儀表接地系統(tǒng)設計規(guī)范

1、SH 3081-2003目 次前 言21 范圍32 接地分類32.1 保護接地32.2 工作接地32.3 本安系統(tǒng)接地42.4 防靜電接地42.5 防雷接地43 接地方法43.1 保護接地43.2 工作接地53.3 本安系統(tǒng)接地53.4 防靜電接地63.5 防雷接地64 接地系統(tǒng)75 接地連接方法75.1 保護接地75.2 工作接地75.3 本安系統(tǒng)接地85.4 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖86 接地系統(tǒng)接線107 接地電阻10參考文獻11用詞說明12條文說明13前 言本規(guī)范是根據(jù)中國石化2003建標字94號文的通知，由中國石化工程建設公司（中國石化集團北京設計院）對原石油化工儀表接地設計規(guī)范

2、SH 3081-1997進行修改而成。本規(guī)范共分七章。本規(guī)范與石油化工儀表接地設計規(guī)范SH 3081-1997（上一版本）相比，本次修改對原規(guī)范進行了較大的調(diào)整和補充, 參考了國際相關(guān)標準和國內(nèi)有關(guān)標準和規(guī)范，增加了相應的內(nèi)容。在修改過程中，進行了廣泛的調(diào)查研究，吸收了國內(nèi)外有關(guān)標準和規(guī)范的技術(shù)成果，對幾個重要問題進行了多次討論，并組織了行業(yè)、專業(yè)內(nèi)外的專家交流，最后經(jīng)審查定稿。本規(guī)范在實施過程中，如發(fā)現(xiàn)需修改或補充之處，請將意見和有關(guān)資料提供給主編單位（地址：北京西城區(qū)安德路甲67號，郵政編碼：100011），以便今后修訂時參考。本規(guī)范由主編單位負責解釋。本規(guī)范的主編單位：中國石化工程建設公

3、司主要起草人：葉向東 惲 春1 范圍 本規(guī)范規(guī)定了儀表接地分類、接地方法、接地系統(tǒng)、接地連接方法、接地系統(tǒng)接線、接地電阻等內(nèi)容。 本規(guī)范規(guī)定的儀表及控制系統(tǒng)接地種類有：保護接地、工作接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地(以下稱：本安系統(tǒng)接地)、防靜電接地和防雷接地。 本規(guī)范適用于石油化工企業(yè)新建及擴建項目的儀表及自動控制系統(tǒng)工程的儀表、分散型控制系統(tǒng)（DCS）、可編程序控制系統(tǒng)（PLC）、工業(yè)控制計算機系統(tǒng)（IPC）、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、火災及可燃氣體和有毒氣體檢測系統(tǒng)（FGS）、過程控制計算機系統(tǒng)（PCCS）等的接地系統(tǒng)設計。改造設計可參照執(zhí)行。 執(zhí)行本規(guī)范時，尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)強制性標準規(guī)范的要求

4、。2 接地分類2.1 保護接地2.1.1 保護接地（也稱為安全接地）是為人身安全和電氣設備安全而設置的接地。儀表及控制系統(tǒng)的外露導電部分，正常時不帶電，在故障、損壞或非正常情況時可能帶危險電壓，對這樣的設備，均應實施保護接地。2.1.2 低于36 V供電的現(xiàn)場儀表，可不作保護接地，但有可能與高于36 V電壓設備接觸的除外。2.1.3 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。2.2 工作接地2.2.1 儀表及控制系統(tǒng)工作接地包括：儀表信號回路接地和屏蔽接地。本規(guī)定中的工作接地，均指儀表及控制系統(tǒng)工作接地。2.2.2 隔離信號可以

5、不接地。這里的“隔離”是指每一輸入信號（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，其電源是獨立的、相互隔離的。2.2.3 非隔離信號通常以直流電源負極為參考點，并接地。信號分配均以此為參考點。2.2.4 儀表工作接地的原則為單點接地，信號回路中應避免產(chǎn)生接地回路，如果一條線路上的信號源和接收儀表都不可避免接地，則應采用隔離器將兩點接地隔離開。2.3 本安系統(tǒng)接地2.3.1 采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)，不需要專門接地。2.3.2 采用齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)則應設置接地連接系統(tǒng)。2.3.3 齊納式安全柵的本安系統(tǒng)接地與儀表信號回路接地不應分開。2.4 防靜

