儀表接地技術(shù)課件

儀表接地系統(tǒng)儀表接地系統(tǒng)1為保證自動化儀表系統(tǒng)穩(wěn)定準(zhǔn)確地運行，保障人身和設(shè)備安全，要設(shè)計和配置接地系統(tǒng)。為保證自動化儀表系統(tǒng)穩(wěn)定準(zhǔn)確地運行，保障人身和設(shè)備安全，要21儀表接地系統(tǒng)的分類和作用

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、防靜電接地和防雷接地。1.1保護接地保護接地(也稱為安全接地)是為人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地。儀表及控制系統(tǒng)的外露導(dǎo)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(shè)備，均應(yīng)實施保護接地。保護接地就是給危險電壓提供一條通路，使之不經(jīng)過人體。1儀表接地系統(tǒng)的分類和作用

儀表及控制系統(tǒng)接地種類有：3保護接地的保護作用原理，從圖5—1可以看出，若表盤未作保護接地(圖5—1(a))，表盤帶電時，此時如果人體觸及表盤，電流經(jīng)人體和電源中性接地電阻而形成通路，人就遭受觸電的危害。若將表盤加上接地裝置，如圖5—1(b)，此時儀表盤由于意外事故帶電時，接地短路電流將沿著接地體和人體兩條通路流過。由于表盤通過接地線與接地體相接，人體觸及時，接觸電壓已在危險電壓以下，并且人體的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻R′，所以通過人體的電流很小，短路電流大多通過接地電阻R′d，這樣人體就避免了觸電的危險。所以，要求工業(yè)計算機機柜和儀表盤(柜、箱、架)及底座、用電儀表外殼、配電(箱)、接線盒、匯線槽、導(dǎo)線管及鎧裝電纜的鎧裝護層等用金屬接地線同接地體做牢固的連接，以保證良好的接地。保護接地的保護作用原理，從圖5—1可以看出，若表盤未作保護接4圖5—1人體觸及帶電表盤時的電流通路

圖5—1人體觸及帶電表盤時的電流通路5對于安全電壓值的規(guī)定，各國并不完全相同。我國習(xí)慣采用36V和12V，國外有的規(guī)定為50V和25V；而日本某些公司則規(guī)定60V以下的用電儀表可以不作保護接地。低于36V供電的現(xiàn)場儀表、變送器、就地開關(guān)等，若無特殊要求時可不作保護接地。由于現(xiàn)場的安裝情況非常復(fù)雜，低于36V供電的現(xiàn)場儀表的金屬外殼也可能接觸到高于36V的其它電源，在這樣的情況下這些儀表的外殼也應(yīng)作保護接地。當(dāng)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，可不做保護接地。對于安全電壓值的規(guī)定，各國并不完全相同。我國習(xí)慣采用36V61.2工作接地工作接地的作用是保證儀表精確、可靠地正常工作。它包括信號回路接地、屏蔽接地和本安系統(tǒng)接地。1、儀表信號回路接地在儀表及控制系統(tǒng)中，信號分為隔離信號和非隔離信號。隔離信號一般可以不接地。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。非隔離信號需要建立一個信號公共參考點，非隔離信號通常以直流電源負(fù)極為參考點，并接地。信號分配均以此為參考點。同時這種電路的共模抑制電壓通常很小，為了減小由此引進的共模干擾，也需要對此總進線接地。1.2工作接地7

2、屏蔽接地屏蔽接地的作用是抑制電容性耦合干擾，降低電磁干擾。儀表系統(tǒng)中用以降低電磁干擾的部件如電纜的屏蔽層、排擾線、儀表上的屏蔽接地端子，均應(yīng)作屏蔽接地。在強雷擊區(qū)，室外架空敷設(shè)的不帶屏蔽層的普通多芯電纜，其備用芯應(yīng)按照屏蔽接地。如果是屏蔽電纜，屏蔽層已接地，則備用芯可不接地，穿管多芯電纜備用芯也可不接地。在儀表系統(tǒng)中要作屏蔽接地的有：①導(dǎo)線的屏蔽層、排擾線；②儀表上的屏蔽接地端子；③未作保護接地而起屏蔽作用的金屬導(dǎo)線管、金屬匯線槽及金屬儀表外殼。2、屏蔽接地8

3、本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)接地本安儀表系統(tǒng)接地除了具有抑制干擾的作用外，還有使儀表系統(tǒng)具有本安性質(zhì)的措施之一。本安儀表系統(tǒng)的本安性能是借助于安全柵的隔離和能量限制作用，以保證進入危險的能量限制在安全定額以下，從而達(dá)到安全火花型防爆性能。安全柵可以分成兩種類型，一種是隔離型，另一種是非隔離型。采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)，不需要專門接地。采用齊納安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)，其接地與儀表信號回路接地不應(yīng)分開。3、本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)接地9本安儀表系統(tǒng)需要接地的應(yīng)包括：①安全柵的接地端子；②架裝盤裝儀表上的接地端子；③24V直流電源的負(fù)極；④現(xiàn)場儀表金屬外殼、現(xiàn)場儀表盤(柜、箱、架子)、現(xiàn)場接線盒、導(dǎo)線管、匯線槽等配線金屬構(gòu)件。本安儀表系統(tǒng)需要接地的應(yīng)包括：10

