講解DCS系統(tǒng)接地知識(shí)
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m.missparis.cc | 發(fā)布時(shí)間：2022年04月27日
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本文從DCS系統(tǒng)接地的基本要求、DCS系統(tǒng)接地分類、DCS系統(tǒng)接地方式、對(duì)公共接地極(網(wǎng))的要求、接地原則、降低土壤電阻率的方法、接地材料及要求、DCS現(xiàn)場接地注意事項(xiàng)和接地施工規(guī)范要求這九個(gè)方面深入介紹DCS系統(tǒng)接地知識(shí)。
1、DCS系統(tǒng)接地的基本要求
DCS系統(tǒng)接地是為了保證當(dāng)進(jìn)入DCS系統(tǒng)的信號(hào)、供電電源或DCS系統(tǒng)設(shè)備本身出現(xiàn)問題時(shí)，有效的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導(dǎo)入大地。接地系統(tǒng)能夠?yàn)镈CS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個(gè)控制系統(tǒng)提供公共信號(hào)參考點(diǎn)(即參考零電位)。
當(dāng)接地系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)(接地電阻過大，多點(diǎn)接地，接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設(shè)備相接觸等)，會(huì)造成人員的觸電傷害及設(shè)備的損壞，據(jù)了解，有些DCS系統(tǒng)經(jīng)?！八罊C(jī)” (或不明原因的“死機(jī)”)，大多是因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)不良或存在問題所引起的。因此，完善、可靠、正確的DCS系統(tǒng)接地，是DCS系統(tǒng)能夠安全、可靠和良好運(yùn)行的關(guān)鍵。
2、DCS系統(tǒng)接地分類
在一般情況下，DCS控制系統(tǒng)需要兩種接地：保護(hù)地和工作地(邏輯地、屏蔽地等)。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。
3、DCS系統(tǒng)接地方式
①利用電氣接地網(wǎng)作為DCS接地網(wǎng)，即與電氣接地網(wǎng)共地；
②設(shè)DCS系統(tǒng)專用獨(dú)立的接地網(wǎng)；
③設(shè)DCS專用接地網(wǎng)，經(jīng)接地線、再接至電氣接地網(wǎng)。
由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處，過去，計(jì)算機(jī)或DCS系統(tǒng)曾經(jīng)較多的采用過專用的接地網(wǎng)。但這種接地方式存在的缺點(diǎn)是：占地面積太大，投資高，電纜及接地網(wǎng)鋼材耗量大，距廠房有相當(dāng)?shù)木嚯x(因不易在廠房內(nèi)找到合適的位置)，管理、維護(hù)、測量及查找接地極和接地線不方便，且效果不甚良好。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行表明，設(shè)置專用的DCS接地網(wǎng)是既困難又不安全的。
4、對(duì)公共接地極(網(wǎng))的要求
①當(dāng)廠區(qū)電氣接地網(wǎng)對(duì)地分布電阻≤4Ω時(shí)，可將廠區(qū)電氣接地網(wǎng)當(dāng)著DCS系統(tǒng)的公共接地極(網(wǎng))。
②當(dāng)廠區(qū)電氣接地網(wǎng)接地電阻較大或雜亂時(shí)，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，即為DCS系統(tǒng)的公共接地極(網(wǎng))。
③沒有本安地接入的公共接地極(網(wǎng))的對(duì)地分布電阻小于4Ω；有本安地的小于1Ω。接地總干線的線路阻抗小于0.1Ω。
④接地極周圍15米內(nèi)無避雷地的接入點(diǎn)，8米內(nèi)無 30KW 以上的高低壓用電設(shè)備外殼的接入點(diǎn)。當(dāng)現(xiàn)場無法滿足該條件時(shí)，防雷保護(hù)地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網(wǎng)搭接在一起，二者應(yīng)距離10米以上。
5、DCS系統(tǒng)接地原則
①DCS系統(tǒng)設(shè)置的接地裝置
a、操作臺(tái)、打印臺(tái)、服務(wù)器柜：設(shè)有保護(hù)地螺釘。