6、電接地2.4.1 安裝DCS、PLC、SIS等設備的控制室、機柜室、過程控制計算機的機房，應考慮防靜電接地。這些室內(nèi)的導靜電地面、活動地板、工作臺等應進行防靜電接地。2.4.2 已經(jīng)做了保護接地和工作接地的儀表和設備，不必再另做防靜電接地。2.5 防雷接地2.5.1 當儀表及控制系統(tǒng)的信號線路從室外進入室內(nèi)后，需要設置防雷接地連接的場合，應實施防雷接地連接。2.5.2 儀表及控制系統(tǒng)防雷接地應與電氣專業(yè)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。3 接地方法3.1 保護接地3.1.1 儀表及控制系統(tǒng)的保護接地應按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行，并應接入電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地網(wǎng)。3

7、.1.2 控制室用電應采用TN-S系統(tǒng)。整個系統(tǒng)中，保護線PE與中線N是分開的。3.1.3 儀表電纜槽、電纜保護金屬管應作保護接地，可直接焊接或用接地線連接在附近已接地的金屬構(gòu)件或金屬管道上，并應保證接地的連續(xù)和可靠，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，應進行可靠的導電連接。3.1.4 儀表及控制系統(tǒng)的保護接地系統(tǒng)應實施等電位連接。3.1.5 儀表信號用的鎧裝電纜應使用鎧裝屏蔽電纜，其鎧裝保護金屬層，應至少在兩端接至保護接地。3.2 工作接地3.2.1 需要進行接地的儀表信號回路，應實施工作接地連接。3.2.2 工作接地在工作接地匯總板之前不應與保護接地混接。

8、3.2.3 工作接地的連線，包括各接地線、接地干線、接地匯流排等，在接至總接地板之前，除正常的連接點外，都應當是絕緣的。工作接地最終與接地體或接地網(wǎng)的連接應從總接地板單獨接線。3.2.4 信號屏蔽電纜的屏蔽層接地應為單點接地，應根據(jù)信號源和接收儀表的不同情況采用不同接法。當信號源接地時，信號屏蔽電纜的屏蔽層應在信號源端接地，否則，信號屏蔽電纜的屏蔽層應在信號接收儀表一側(cè)接地。3.2.5 現(xiàn)場儀表接線箱兩側(cè)的電纜屏蔽層應在箱內(nèi)用端子連接在一起。3.3 本安系統(tǒng)接地3.3.1 齊納式安全柵的本安系統(tǒng)接地連接示意圖見圖1。3.3.2 齊納式安全柵的接地匯流排或接地導軌（以下統(tǒng)稱接地匯流排）必須與直流

9、電源的負極相連接。3.3.3 齊納式安全柵的接地匯流排通過接地導線及總接地板最終應與交流電源的中線起始端相連接。3.3.4 齊納式安全柵的接地連接導線宜為兩根。圖1 本安系統(tǒng)接地連接圖3.4 防靜電接地3.4.1 控制系統(tǒng)防靜電接地應與保護接地共用接地系統(tǒng)。3.4.2 電氣保護接地線可用作靜電接地線。3.4.3 不得使用電氣供電系統(tǒng)的中線作防靜電接地。3.5 防雷接地3.5.1 儀表電纜槽、儀表電纜保護管應在進入控制室處，與電氣專業(yè)的防雷電感應的接地排相連。3.5.2 控制室內(nèi)的儀表信號雷電浪涌保護器的接地線應接到工作接地匯總板，雷電浪涌保護器的接地匯流排應接到工作接地匯總板或總接地板。3.5