1.3防靜電接地絕緣體或高電阻體由于感應(yīng)或磨擦等原因均可能造成電荷積聚。積聚的電荷可能對儀表和控制信號造成干抗，靜電荷放電可能損壞儀表設(shè)備。為防止靜電的危害，一方面采取措施抑制靜電的產(chǎn)生，另一方面應(yīng)采用接地的方法給靜電提供宣泄的通路，使之不能積聚。安裝DCS、PLC、SIS等設(shè)備的控制室、機柜室、過程控制計算機的機房，應(yīng)考慮防靜電接地。這些室內(nèi)的導(dǎo)靜電地面、活動地板、工作臺等應(yīng)進行防靜電接地。已經(jīng)做了保護接地和工作接地的儀表和設(shè)備，不必再另做防靜電接地。1.3防靜電接地111.4防雷接地防雷主要指防直擊雷、防雷電感應(yīng)、防反擊和防雷電波侵入。1、防直擊雷對于建筑物、貯油罐、貯氣罐、高壓架空線等，要采取防直擊雷措施。一般是采用避雷針或避雷帶。2、防雷電感應(yīng)防雷電感應(yīng)分為防靜電感應(yīng)和防電磁感應(yīng)。1.4防雷接地12（1）防靜電感應(yīng)①將建筑物和構(gòu)筑物的金屬設(shè)備、管道金屬構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等接地。②將建筑物和構(gòu)筑物的金屬屋面、屋面結(jié)構(gòu)鋼筋、屋面金屬網(wǎng)格以及突出屋面的金屬體接地。防靜電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)與電氣設(shè)備接地裝置共用。（2）防電磁感應(yīng)為了防止電磁感應(yīng)，平行敷設(shè)的長金屬物體，如管道、構(gòu)架、電纜外皮等，相距不到l00mm時，每隔20～30m需用金屬線跨接；交叉或接近不到l00mm時，交叉或接近處也應(yīng)跨接。同時，管道連接處，如彎頭、閥門、法蘭盤等，不能保持良好接觸時，需用金屬線跨接。用絲扣緊密連接的Φ25及以上的管接頭和法蘭盤，在非腐蝕情況下，可不跨接。（1）防靜電感應(yīng)133、防反擊防雷裝置在承受雷擊時，接閃器、引下線、接地裝置呈現(xiàn)很高電壓，可能擊穿鄰近導(dǎo)體的絕緣，造成反擊。為此，必須保證接閃器、引下線、接地裝置與鄰近導(dǎo)體之間保持足夠的安全距離。獨立避雷針空中距離一般不得小于5m。避雷線空中距離一般也不得小于5m。接地裝置地下距離一般不得小于3m。3、防反擊144、防雷電波侵入為了防止電磁感應(yīng)，低壓線路宜采用電纜直接埋地，否則入戶端可采用一段鎧裝電纜引入，直接埋地長度不應(yīng)小于50m，電纜與架空線連接處應(yīng)裝閥型避雷器。當(dāng)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(shè)置防雷接地連接的場合，應(yīng)實施防雷接地連接。儀表接地技術(shù)ppt課件152接地系統(tǒng)的構(gòu)成

接地系統(tǒng)由接地線、接地匯流排、接地匯總板、接地體(接地極)等幾部分組成。圖5—2所示的為儀表及控制系統(tǒng)接地示意圖。2接地系統(tǒng)的構(gòu)成

接地系統(tǒng)由接地線、接地匯流排、接地匯總16圖5—2儀表及控制系統(tǒng)接地示意圖圖5—2儀表及控制系統(tǒng)接地示意圖17接地線—把電氣儀表、電氣設(shè)備的接地部分和接地體連接用的金屬導(dǎo)體稱為接地線。接地體—埋入地中并和大地接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體。有人工接地體和自然接地體之分。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等稱為自然接地體。接地裝置—接地線和接地體總和稱為接地裝置。接地線—把電氣儀表、電氣設(shè)備的接地部分和接地體連接用的金屬導(dǎo)183接地系統(tǒng)的接地連接方法和原則3.1保護接地1、儀表及控制系統(tǒng)的保護接地應(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和方法進行，并應(yīng)接入電氣專業(yè)的低壓配電系統(tǒng)接地網(wǎng)。2、控制室用電應(yīng)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。儀表及控制系統(tǒng)交流供電中線的起始端應(yīng)經(jīng)保護接地干線接到總接地板上。3、儀表電纜槽、電纜保護金屬管應(yīng)做保護接地，可直接焊接或用接地線連接在附近己接地的金屬構(gòu)件或金屬管道上，并應(yīng)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(yīng)進行可靠的導(dǎo)電連接。3接地系統(tǒng)的接地連接方法和原則3.1保護接地194、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(yīng)按電氣專業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和方法進行，并應(yīng)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)。等電位連接的定義為：將分開的設(shè)備、諸如導(dǎo)電物體用導(dǎo)體或電涌保護器連接起來以使各設(shè)備、物體之間的電位相等。5、儀表信號用的鎧裝電纜應(yīng)使用鎧裝屏蔽電纜，其鎧裝保護金屬層，應(yīng)至少在兩端接至保護接地。儀表接地技術(shù)ppt課件203.2工作接地

1、工作接地在工作接地匯總板之前不應(yīng)與保護接地混接。2、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(yīng)當(dāng)是絕緣的。工作接地最終與接地體或接地網(wǎng)的連接應(yīng)從總接地板單獨接線。3、儀表工作接地的原則為單點接地，信號回路中應(yīng)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(yīng)采用隔離器將兩點接地隔離開。3.2工作接地

