浅谈地磅仪表系统接地及安装

1.前言

近年来，仪表系统向网络化、智能化方向迅猛发展，

石油化工装置对仪表设备的运行要求也就越来越高，

而仪表设备普遍存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，

一旦仪表设备受到强电干扰,就会威胁仪表设备的正常 工作和安全运行，

轻则使仪表设备工作失灵,重则使仪表设备永 久性损坏,

严重时还可能造成人员伤亡、生产事故。

为了使上述危害减少到最小程度、生产装置正常安全运行，仪表系统接地就显得格外重要，

这也是设计、施工中一个需要引起足够重视的一个环节。

因此，仪表系统接地的正确与否对整个仪表控制系统十分关键。

为此，有必要对这一问题做一探讨
。

2.地磅仪表系统接地

仪表系统接地按用途和作用不同，可分为保护接地和工作接地。

对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。

2. 1保护接地

是指保证仪表、电气设备及人身安全所需接地，包括保护接地、防雷接地和防静电接地。

对仪表系统而言，保护接地就是将正常不带电的仪表外壳、仪表盘等金属部分与接地体有良好的金属连接，

以保证人身和设备安全。例如：如果意外事故使仪表盘带电，仪表盘未作良好接地则对地电压就接近相电压U (220v)若此时人身触及仪表盘则人体接触电压为U, = [R,/ (R。 + R〕] * U,R。

为电源中性点接地电阻值，一般为几个欧姆。R, 为人体电阻值一般情况下可高达1. 5 ~7Kft,不管怎样R,总之远大于R。，所以U, -U。

,通过人体的电流为I, =U,/R, -U/R,, 此时电流可达100mA能使人致命。然而,如果保护接地良好,就 可以避免触电事故，

当出现某意外事故时,就必然出现较大接地电流,保护接地能大大降低人身承受的接地电压，因此不会产生设备损坏及电击致命的严重后果。同样现场仪表桥架、

穿线管应每隔30m与已接地的金属构件相连。一般来讲，使用DC24V 为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。

控制室的仪表自控设备、机柜、仪表盘等应单独设置保护接地汇流排。接至厂区电气专业接地网，接地电阻小于4Ω。

2.2工作接地

指为保证仪表系统正常运行所需接地，

包括信号回路接地、屏蔽接地、逻辑接地和本安仪表接地。

2.2.1信号回路接地

信号回路接地一般有两种情况，一种是仪表设备本身结构形成的事实上的信号回路接地。

例如：为减少测量滞后而采取热电偶与金属套焊接在一起的接地型热电偶等。

另一种是为了达到抑制干扰信号的目的所要求的接地，在保证单点接地情况下，共摸干扰就可得到有效被抑制。

为抑制干扰而使信号回路接地就是直流电源负端接地（信号公共端接地）。

2.2.2屏蔽接地

屏蔽层要起到屏蔽作用就必须接地，

为此如果仪表系统中仪表及信号线要求接地应注意将仪表上屏蔽接线端子、

信号线屏蔽层及未作保护接地但仍要起静电屏蔽作用的导线管、汇线槽，仪表外壳正确可靠接地。

2. 2. 3 逻辑地

也叫机器逻辑地、主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，

也是+5V等的电源输出地。如CPU的正负5伏、正负12伏的负端。需要接入公共接地极。

2. 2. 4 本安地

应独立设置接地系统，接地电阻在4Ω。本安地的接地系统应保持独立，

与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。

本安仪表系统接地除了具有抑制干扰的意义外，

同时也是保证仪表系统本质安全防爆的措施之抑制作用如前所述，

在此重点介绍防爆作用，本安系统主要是借助安全栅将进入危险场所的能量限制在安全限额以内。

对隔离型安全保持器就是在整个仪表回路中采用隔离变压器把危险侧信号和安全侧进行有效的电流隔离,对非隔离型，

则采用齐纳二极管反向击穿特性而进行安全保护.,而对于现场侧接地与控制室一侧安全栅端子的等电位需采取专门措施予以保证。

目前有两种通用方法，一种是限制接地电阻办法，另一种是等电位导线连接办法。

所谓限制接地电阻办法就是要求接地系统保持独立，并且接地电阻矣 4Ω。目前多数就是采用这种方法。

所谓等电位连接法就是将现场接地线直流电源负端以及仪表系统接地端都压接到符合要求的保护接地干线上。

以保证本安仪表系统所有接地的电位平衡。

信号回路只有一个接地点，不能有一个以上接地点，如果出现多个接地点就难免产生电位差，

产生共模信号干扰电流造成对仪表信号的干扰。但究竟在现场还是控制室接地，

宜根据控制系统仪表类型和线路组成来定。

对于控制系统而言一般采用控制室一侧接地对于信号线屏蔽层接地也只能由一个接地点，

且应与信号回路在同一测接地，

其作用是为了消除屏蔽层和信号线间的分布电容所形成的阻抗不高的回路,

避免由此引起的 共摸干扰。

3.接地系统的做法及接地体的设置

在国内石油化工装置中，

我们接触较多的仪表系统的接地主要有两种措施：浮地、多点接地。

浮地是指仪表的工作地与建筑物的接地系统保持绝缘，

这样建筑物接地系统中的电磁干扰就不能传导到仪表系统中，

地电位的变化对仪表系统也无影响。其缺点是该电路易受寄生电容的影响，

而使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路的感应干扰；

由于该电路的地与大地无导体连接，

易产生静电积累而导致静电放电，

可能造成静电击穿或强烈的干扰。

因此，浮地的效果不仅取决于浮地的绝缘电阻的大小，

而且取决于浮地的寄生电容的大小和信号的频率。

多点接地是指仪表、控制系统等设备的工作接地与保护接地分开，

这种接地方式的突出优点是可以就近接地，接地线的寄生电感小。

但是如果较强的雷电波通过保护地进入系统，

电子电路同样会因承受高压而损坏。

由于石油化工装置在多雷电地区防雷要求越来越高，

以上两种接地方式都不能满足防雷的需要，

因此，可以考虑将保护地与工作地相连接,并且接入防雷接地系统，

问题就可以解决了。

接地体的设置应参照《全国通用电气安全标准图、接地装置安装》

,也应考虑现场具体情况选用。要求保护接地和工作接地必须独立设置，

但保护接地是否能同电力系统接地相连接视情况而定。

下列情况应单独设设置仪表接地体：

（1）土壤电阻率较高，接地电阻达不到规定要求的场所。

（2）周围环境有较严重电磁干扰的场所。

（3）所采用的仪表对噪声敏感。

（4）所有仪表远离电力系统接地网。

系统保护接地电阻值宜为4欧姆，

最高不超过10欧姆，

而土壤电阻率较高难以实现这个数值时可以适当提高（或加降阻剂）。