b、繼電器柜、UPS柜、配電柜：設(shè)有保護(hù)地螺釘。
c、DCS的I/O機(jī)柜：設(shè)有屏蔽接地匯流排，保護(hù)地螺釘，系統(tǒng)地(+24V地)懸浮。
d、儀表柜、手操盤臺(tái)：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，保護(hù)地螺釘。
d、安全柵柜：設(shè)有屏蔽地接地匯流排，本安地接地匯流排，保護(hù)地螺釘。
②信號(hào)屏蔽及其接地
根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)定要求，計(jì)算機(jī)或 DCS系統(tǒng)信號(hào)電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，其接地方式應(yīng)符合下列規(guī)定：
a、當(dāng)信號(hào)源浮空時(shí)，屏蔽層應(yīng)在計(jì)算機(jī)側(cè)接地；
b、當(dāng)信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)源側(cè)接地；
c、當(dāng)放大器浮空時(shí)，屏蔽層的一端與屏蔽罩相連，另一端宜接共模地(當(dāng)信號(hào)源接地時(shí)，接信號(hào)地。當(dāng)信號(hào)源浮空時(shí)接現(xiàn)場地)；
d、當(dāng)屏蔽電纜途經(jīng)接線盒分?jǐn)嗷蚝喜r(shí)，應(yīng)在接線盒內(nèi)將其兩端電纜的屏蔽層連接。
6、DCS系統(tǒng)接地降低土壤電阻率的方法
①改變接地體周圍的土壤結(jié)構(gòu)。在接地體周圍的土壤2-3m范圍內(nèi)，摻入不容于水的、有良好吸水性的物質(zhì)，如木炭、焦碳煤渣或礦渣等，該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5-1/10。
②用食鹽、木炭降低土壤電阻率用食鹽、木炭分層夯實(shí)。木炭和細(xì)摻勻?yàn)橐粚?，約10-15cm厚，再鋪2-3cm的食鹽，共5-8層。鋪好后打入接地體。此法可使電阻率降至原來的1/3-1/5。但食鹽日久會(huì)隨流水流失，一般超過兩年就要補(bǔ)充一次。
③用長效化學(xué)降阻劑。用長效化學(xué)降阻劑方法可使土壤電阻率降至原來的40%。
7、DCS系統(tǒng)接地材料及要求
①接地體與接地網(wǎng)干線的材料要求
接地體和接地網(wǎng)干線所用鋼材規(guī)格可按下表選用，若接地電阻滿足不了要求時(shí)，也可選用銅材。如果接地體和接地網(wǎng)干線安裝在腐蝕性較強(qiáng)的場所，應(yīng)根據(jù)腐蝕的性質(zhì)采取熱鍍鋅、熱鍍錫等防腐措施或適當(dāng)加大截面。
典型的接地體安裝
②接地連線要求
DCS系統(tǒng)的保護(hù)地和屏蔽地連線應(yīng)使用銅芯絕緣電線或電纜連接到廠區(qū)電氣專用接地網(wǎng)或接地體上。當(dāng)接地連線距離較長、DCS系統(tǒng)對(duì)接地電阻要求較高或接地干線分接的支線數(shù)量較多時(shí)，昌暉儀表宜選用表中截面較大的電線電纜。
8、DCS系統(tǒng)現(xiàn)場接地常用注意事項(xiàng)
①現(xiàn)場控制站
接地螺絲因機(jī)柜本體與底座間有膠皮形成絕緣，屏蔽地匯流排與底座間絕緣，現(xiàn)場控制站必須按規(guī)定做好接地處理。即分別接至現(xiàn)場控制站接地匯流排上。I/O柜的電源地與UPS的電源地必須接至同一個(gè)地，保證等電位。
②各個(gè)硬件設(shè)備
操作員站、工程師站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器主機(jī)、系統(tǒng)顯示器等采用外殼接地或直接將電源地線連接至電氣接地網(wǎng)。
③I/O組件
模擬量模件的直流24伏的負(fù)端接至邏輯地匯流排上，邏輯地匯流排接至屏蔽地，再接入總接地匯流排。
④屏蔽地
現(xiàn)場控制站的保護(hù)地應(yīng)從機(jī)柜下方的接地螺釘接至接地分干線, 現(xiàn)場控制站的屏蔽地應(yīng)從接地匯流排接至公共連接板。
⑤接地電阻測試
接地系統(tǒng)的電阻必須進(jìn)行測試，以保證接地能滿足控制系統(tǒng)制造商的要求。
9、DCS系統(tǒng)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(duì)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(hào)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。
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