1、工作接地在工作接地匯總板之前不應(yīng)與保21信號屏蔽電纜的屏蔽層接地應(yīng)為單點接地，由于地電位差的存在，如果出現(xiàn)一個以上的接地點就會形成地回路，使儀表引入干擾，所以同一信號回路、同一屏蔽層或排擾線只能有一個接地點，不能有一個以上的接地點，除了既定接地以外，其他部位應(yīng)與一切金屬構(gòu)件絕緣。因此，應(yīng)根據(jù)信號源和接收儀表的不同情況采用不同接法。當(dāng)信號源接地時，信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)在信號源端接地，否則，信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)在信號接收儀表一側(cè)接地。①現(xiàn)場儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。見圖5—3信號屏蔽電纜的屏蔽層接地應(yīng)為單點接地，由于地電位差的存在，如22①現(xiàn)場儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。見圖5—3

圖5—3信號回路在控制室側(cè)接地示意圖①現(xiàn)場儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。見圖5—3

圖23②對于被要求或必須在現(xiàn)場接地的現(xiàn)場儀表，應(yīng)在現(xiàn)場側(cè)接地。如接地型熱電偶、pH計溶液和電磁流量計等均在現(xiàn)場接地。見圖5—4圖5—4信號回路在現(xiàn)場側(cè)接地示意圖②對于被要求或必須在現(xiàn)場接地的現(xiàn)場儀表，應(yīng)在現(xiàn)場側(cè)接地。如24③對于被要求或必須在現(xiàn)場接地，同時又要將控制室接收儀表在控制室接地的，應(yīng)將兩個接地點作電氣隔離。儀表線路中常用隔離變壓器來實現(xiàn)，見圖5—5圖5—5信號回路在控制室和現(xiàn)場兩側(cè)同時接地示意圖③對于被要求或必須在現(xiàn)場接地，同時又要將控制室接收儀表在25④現(xiàn)場儀表接線箱兩側(cè)的電纜屏蔽層應(yīng)在箱內(nèi)跨接，現(xiàn)場儀表接線箱內(nèi)的多芯電纜備用芯要在箱內(nèi)作跨接。見圖5—6圖5—6現(xiàn)場接線箱兩側(cè)的電纜屏蔽層和備用線芯跨接示意圖④現(xiàn)場儀表接線箱兩側(cè)的電纜屏蔽層應(yīng)在箱內(nèi)跨接，現(xiàn)場儀表接線263.3本安系統(tǒng)接地

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。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(yīng)是電氣系統(tǒng)接地。3、采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)，不需要專門接地。采用齊納安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)，其接地與儀表信號回路接地不應(yīng)分開。3.3本安系統(tǒng)接地

1、兩線制或三線制變送器是由直流電源271）隔離型安全柵隔離型的除了限流限壓作用外，還具有電氣隔離作用。隔離式安全柵分為輸入式安全柵和輸出式安全柵兩種。輸入式安全柵和變送器配合使用，輸出式安全柵則與執(zhí)行器配合使用。①輸入式安全柵圖5—7所示為輸入式安全柵原理圖。從圖中看到，輸入式安全柵主要由電壓電流限制器、直流／交流變換器、整流濾波電路Ⅰ、隔離變壓器T2、共基極放大器、整流濾波電路Ⅱ等部分組成。1）隔離型安全柵28圖5—7輸入式安全柵原理圖圖5—7輸入式安全柵原理圖29輸入式安全柵是現(xiàn)場二線制變送器與控制室儀表及電源聯(lián)系的紐帶，它一方面為變送器提供電源，另一方面將來自變送器的4～20mADC信號，經(jīng)隔離變壓器線性地轉(zhuǎn)換成4～20mADC(或1—5VDC)信號，傳送給控制室內(nèi)的儀表。在上述傳遞過程中，依靠雙重限壓限流電路，使任何情況下輸往危險場所的電壓不超過30VDC，電流不超過30mADC，從而保證了危險場所的安全。24V直流電源先由DC／AC變換器變成8kHz的交流方波電壓，經(jīng)整流濾波I后又被轉(zhuǎn)換成直流電壓，通過電壓電流限制回路后，作為現(xiàn)場二線制變送器的電源電壓(仍為24VDC)。同時方波電壓又經(jīng)變壓器T1的另一次級繞組及整流濾波電路Ⅱ，轉(zhuǎn)換成輸出電路和共基極放大器的電源電壓。這就是檢測安全柵的能量傳輸過程。輸入式安全柵是現(xiàn)場二線制變送器與控制室儀表及電源聯(lián)系的紐帶，30輸入式安全柵除了進行能量轉(zhuǎn)換傳輸外，還進行了檢測信號的傳輸。來自現(xiàn)場變送器的4～20mADC信號經(jīng)限流限壓電路、整流濾波電路Ⅰ(此時該電路起調(diào)制器的作用)、隔離變壓器T2耦合到共基極放大整流電路。共基極放大整流電路在此起解調(diào)器的作用，把方波信號還原成1～5VDC信號，作為輸出送給控制室儀表。所以從信號通道來看，安全柵是一個放大系數(shù)為1的傳送器，被傳送的信號經(jīng)過調(diào)制一變壓器耦合一解調(diào)的過程后，照原樣送出(或轉(zhuǎn)換成1～5VDC的標(biāo)準(zhǔn)信號)。儀表接地技術(shù)ppt課件31這里電源、變送器、控制室中儀表三者之間除了磁的聯(lián)系外，沒有電的直接聯(lián)系，從而達(dá)到了互相隔離的作用。同時，其隔離變壓器的原副繞組之間屏蔽層必須接地起到防混觸的作用。這里電源、變送器、控制室中儀表三者之間除了磁的聯(lián)系外，沒有電32圖5—8輸出式安全柵原理圖圖5—8輸出式安全柵原理圖3324V直流電源經(jīng)DC／AC變換器變成交流方波電壓，通過電源變壓器T1分成兩路，一路供給晶體管調(diào)制器，作為4～20mADC信號電流的斬波電壓；另一路經(jīng)整流濾波電路，給共基極放大器、限制電路及執(zhí)行器供給電源。輸出式安全柵的控制信號通道是這樣的：由控制器來的4～20mADC信號，經(jīng)晶體管調(diào)制器變成交流方波信號，通過電流互感器T2作用于共基極放大電路，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)為與原來相等的4～20mADC信號，以恒流源的形式輸出。該輸出經(jīng)限壓限流，供給現(xiàn)場執(zhí)行器。從整機功能來看，它與輸入式安全柵一樣，是一個變換系數(shù)為1的帶限壓限流裝置的信號傳送器。為了實現(xiàn)變壓器的輸入、輸出、電源電路之間的隔離，對信號和電源都進行了直流一交流一直流的變換處理。24V直流電源經(jīng)DC／AC變換器變成交流方波電壓，通過電34同樣，輸出式安全柵的隔離變壓器的原副繞組之間屏蔽層必須接地起到防混觸的作用。同樣，輸出式安全柵的隔離變壓器的原副繞組之間屏蔽層必須接地起352）非隔離型安全柵