10、.3 控制室內(nèi)儀表供電的雷電浪涌保護器應與配電柜的保護接地匯總板或電氣專業(yè)的防雷電感應的接地排相連。3.5.4 儀表電纜保護管、儀表電纜鎧裝金屬層應在需要進行防雷接地處，與電氣專業(yè)的防雷電感應的接地排相連。3.5.5 現(xiàn)場儀表的雷電浪涌保護器應與電氣專業(yè)的現(xiàn)場防雷電感應的接地排相連。3.5.6 在雷擊區(qū)室外架空敷設的不帶屏蔽層的多芯電纜，備用芯應接入屏蔽接地；對屏蔽層已接地的屏蔽電纜或穿鋼管敷設或在金屬電纜槽中敷設的電纜，備用芯可不接地。4 接地系統(tǒng)4.1 接地裝置由接地極（接地體）、接地總干線（接地總線）、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

11、。4.2 接地系統(tǒng)由接地裝置、工作接地匯總板、保護接地匯總板、接地干線、各類接地匯流排等組成。4.3 儀表及控制系統(tǒng)的工作接地、保護接地、防雷接地應與電氣的低壓配電系統(tǒng)合用接地裝置。4.4 接地裝置的設計應按電氣的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行。5 接地連接方法5.1 保護接地5.1.1 儀表及控制系統(tǒng)保護接地的各接地干線應匯接到保護接地匯總板，再由保護接地匯總板經(jīng)接地干線接到總接地板上。5.1.2 當保護接地匯總板和總接地板合用時，保護接地的各接地干線直接接到總接地板上。5.1.3 儀表及控制系統(tǒng)交流供電中線的起始端應經(jīng)保護接地干線接到總接地板上。5.1.4 總接地板經(jīng)接地總干線接到接地極。5.2

12、工作接地5.2.1 儀表及控制系統(tǒng)工作接地的各接地干線應分別接到工作接地匯總板，再由工作接地匯總板經(jīng)兩根單獨的工作接地干線接到總接地板。5.2.2 當有多個儀表需工作接地時，宜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連接端子排，再經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。5.2.3 儀表信號公共點接地、DCS、PLC、SIS等的非隔離輸入的接地，均應分別單獨接到接地連接端子排或工作接地匯流排上，然后通過接地干線接到工作接地匯總板。5.2.4 當有多根信號屏蔽電纜的屏蔽層接地時，宜先將各信號屏蔽電纜的屏蔽層匯接到工作接地匯流排，再經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。5.2.5 直流電源的負端必須

13、接到本機柜的工作接地匯流排，不設工作接地匯流排的情況應經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。5.2.6 根據(jù)需要，工作接地匯流排可有多個。5.3 本安系統(tǒng)接地5.3.1 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。5.3.2 齊納式安全柵的各接地匯流排也可分別經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。每個匯流排的工作接地干線宜使用兩根單獨的導線。5.3.3 齊納式安全柵的各接地匯流排也可由工作接地干線串接，兩端應分別經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。5.3.4 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

14、機柜的工作接地匯流排或安全柵匯流排上。5.4 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖5.4.1 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖（一）見圖2。5.4.2 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖（二）見圖3。圖2 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖（一）圖3 儀表及控制系統(tǒng)接地連接原理圖（二）6 接地系統(tǒng)接線6.1 接地系統(tǒng)的導線應采用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜。6.2 接地系統(tǒng)的各接地匯流排可采用截面為25 mm×6 mm的銅條制作。6.3 接地系統(tǒng)的各接地匯總板應采用銅板制作，厚度不小于6 mm，長、寬尺寸按需要確定。6.4 機柜內(nèi)的保護接地匯流排應與機柜進行可靠的電氣連接。6.5 工作接地匯流排、工作接地匯總

15、板應采用絕緣支架固定。6.6 接地系統(tǒng)的各種連接應牢固、可靠，并應保證良好的導電性。接地線、接地干線、接地總干線與接地匯流排、接地匯總板的連接應采用銅接線片和鍍鋅鋼質(zhì)螺栓，并應有防松件，或采用焊接。6.7 各類接地連線中，嚴禁接入開關(guān)或熔斷器。6.8 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： a) 接地線：1 mm22.5 mm2； b) 接地干線：4 mm216 mm2； c) 連接總接地板的接地干線：10 mm225 mm2； d) 接地總干線：16 mm250 mm2； e) 雷電浪涌保護器接地線：2.5 mm24 mm2。6.9 雷電浪涌保護器接地線應盡可能短，并

