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【锅炉圈】带你走近观察现场仪表接地!

锅炉圈2020-02-13 13:12:52

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化工厂仪表和控制系统的接地目的是什么?其一,是为保护人身安全和电气设备的安全运行;其二,是为仪表信号的传输和抗干扰。“接地是电流返回其源的低阻抗通道”。仪器仪表安装之后,正确的接地能让自动化和控制系统减少不必要故障和误差的出现。那么,现场仪表都有哪些接地呢?



化工厂常见现场仪表接地举例


流量计接地


变送器与热电阻接地


变送器接地


压力变送器接地


远传液位计接地


流量计接地


电磁流量计接地

仪表接地分类


仪表接地分类有保护接地、 工作接地、 本安系统接地、 防静电接地、防雷接地。


保护接地


也称为安全接地,是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。各种用电仪表的金属外壳及自控设备正常情况不带电的金属部分,由于非正常现象的出现(如绝缘破损等),而有可能使其带有危险电压,对这样的设备,均应实施保护接地。保护接地就是给危险电压提供一条通路,使之不经过人体。


注意事项:

1.安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时,在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等金属部分可不接地。

2.安装在非防爆场合金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与己做保护接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不单作保护接地。

3.低于36V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,无特殊需要可不做保护接地。但有可能与高于36V电压设备接触的除外。

4.己做了保护接地的自控设备即可认为己作了静电接地。在控制室内使用防静电活动地板时,应做静电接地。静电接地应与保护接地合用接地系统。



屏蔽接地


屏蔽接地的作用是抑制电容性耦合干扰,降低电磁干扰。仪表系统中用以降低电磁干扰的部件如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子,均应作屏蔽接地。


屏蔽接地应满足下列要求:

①仪表系统中用以降低电磁卡扰的部件如:电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子均应作屏蔽接地。

②室外架空敷设的不带屏蔽层的普通多芯电缆的备用芯应接地。

③屏蔽电缆的屏蔽层已接地,备用芯可不接地。

④穿保护管的多芯电缆备用芯可不接地。



防雷接地



  • 当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后,设有电源保护器或其它需要设置防雷接地连接的场合,应实施防雷接地连接。

  • 仪表及控制系统防雷接地应与电气系统防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。

  • 若无可共用的电气专业防雷接地系统,应向电气专业提出设计要求,由电气专业设计。

防雷接地连接方式:

  • 仪表电缆槽、仪表电缆保护管进入控制室处,应与电气专业的防雷电感应的接地装置相连。

  • 控制室内的防雷保护器应与电气专业的防雷电感应的接地装置相连。

  • 在需要仪表电缆保护管、仪表电缆铠装层进行防雷接地处,应与电气专业的防雷电感应的接地装置相连。

  • 现场仪表的防雷保护器应与电气专业的现场防雷电感应的接地装置相连。

  • 雷击区室外架空敷设的不带屏蔽层的多芯电缆,备用芯应接入屏蔽接地;

  • 对屏蔽层已接地的屏蔽电缆或穿钢管敷设或在金属电缆槽中敷设的电缆,备用芯可不接地。


接地知识问答


保护接地汇总板和总接地板合用的接地连接示意图




为什么要将模拟地和数字地分开?


屏蔽电缆的屏蔽层都要接到单板的接口地上而不是信号地上。

这是因为信号地上有各种的噪声,如果屏蔽层接到了信号地上,噪声电压会驱动共模电流沿屏蔽层向外干扰。

所以设计不好的电缆线一般都是电磁干扰的最大噪声输出源。

当然前提是接,地也要非常的干净。



单板上的信号如何接地?


对于一般器件来说,就近接地是最好的。

采用了拥有完整地平面的多层板设计后,对于一般信号的接地就非常容易了。

基本原则是保证走线的连续性,减少过孔数量。

靠近地平面或者电源平面,等等。



单板的接口器件如何接地?


有些单板会有对外的输入输出接口,比如串口连接器,网口RJ45连接器等等,如果对它们的接地设计得不好也会影响到正常工作,例如网口互连有误码,丢包等,并且会成为对外的电磁干扰源,把板内的噪声向外发送。


一般来说会单独分割出一块独立的接口地,与信号地的连接采用细的走线连接,可以串上0欧姆或者小阻值的电阻。

细的走线可以用来阻隔信号地上噪音过到接口地上来。同样的,对接口地和接口电源的滤波也要认真考虑。

仪表自控防雷及接地常见问题


  • 室外变送器无内置或外置防浪涌模块;

  • 带浪涌模块的变送器未有效接地;

  • 防浪涌模块的接地端未接地;

  • 电缆的铠装层未两端接地;

  • 电缆的屏蔽层未接地、或多点接地、或未电气连通;

  • 电气柜的接地铜排、柜门未接地;

  • 控制柜内主接地铜排接至接地网的铜导线截面积太小。

带内置防浪涌模块的变送器


配外置防浪涌模块的变送器


带浪涌模块的变送器未有效接地



电缆铠装层、屏蔽层接地


电缆铠装层、屏蔽层接地


接地铜排、柜门接地



接地铜排接地


防浪涌模块接地(一)


防浪涌模块接地(二)



防浪涌模块接地(三)


现场防爆箱铠装层接地、屏蔽层连通



拼到无能为力,累到感动自己,

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