非隔離型的有電阻式和齊納式安全柵。電阻式利用電阻的限流作用，它對接地?zé)o特殊要求。齊納式安全柵對接地要求比較苛刻，要認(rèn)真對待。圖5—9齊納式安全柵的接線原理圖2）非隔離型安全柵

非隔離型的有電阻式和齊納式安全柵。電阻式36圖5—9為齊納式安全柵的接線原理圖。從圖中看出有B、E、D三個接地點。通常B、E兩點在控制室側(cè)接到同一接地體，它們的地電位嚴(yán)格相同。而D點是變送器外殼在現(xiàn)場接地。若現(xiàn)場和控制室兩接地點有地電位差存在，則D點和B(E)點電位就不相同。若以B(E)點為參考零電位，假定D點出現(xiàn)一10V的電位。此時，若A、B兩點電位差仍為正常24V，但A、D兩點有34V的電位差，超過安全極限電位差。這種情況下，齊納管不會反向擊穿，不起保護作用。如不小心，現(xiàn)場的信號線碰到變送器外殼，產(chǎn)生的火花可能點燃爆炸性氣體，這個系統(tǒng)就不具備本安性能。所以在接地設(shè)計時，就要保證D點和B(E)點電位接近相等。實踐中可采用這樣幾種方法：圖5—9為齊納式安全柵的接線原理圖。從圖中看出有B、E、D三37一種是用接地線(有的稱等位線)把B點和D點連接起來；另一種是利用電氣專業(yè)全廠統(tǒng)一接地網(wǎng)，把要接地的接頭用接地線接到統(tǒng)一的接地網(wǎng)上。在潮濕場所，土壤電阻率低，即使不利用等位線也可以做到D點和B(E)點電位接近相等。一種是用接地線(有的稱等位線)把B點和D點連接起來；38

3）齊納式安全柵的本質(zhì)系統(tǒng)接地連接示意圖5—10。圖5—10本質(zhì)系統(tǒng)接地連接示意圖3）齊納式安全柵的本質(zhì)系統(tǒng)接地連接示意圖5—10。圖5—394、安全柵的各接地線的連接

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(dǎo)線。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(dǎo)線。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(yīng)分別經(jīng)工作接地干線接到工作接地匯總板。④在有齊納式安全柵的本安系統(tǒng)中，直流電源的負(fù)端必須接到本機柜的工作接地匯流排或安全柵匯流排上。⑤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(dǎo)線連接。4、安全柵的各接地線的連接

①齊納式安全柵的各接地匯流排可405、為檢測本安系統(tǒng)接地連接電阻，采用兩根導(dǎo)線連接安全柵接地匯流排與總接地板，斷開其中一根，即可測得回路電阻，估算出連接電阻。6、英國標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會在BS5345中規(guī)定：在需要作接地連接的場所，為了保證本安系統(tǒng)(即二極管安全柵的接地、變壓器屏蔽的接地、安全柵繼電器架子的接地)的完整性，應(yīng)該連接成高度完整性的接地，以保證從連接點到電力接地點的阻抗小于1Ω。這個要求可以通過連接到開關(guān)室(配電室)或類似接地體或者通過使用單獨的接地體來做到。連接用的導(dǎo)線應(yīng)是相當(dāng)于截面為4mm2的銅導(dǎo)體。5、為檢測本安系統(tǒng)接地連接電阻，采用兩根導(dǎo)線連接安全柵接地匯413.4防靜電接地1、控制系統(tǒng)防靜電接地應(yīng)與保護接地共用接地系統(tǒng)。2、電氣保護接地線可用作靜電接地線。3、不得使用電氣供電系統(tǒng)的中線作防靜電接地3.4防靜電接地423.5防雷接地1、儀表系統(tǒng)采用等電位接地聯(lián)結(jié)，可以減少雷電傷害和降低干擾。防雷的接地裝置由電氣專業(yè)按規(guī)定設(shè)置。2、儀表及控制系統(tǒng)防雷接地應(yīng)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。3.5防雷接地433.6控制室儀表接地連接方法1、控制室(集中)安裝儀表的自控設(shè)備(儀表柜、臺、盤、架、箱)內(nèi)應(yīng)分類設(shè)置保護接地匯流排、信號及屏蔽接地匯流排和本安接地匯流條。2、各儀表設(shè)備的保護接地端子和信號及屏蔽接地端子通過各自的接地連線分別接至保護接地匯流排和工作接地匯流排。3、各類接地匯流排經(jīng)各自的接地分干線分別接至保護接地匯總板和工作接地匯總板。3.6控制室儀表接地連接方法444、齊納式安全柵的每個匯流條(安裝軌道)可分別用兩根接地分干線接到工作接地匯總板。也可由接地分干線于兩端分別串接，再分別接至工作接地匯總板。5、保護接地匯總板和工作接地匯總板經(jīng)過各自的接地干線接到總接地板?？刂剖遥校┌惭b儀表的自控設(shè)備內(nèi)部接地連接圖5—11。4、齊納式安全柵的每個匯流條(安裝軌道)可分別用兩根接地分干45圖5—11控制室儀表接地連接圖圖5—11控制室儀表接地連接圖464接地體的設(shè)置