16、且避免彎曲敷設。6.10 接地系統(tǒng)的標識顏色為綠色或綠、黃兩色。7 接地電阻7.1 從儀表或設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。7.2 接地極對地電阻與接地連接電阻之和稱為接地電阻。7.3 儀表及控制系統(tǒng)的接地電阻為工頻接地電阻，不應大于4 。7.4 儀表及控制系統(tǒng)的接地連接電阻不應大于1 。參考文獻本規(guī)范參考文獻如下：GB 50057 建筑物防雷設計規(guī)范GBJ 65 工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范DL/T 621 交流電氣裝置的接地SH 3097 石油化工靜電接地設計規(guī)范IEC364-5-548 信息技術(shù)裝置的接地和等電位連接Earthing arrang

17、ements and equipotential bonding for information technology installationsIEC60079-14 危險場所的電氣設備安裝（煤礦除外）Electrical installation in hazardous areas(other than mines)IEC/TS61312-2 防雷擊電磁脈沖 第2部分：接地、建筑物屏蔽、建筑物內(nèi)部的等電位連接Protection against lightning electromagnetic impulse Part 2 Shielding of structures，bonding

18、 inside structures and earthingISA-RP12.6 危險場所儀表的接地實施 第一部分：本質(zhì)安全Wiring Practices for Hazardous (Classified) Locations Instrumentation Part 1： Intrinsic Safety用 詞 說 明本規(guī)定條文中要求執(zhí)行嚴格程度不同的用詞，說明如下：1 表示很嚴格，非這樣做不可的用詞正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”。2 表示嚴格，在正常情況下均這樣做的用詞正面詞采用“應”，反面詞采用“不應或不得”。3 表示允許稍有選擇，在條件許可時首先這樣做的用詞正面詞采用“宜

19、”，反面詞采用“不宜”。4 表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞采用“可”。中華人民共和國行業(yè)標準石油化工儀表接地設計規(guī)范Design code for instrument grounding in petrochemical engineeringSH 3081-2002條文說明2002 北京19SH 3081-2003目 次1 范圍152 接地分類152.1 保護接地152.2 工作接地152.3 本安系統(tǒng)接地152.5 防雷接地153 接地方法163.1 保護接地163.2 工作接地163.3 本安系統(tǒng)接地163.4 防靜電接地163.5 防雷接地174 接地系統(tǒng)175 接地連接方

20、法187 接地電阻181 范圍 本規(guī)范從工程設計的角度出發(fā)，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。本規(guī)范中的儀表是廣義的，包括各種類型的用電儀表及按鈕、開關(guān)、繼電器等電器。 本規(guī)范在接地種類中包括了防靜電接地。在接地方法上參照了國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范，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、屏蔽接地）、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地、防靜電接地和防雷接地共用接地裝置。2 接地分類2.1 保護接地2.1.1 儀表及控制系統(tǒng)的保護接地與電氣專業(yè)的保護接地的定義和概念是相同的，

21、所以有關(guān)規(guī)定應當是統(tǒng)一的，應當按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行設計。2.2 工作接地2.2.2 本規(guī)范的儀表及控制系統(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計。正確的接地是消除干擾的重要措施。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。2.3 本安系統(tǒng)接地2.3.2 本質(zhì)安全系統(tǒng)接地通常討論的是齊納式安全柵接地。從電氣接線上，齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)接地與儀表信號回路接地是分不開的。但本安系統(tǒng)接地的工作原理和作用與儀表工作接地不同，類似于設備保護接地，所以在接地方法和接地連接方法中均單獨分節(jié)規(guī)定。2.5 防雷接地本規(guī)范不是儀表防雷工程設計的規(guī)定，所以僅規(guī)定了儀表防雷

