仪表控制系统接地
仪表自控系统的接地工程设计
仪表自控系统的接地工程设计文章阐述了仪表自控系统接地的分类及主要原则。
参照相应标准规范，介绍了不同类型接地在工程中的实施方法。
结合工程实际经验，就设计人员在接地工程设计中易出现的错误和注意事项给出了建议。
關键词：仪表接地；等电位连接；屏蔽；抗干扰接地是仪表自控系统工程设计的重要环节，合理的接地系统是仪表自控系统安全可靠运行和操作人员人身安全的保障。
本文从设计人员的角度，通过对国标及行业规范的解读，结合工程经验，对仪表自控系统接地的工程设计方法及注意事项进行了阐述。
1 接地分类仪表自控系统接地按其作用分为安全接地和工作接地两大类。
安全接地用于保护人身安全和设备安全，其包括：保护接地、防静电接地、防雷接地。
工作接地是为了保障仪表及控制系统的正常工作，其包括：回路接地、屏蔽接地和本安接地。
1.1 安全接地保护接地是将用电仪表及设备正常时不带电的金属部分用接地线与大地相连。
当发生某些故障时，会造成这些正常时不带电的金属部分带危险电压，而保护接地线可以将这些危险电压迅速导入大地，避免人员触电和对用电设备造成损害。
此外，保护接地还可以防止静电的积聚。
防静电接地是将带静电物体或有可能产生静电的物体通过接地线与大地相连，防止静电电流窜入仪表及控制系统对人员和设备造成直接伤害和电磁干扰。
防雷接地是将雷电产生的雷电浪涌通过接地线导入大地、防雷接地包含外部防雷接地和内部防雷接地。
外部防雷由电气专业负责，不在本文讨论范围之内。
内部防雷接地包括电缆屏蔽的接地、机柜的屏蔽接地、浪涌保护器的接地等，由自控仪表专业负责。
1.2 工作接地回路接地是指在自动化系统和计算机等电子设备中，非隔离的信号需要建立一个统一的信号参考点并做接地，通常为直流电源的公共端。
屏蔽接地是将电缆的屏蔽层、排扰线、仪表的屏蔽接地端子做接地以消除电磁干扰。
还有一种屏蔽接地指的是控制室建筑物内的钢筋、金属门窗等连接起来，形成一个屏蔽网并接地，这种屏蔽接地由建筑专业负责。
仪表接地技术
① 现场仪表的工作接地一般应在控制室侧接地。见图5—3
① 现场仪表的工作接地一般应在控制室侧接地。见图5—3
图5—3 信号回路在控制室侧接地示意图
3、防反击 防雷装置在承受雷击时，接闪器、引下线、接地装置
呈现很高电压，可能击穿邻近导体的绝缘，造成反击。为 此，必须保证接闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间 保持足够的安全距离。
独立避雷针空中距离一般不得小于5m。 避雷线空中距离一般也不得小于5m。 接地装置地下距离一般不得小于3m。
2、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。
在强雷击区，室外架空敷设的不带屏蔽层的普通多芯电缆， 其备用芯应按照屏蔽接地。如果是屏蔽电缆，屏蔽层已接 地，那么备用芯可不接地，穿管多芯电缆备用芯也可不接 地。
图5—7 输入式安全栅原理图
输入式安全栅是现场二线制变送器与控制室仪表及电源联 系的纽带，它一方面为变送器提供电源，另一方面将来自 变送器的4～20 mA DC信号，经隔离变压器线性地转换成 4～20 mA DC(或1—5 V DC)信号，传送给控制室内的仪表。 在上述传递过程中，依靠双重限压限流电路，使任何情况 下输往危险场所的电压不超过30 V DC，电流不超过30 mA DC，从而保证了危险场所的安全。
2、为使安全栅能在交流电源故障时实现对危险场所的保 护功能，安全栅接地又必须与交流供电的中线相连。这就 决定了安全栅接地最终应是电气系统接地。
仪器仪表接地的技巧
仪器仪表接地的技巧仪器仪表行业接地也是有研究的，只有正确的接地才能保证测量精度及人身及设备的安全。
今天小编Agitekservice就为大家指出十个小技巧，能帮助您更好地接地。
一、控制系统AC电源应该来自于一个分开的系统，与其他设备和使用分开;二、电源在设计时应该考虑到初始电流的冲击，至少能承受10个周期;三、控制系统AC接地应该建立在隔离变压器或UPS上，或者在附近;四、控制系统工作站AC电源应该使用专门的插座;五、当连接现场设备电源有几个I/O接口转接器时，应该使用隔离栅条;六、控制系统AC电源应该由隔离变压器或UPS供给;七、当AC和DC输入连接到同样的接线排，接线排必以适当的警告标签标出;八、AC接地线应该与载流线型号相当或大一号;九、预留一根额外的线或使用一终端盒，以提供测试点。