根據(jù)實踐經(jīng)驗，儀表系統(tǒng)的保護接地一般情況下宜和電氣專業(yè)的接地體共用，不必單獨設(shè)置接地體。4接地體的設(shè)置

根據(jù)實踐經(jīng)驗，儀表系統(tǒng)的保護接地一般情況474.1儀表系統(tǒng)接地體的設(shè)置儀表系統(tǒng)接地體的設(shè)置有三種處理方式：①單獨設(shè)置的儀表系統(tǒng)接地體；②廠區(qū)電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)；③電氣系統(tǒng)在不同裝置或不同界區(qū)分設(shè)的接地分配器。4.1儀表系統(tǒng)接地體的設(shè)置48采取何種方式，應(yīng)根據(jù)具體情況決定。下列幾種情況應(yīng)單獨設(shè)置接地體：①需要單獨設(shè)置的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)；②需要單獨設(shè)置的DCS或計算機系統(tǒng)；③電氣系統(tǒng)接地網(wǎng)接地電阻不能滿足儀表系統(tǒng)接地的要求時；④土壤電阻率高，接地電阻不能達(dá)到設(shè)計值的場所，例如砂地、巖石或干燥地區(qū)；⑤周圍環(huán)境存在嚴(yán)重的電磁干擾；⑥所選用的儀表對噪聲相當(dāng)敏感，抗干擾要求高，如電磁流量計等；⑦控制室與電力系統(tǒng)接地體距離較遠(yuǎn)，若共用接地體，會使接地線過長，給施工維護帶來不便；⑧單獨設(shè)置接地體較為經(jīng)濟合理時。采取何種方式，應(yīng)根據(jù)具體情況決定。下列幾種情況應(yīng)單獨設(shè)置接地494.2儀表系統(tǒng)單獨設(shè)置接地體

從抑制干擾的觀點，防止電力系統(tǒng)對儀表的干擾，把兩個系統(tǒng)的接地完全分開，各自設(shè)置接地體，對儀表的防干擾是有利的。但從工程觀點看，單獨設(shè)置接地體比共用接地體投資大，費鋼材，占地面積大，安裝維護麻煩?？刂剖覂x表接地系統(tǒng)圖5—12。4.2儀表系統(tǒng)單獨設(shè)置接地體

從抑制干擾的觀點，防止電力50儀表接地技術(shù)ppt課件51

4.3儀表系統(tǒng)與電氣專業(yè)合用接地裝置除上述特殊情況外，一般儀表接地系統(tǒng)可以和電力系統(tǒng)共用接地體而不必單獨設(shè)置。實際工程設(shè)計中，電氣專業(yè)往往把全廠的建筑物（或裝置）的金屬結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)鋼筋、金屬設(shè)備、管道、進線配電箱PE母排、接閃器引下線形成等電位聯(lián)結(jié)，接地體連接成一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，其接地電阻值可達(dá)到很小的一個值，這對抑制干擾是很有利的。在這種情況下儀表系統(tǒng)各類接地也應(yīng)匯接到該接地網(wǎng)的總接地板，實現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)，與電氣專業(yè)合用接地裝置與大地連接。見圖5—134.3儀表系統(tǒng)與電氣專業(yè)合用接地裝置52圖5—13與電氣裝置合用接地裝置的等電位聯(lián)結(jié)示意圖圖5—13與電氣裝置合用接地裝置的等電位聯(lián)結(jié)示意圖53在有爆炸危險的場所，由于地電位差的存在，當(dāng)不同接地點的設(shè)備意外地直接或間接接觸時，可能產(chǎn)生電火花，會引起爆炸。為防止這種情況發(fā)生，要求各接地點電位應(yīng)接近相等。一般，把儀表系統(tǒng)接地和全廠接地網(wǎng)連接起來可以達(dá)到這個要求。所以即使儀表系統(tǒng)單獨設(shè)置接地體，也應(yīng)該把儀表系統(tǒng)的接地體和電力系統(tǒng)的接地體連接起來，以達(dá)到電位平衡的目的。在有爆炸危險的場所，由于地電位差的存在，當(dāng)不同接地點的設(shè)備意544.4接地體1、接地體的種類接地體（或稱為接地極）有兩大類，自然接地體和人工接地體。（1）自然接地體自然接地體是指敷設(shè)在地下的水管，非可燃液體、氣體金屬管道，建筑物和構(gòu)筑物的地下金屬結(jié)構(gòu)，電纜外皮等。（2）人工接地體人工接地體常用鋼管、角鐵、圓鋼、扁鋼等制成，其最小尺寸要求見表5—1。4.4接地體55