22、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。3 接地方法3.1 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，所以應按電氣專業(yè)的有關(guān)標準規(guī)范和方法進行，并應接入電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地網(wǎng)，即等電位共用接地網(wǎng)。根據(jù)國家標準建筑物防雷設計規(guī)范GB 50057，“等電位連接（Equipotential bonding）”的定義為：將分開的設備、諸導電物體用導體或電涌保護器連接起來以使各設備、物體之間的電位相等。3.2 工作接地3.2.1 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

23、系列儀表是典型的公共接地儀表。3.2.3 雖然工作接地和保護接地最終是連接到一起的，但這兩類接地應分別連接匯總，不應混接。3.3 本安系統(tǒng)接地3.3.1 兩線制或三線制變送器是由直流電源供電的，為使安全柵能在直流電源故障時實現(xiàn)對危險場所的保護功能，安全柵接地必須與直流電源的公共端相連接。3.3.2 為使安全柵能在交流電源故障時實現(xiàn)對危險場所的保護功能，安全柵接地又必須與交流供電的中線相連。這就決定了安全柵接地最終應是電氣系統(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。3.3.3 為檢測本安系統(tǒng)接地連接電阻，采用兩根導線連接安全柵接地匯流排與總接地板，斷開其中

24、一根，即可測得回路電阻，估算出連接電阻。3.3.4 齊納式安全柵的本安系統(tǒng)接地連接圖（圖1）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。3.4 防靜電接地3.4.1 靜電放電的特點是高電壓、小電流、時間短。抑制或消除靜電放電應采取多種措施，除盡量避免產(chǎn)生靜電外，及時泄放靜電是有效手段之一。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104 106 數(shù)量級的，所以，很多相應的規(guī)范、資料規(guī)定用于防靜電接地的電阻為100 。并且，防靜電接地應與其它接地系統(tǒng)共用接地裝置。3.5 防雷接地儀表及控制系統(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。本規(guī)范不

25、是儀表及控制系統(tǒng)防雷工程的規(guī)范，僅對儀表及控制系統(tǒng)防雷接地作出一般規(guī)定。國家標準建筑物防雷設計規(guī)范GB 50057提供了很好的依據(jù)和參考，規(guī)定了防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入。該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。防雷電感應的接地裝置應由電氣專業(yè)按GB 50057的規(guī)定設置。4 接地系統(tǒng)4.1 有關(guān)術(shù)語定義如下： 埋入地中直接與大地接觸并與大地形成電氣連接的金屬導體，稱為接地極或接地體。 用來連接接地極與總接地板的導體，稱為接地總干線（電氣專業(yè)稱為接地總線）。 為便于連接工作接地匯總板、保護接地匯總板等和接地總干線而設置的金屬板，稱為總接地板

26、（電氣專業(yè)稱為總接地端子、接地母排）。 為便于連接保護接地干線等而設置的金屬板，稱為保護接地匯總板。4.2 有關(guān)術(shù)語定義如下： 為便于連接工作接地干線而設置的金屬板，稱為工作接地匯總板。 用于連接多個同類接地匯流排、各需接地的設備與接地匯總板的導線，稱為接地干線。接地干線也用于連接總接地板與工作接地匯總板或保護接地匯總板。4.3 本規(guī)范根據(jù)接地工作原理和相關(guān)的國家標準、國際標準，規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)的工作接地、保護接地、防雷接地應共用一組接地裝置。 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)通信設備、數(shù)據(jù)處理設備、建筑物內(nèi)帶有接地返回通路的信號裝置、建筑物內(nèi)直流供電的信息技術(shù)裝置的通信網(wǎng)絡、局域通信網(wǎng)、火災報警系統(tǒng)和入侵報警系統(tǒng)、諸如直接數(shù)字控制系統(tǒng)的建筑服務設備、計算機輔助制造（CAM）和其它計算機輔助服務系統(tǒng)。該標準還規(guī)定了允許接到接地匯總導體上的匯流排還有：遠程通信電纜或設備的屏蔽、過電壓保護裝置的接地匯流排、無線電通信天線系統(tǒng)的接地匯流排、信息技術(shù)裝置直流供電系統(tǒng)的接地匯流排、功能接地匯流排等。 國家標準建筑物防雷設計規(guī)范GB 50057規(guī)定