接地極最小尺寸（mm）圓鋼（直徑）16角鐵40×40×4扁鋼寬20厚4鋼管內(nèi)徑13壁厚2.5表5—1人工接地體最小尺寸 最小尺寸（mm）圓鋼（直徑）16角鐵40×40×4扁鋼寬2562、接地體的選擇①在一般土壤中采用角鋼接地體。②在堅實的土壤中采用管形接地體。2、接地體的選擇574.5接地裝置安裝1、對安裝的一般要求①電氣設(shè)備及構(gòu)架應(yīng)接地部分，都應(yīng)該直接與接地體或與其接地干線相連接，不允許把幾個接地的部分用接地線串聯(lián)起來，再與接地體連接。②接地線必須用整線，中間不允許有接頭。③利用自然接地體時，要采用不少于兩根的導(dǎo)體，并在不同地點與接地干線相連。④接地裝置與接地體的連接要用電焊或氣焊，不允許用錫焊。不便焊接時，可用螺釘、鉚釘和線夾等連接。⑤接地體應(yīng)盡量埋在大地冰凍層以下潮濕的土壤中。⑥為了減少相鄰接地體的屏蔽作用，垂直接地體的間距不應(yīng)小于接地體長度的兩倍；水平接地體的間距不應(yīng)小于5m。4.5接地裝置安裝582、接地體的埋設(shè)①垂直埋設(shè)，為了減少氣候?qū)拥仉娮璧挠绊?，接地體頂端應(yīng)在地面以下0.5～0.8m處，下端將鋼管打扁或削尖，以便打入土中。②水平埋設(shè)，埋深0.5～1.0m，可采用環(huán)形、放射式、內(nèi)環(huán)外放射式等。埋設(shè)接地體時，應(yīng)先挖一條寬0.6m、深0.6m的地溝。然后再將接地體打入溝內(nèi)，上端露出溝底0.1～0.2m，以便對接地體上的連接扁鋼和接地線進行焊接。焊接好后，經(jīng)檢查認(rèn)為焊接質(zhì)量和接地體埋深均合乎要求時，方可將溝填平夯實。為日后測量接地電阻方便，應(yīng)在適當(dāng)位置加裝接線卡子，以備測量時接用。典型接地裝置安裝見圖5—14（a）和（b）2、接地體的埋設(shè)59a）典型的接地體安裝1—鋼筋混凝土接地體井；2—樁頂；3—鋼蓋板；4—接地體尖（b）典型的多接地體接地網(wǎng)圖5—14接地裝置安裝圖a）典型的接地體安裝（b）典型的多接地體接地網(wǎng)圖5—1603、接地線的安裝接地線是接地裝置中的另一組成部分，要求它具有良好的電氣連接。①一般應(yīng)采用（鋼質(zhì)扁鋼或圓鋼）接地線。只有當(dāng)采用鋼質(zhì)線施工安裝困難時，或移動式電氣設(shè)備和三相四線制照明電纜的接地芯線，才可采用有色金屬作人工接地線。②必須有足夠截面保證連接可靠及有一定的機械強度。③接地體（線）的連接應(yīng)采用焊接，焊接必須牢固無虛焊。接至電氣設(shè)備上的接地線，應(yīng)用鍍鋅螺栓連接；有色金屬接地線不能采用焊接時，可用螺栓連接。3、接地線的安裝61④接地線與接地體之間的連接應(yīng)采用焊接或壓接，連接應(yīng)牢固可靠。采用焊接時，扁鋼的搭接長度應(yīng)為寬度的2倍且至少焊接3個棱邊；圓鋼的搭接長度應(yīng)為直徑的6倍。采用壓接時，應(yīng)在接地線端加金屬夾頭與接地體夾牢，夾頭與接地體相接觸的一面應(yīng)鍍錫，接地體連接夾頭的地方應(yīng)擦拭干凈。④接地線與接地體之間的連接應(yīng)采用焊接或壓接，連接應(yīng)牢固可靠625接地電阻

5.1接地電阻的概念接地電阻包括接地體本身的電阻、接地體與土壤間的接觸電阻、接地體附近的土壤電阻、接地體至電氣設(shè)備間連接金屬導(dǎo)線的接地線電阻四者之和。1、接地電流和接地短路電流凡從帶電體流人地下的電流即屬于接地電流。接地電流有正常接地電流和故障接地電流之分。正常接地電流系指正常工作時通過接地裝置流人地下，借大地形成工作回路的電流；故障接地電流系指系統(tǒng)發(fā)生故障時出現(xiàn)的接地電流。5接地電阻

5.1接地電阻的概念63配電系統(tǒng)一相接地可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路，這時的接地電流叫做接地短路電流，如接地的380／220V系統(tǒng)的單相接地短路電流。在高壓系統(tǒng)中，接地短路電流可能很大，接地短路電流在200A。及以下的，稱小接地短路電流系統(tǒng)；接地短路電流大于500A的，稱大接地短路電流。2、流散電阻和接地電阻

如圖5—15所示，接地電流流人地下以后，是自接地體向四周流散的。這個自接地體向四周流散的電流就叫做流散電流。流散電流在土壤中遇到的全部電阻叫做流散電阻。配電系統(tǒng)一相接地可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路，這時的接地電流叫做接地64如圖5—15流散電流如圖5—15流散電流65接地電阻是接地體的流散電阻與接地線的電阻之和。流散電阻包括地體本身的電阻、接地體與土壤間的接觸電阻、接地體附近的土壤電阻。接地線的電阻一般很小，可以忽略不計。因此，可以認(rèn)為流散電阻就是接地電阻。3、接地體的接地電阻計算

接地體的接地電阻計算與接地體的結(jié)構(gòu)尺寸、安裝形式、土質(zhì)有關(guān)。

（1）垂直接地極的接地電阻計算

可利用下式計算（圖5—16），當(dāng)l>>d時接地電阻是接地體的流散電阻與接地線的電阻之和。流散電阻包括地66

圖5—16垂直接地極的示意圖式中RV—垂直接地極的接地電阻，Ω；ρ—土壤電阻率，Ω?m；l—垂直接地極的長度，m；d—接地極用圓鋼時，圓鋼的直徑，m。圖5—16垂直接地極的示意圖式中67當(dāng)用不同型式鋼材時，其等效直徑d的取值（圖5—17）①鋼管d=d1；②扁鋼d=b/2；③等邊角鋼d=0.84b；④不等邊角鋼

圖5—17幾種型式鋼材的計算用尺寸當(dāng)用不同型式鋼材時，其等效直徑d的取值（圖5—17）①68（2）水平接地極的接地電阻計算可利用下式計算式中Rh—水平接地極的接地電阻，Q；l—水平接地極的總長度，m；h—水平接地極的埋設(shè)深度，m；d—水平接地極的直徑或等效直徑，m；A—水平接地極的形狀系數(shù)?？刹捎帽?—2所列數(shù)值。（5—2）（2）水平接地極的接地電阻計算式中（5—2）69表5—2水平接地極的形狀系數(shù)A取值以上所談的接地電阻，是在低頻、電流密度不大的情況下測得的，或用穩(wěn)態(tài)公式計算得出的電阻值。為了降低接地電阻，往往用多根的單一接地體以金屬體并聯(lián)連接而組成復(fù)合接地體或接地體組。表5—2水平接地極的形狀系數(shù)A取值以上所談的接地電阻70

4、接地電阻值的分類接地電阻值的分為工頻接地電阻和沖擊接地電阻。①工頻接地電阻通常說的接地電阻都是對于工頻接地電流而言的，按通過接地體的工頻交流電流計算出的電阻稱為工頻接地電阻。②沖擊接地電阻當(dāng)接地裝置通過雷電流時，由于雷電流有強烈的沖擊性，接地電阻發(fā)生很大的變化，為了區(qū)別起見，這時的接地電阻稱為沖擊接地電阻，即防雷接地的接地電阻為沖擊接地電阻。

4、接地電阻值的分類71

5.2儀表系統(tǒng)接地電阻的要求儀表系統(tǒng)接地電阻即為電氣專業(yè)低壓配電系統(tǒng)接地裝置的接地電阻。從儀表或設(shè)備的接地端子到接地極之間的導(dǎo)線與連接點的電阻總和,稱為接地連接電阻，儀表及控制系統(tǒng)的接地連接電阻不應(yīng)大于1Ω。接地極對地電阻（即流散電阻）與接地連接電阻之和稱為接地電阻，儀表及控制系統(tǒng)的接地電阻不應(yīng)大于4Ω。這里所采用的接地電阻為工頻接地電阻，即按通過接地裝置流入大地中的工頻電流求得的電阻。5.2儀表系統(tǒng)接地電阻的要求72防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用。1、儀表系統(tǒng)的保護接地電阻儀表系統(tǒng)的保護接地電阻值，一般為4Ω，最高不宜超過10Ω。當(dāng)設(shè)置有高靈敏度接地自動報警裝置時，如漏電開關(guān)，接地電阻值可大于10Ω。PLC主要用于開關(guān)量的檢測控制，它的輸入、輸出模塊大多具有光電隔離功能，因而接地要求相對比較低。用于模擬量檢測控制的DCS系統(tǒng)，接地要求相對比較高。但各家DCS系統(tǒng)制造廠的具體要求也不一樣。對于某些儀表及控制系統(tǒng)供貨廠商采用不同的接地方式，應(yīng)堅持要求供貨廠商按IEC、ISA、GB等國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)供貨及實施工程，這是國際通行原則。防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用。732、本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)的接地電阻本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)的接地有的制造廠要求保持獨立，以防其他系統(tǒng)偶然發(fā)生的過高接地電壓影響本安系統(tǒng)的地電位。若儀表系統(tǒng)和電力系統(tǒng)共用接地體時，一般采用電氣專業(yè)相同的接地電阻值，以便于施工。齊納安全柵接地匯流條至接地極之間的連接電阻要求小于1Ω。2、本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)的接地電阻745.3接地電阻的測量方法及要求測量接地電阻的方法很多，通常有下列幾種。①利用接地電阻測試儀的測量法。②電流表一電壓表法。③電流表一電力表法。④電橋法。⑤三點法。⑥用鉗型接地測試儀不用輔助線極和不斷開測試極導(dǎo)線進行測量。上述測量方法中，以①、②和⑥最普遍采用，這是因為它們都有一定的優(yōu)點。5.3接地電阻的測量方法及要求75(1)利用接地電阻測試儀的測量法的優(yōu)點如下：1)測試儀本身有自備電源，不需要另外的電源設(shè)備。這一點在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)地區(qū)或供電不便的情況下進行測量更為便利。2)測試儀便于攜帶，使用方法簡單。測量時，不必經(jīng)過一番繁復(fù)的計算，即可直接從儀器上讀出被測接地體的接地電阻值。3)測量所需要的輔助接地體和接地棒，往往與儀器成套供應(yīng)，而不需另行制作，這樣可簡化測量的準(zhǔn)備工作。4)有許多測試儀還能消除接地棒、輔助接地體的接地電阻，以及外界的雜散電流對測量結(jié)果所產(chǎn)生的影響，使測量更為準(zhǔn)確。(1)利用接地電阻測試儀的測量法的優(yōu)點如下：76由于上述許多優(yōu)點，所以，在測量時如備有接地電阻測試儀，而被測接地體的電阻值又在測試儀的測量范圍內(nèi)，則要求盡量利用接地電阻測試儀來進行測量。不管采用哪一種方法，在測量時都要敷設(shè)兩組輔助性質(zhì)的接地體；一組用來測量被測接地體。與零電位間電壓的，稱為接地棒；另一組用來構(gòu)成流過被測接地體的電流回路的，稱為輔助接地體，如圖5—18所示。接地棒和輔助接地體，除與接地電阻測量儀成套供應(yīng)外，如利用其他測量方法，都需要另外加以制作。由于上述許多優(yōu)點，所以，在測量時如備有接地電阻測試儀，而被測77圖5—18輔助接地體與接地棒圖5—18輔助接地體與接地棒78輔助接地體、接地棒與被測接地體三者間的相互位置和距離，對于測量的結(jié)果有很大的影響。假如，接地棒與被測接地體間的距離較小時，兩者間所測得的電壓就會小于真正的電壓值。結(jié)果使計算所得的接地電阻小于實際的數(shù)值。在一般情況下，輔助接地體、接地棒與被測接地體三者間的距離如表5一3所示，則測量的結(jié)果是相當(dāng)準(zhǔn)確的。輔助接地體、接地棒與被測接地體三者間的相互位置和距離，對于測79

表5一3被測接地體、輔助接地體和接地棒相互間的距離接地體結(jié)構(gòu)形式最小距離（m）被測接地體輔助接地體dGdGPdPC單一管狀單一管狀402020多根鋼管組成單一管狀808020多根鋼管組成多根鋼管組成808040復(fù)雜接地體單一管狀5D5D20復(fù)雜接地體多根鋼管組成5D5D40表中：G—表示被測接地體；C—表示輔助接地體；P—表示接地棒；D—表示復(fù)雜接地體的對角線 表5一3被測接地體、輔助接地體和接地棒相互間的距離最小80為了核查測量所得的電位是否準(zhǔn)確，應(yīng)將接地棒移置三處重復(fù)進行測量。如圖5—18中A、B、C三點位置，三次所測得的結(jié)果相等或相近，則接地棒的位置是正確的。若每次測得的結(jié)果相差大，而又不能用輔助接地體檢驗改正并找出原因時，就只有增大輔助接地體與被測接地體間的距離。接地棒的A、B、C三點間的距離應(yīng)當(dāng)這樣確定：測量復(fù)雜的接地裝置時為10～20m，其他接地裝置時為3～5m。此三點的位置應(yīng)同在通過被測接地體與輔助接地體所構(gòu)成的回路上。測量時，由于有相當(dāng)大的電流流過輔助接地體，在輔助接地體附近會形成很大的電壓降。所以，在輔助接地體30～50m半徑的范圍內(nèi)，不能讓人及動物進入，以免發(fā)生危險和影響測量結(jié)果。為了核查測量所得的電位是否準(zhǔn)確，應(yīng)將接地棒移置三處重復(fù)進行81為了避免在土壤中發(fā)生極化現(xiàn)象而影響測量的結(jié)果，測量所需的電源應(yīng)采用交流，同時，交流電源的頻率也應(yīng)與工業(yè)頻率相同。不然，由于鋼質(zhì)接地體的電抗會發(fā)生變化，測量結(jié)果也將會受到一定的影響。測量時所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)是絕緣導(dǎo)線或電纜。導(dǎo)線的截面應(yīng)能滿足測量的電流的要求。測量工作不宜在雨天或雨后進行，以免影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測量示例：使用接地電阻測試儀測量接地電阻為了避免在土壤中發(fā)生極化現(xiàn)象而影響測量的結(jié)果，測量所需的電82

1．接線方式及要求一般接地電阻測試儀表上有三個接線柱：①“線”（或“火線”）接線柱“L”，在測量時與被測物和大地絕緣的導(dǎo)體部分相接；②“地”接線柱“E”，在測量時與被測物的外殼或其他導(dǎo)體部分相接；③“保護”(或“屏”)接線柱“G”，在測量時與被測物上保護遮蔽環(huán)或其他不需測量部分相接。一般測量時只用“線”和“地”兩個接線柱，“保護”接線柱只在被測物表面漏電很嚴(yán)重的情況下才使用。2．測量步驟(1)接地極E使電位探測針P和電流探測針C依直線彼此相距20m，且電位探測針P插于接地電極E和電流探測針C之間，如圖5—19所示。1．接線方式及要求83圖5—19測量接地電阻的接線圖5—19測量接地電阻的接線84(2)導(dǎo)線將E、P和C連接到儀表相應(yīng)的端鈕。(3)儀表放置在水平位置，檢查指針是否指于中心線上，否則可用零位調(diào)整器將其調(diào)至中心線上。(4)“倍率標(biāo)度盤”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機的手柄，同時旋動“測量標(biāo)度盤”，使檢流計的指針指于中心線。(5)當(dāng)檢流計的指針接近平衡時，加快發(fā)電機搖把的搖速，使其達(dá)到120r／min以上，調(diào)整“測量標(biāo)度盤”使指針指于中心線上。(6)如果“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1，應(yīng)將倍率標(biāo)度置于較小的倍數(shù)，再重新調(diào)整“測量標(biāo)度盤”以得到正確讀數(shù)，并乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù)即為所測的接地電阻值。(2)導(dǎo)線將E、P和C連接到儀表相應(yīng)的端鈕。85

6接地線的選擇和連接6.1接地導(dǎo)線儀表系統(tǒng)的接地導(dǎo)線應(yīng)使用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜，不允許