十、接地系统的电阻必须进行测试，以保证接地能满足控制系统制造商的要求电磁波测试。
仪器仪表接地规定：1.仪表接地系统分为保护接地和工作接地两种。
接地对于抑制干扰信号、保证测量精度、保护人身及设备安全、保证高产稳产具有十分重要的作用。
2.保护接地与装置电气系统接地网相连，一般接地电阻≤4Ω。
3.工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地和本安系统接地。
其中信号回路接地和屏蔽接地与仪表系统接地网相连接，接地电阻符合制造厂标准;独立设置本安接地系统时，单独的本安接地极与装置电气系统的接地网或其他接地网之间的距离≥5.0m，接地电阻≤1Ω或符合制造厂标准。
4.电缆屏蔽层应在控制室一端接地，接到仪表设备的接地汇流排上，信号屏蔽层在整个电缆连接中应保持连续。
5.接地线采用多股铜芯绞线，采用压接法连接。
6.接地线的绝缘护套颜色宜为黄绿相间色，两端应有标牌表明接地类型。
仪表和控制系统的接地、屏蔽
仪表和控制系统接地和屏蔽1 仪表和控制系统接地的作用仪表和控制系统接地的作用有两个：一是安全，即保护人身安全和仪表及控制系统的安全；二是保障仪表和控制系统稳定、准确地运行，也就是保证信号通畅、抗御各种干扰。
2 仪表和控制系统接地的分类根据上述接地目的，仪表和控制系统的接地可作如下分类。
2.1保护接地、静电接地用电仪表的金属外壳及自控设备正常不带电的金属部分，由于各种原因（如绝缘破坏）而有可能带危险电压者，均应作保护接地。
保护接地就是给危险电压提供一条通路，使之不经过人体。
针对危险电压，各国都有安全电压值的规定。
有些国家规定为50V和25V，日本规定为60V，我国习惯采用36V和12V，有些规定采用36V。
绝缘体或高电阻体由于感应或摩擦等原因均可能造成电荷积聚。
积聚的电荷可能对仪表和控制信号造成干扰，静电荷放电可能损坏仪表设备。
为防止静电的危害，一方面采取措施抑制静电的产生，另一方面应采用接地的方法给静电提供宣泄的通路，使之不能积聚。
已作保护接地的地方，即可认为已作了静电接地。
2.2工作接地工作接地又可分为信号回路接地、屏蔽接地和本安接地。
在仪表和控制系统中，信号分为隔离信号和非隔离信号，隔离信号一般可以不接地，非隔离信号需要建立一个公共参考点（一般为直流电源的负极）。
同时，这种电路的共模抑制电压通常很小，为了减少由此引进的共模干扰，也需对此公共点实行接地。
屏蔽接地是用来降低电磁场干扰、电缆的屏蔽层、排扰线、电缆保护管、电缆槽等均应接地才能起到屏蔽作用。
本安接地是指齐纳安全栅的接地（隔离型安全栅采用了隔离保护技术，不必作专门的接地）。
一般齐纳安全栅由直流24~30V供电，因此齐纳安全栅接地必须与直流电源公共端相连接。
另一方面，为了实现对交流短路的保护，安全栅接地又必须与交流供电中线连接。
3 仪表和控制系统的接地方式3.1单独接地早期国内一些规定及某些DCS制造厂要求，仪表和控制系统的保护接地接入电气安全接地网，工作接地则采用独立的、干净的接地装置与大地相接，两种接地网之间距离至少保持5m。
电气-仪表及控制系统接地存在的误区
电气\仪表及控制系统接地存在的误区关键词：接地工作接地重复接地保护接地保护接零摘要：生产实际应用过程中，我们都知道接地的重要性，但很多人都存在对接地的认识不够，认为任何设备都要接地或者是接地点越多越好等诸多问题。
本文着重阐述了电气、仪表及控制系统接地在生产实际中存在的误区，希望对大家有所帮助。
接地是指将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。
接地的种类较多，生产实际中常见的接地有：保护接地、工作接地、防雷接地、防静电接地以及本安系统接地等等。
正是由于接地种类多和施工人员对各种接地含义认识的不足或不重视，生产实际中往往存在接地错接、混接甚至不接等错误现象，使得接地没有发挥其应有的作用而导致设备故障运行、损坏，甚至更为严重的导致人员伤亡。
下面对生产实际应用中存在的主要几种接地误区进行简单分析，以加深大家对接地的正确认识和全面理解。
一、自控系统接地存在的误区自控系统是一个综合的复杂系统，其接地通常包括工作接地、屏蔽接地、防静电接地、防雷接地、保护接地和本安系统接地等多种。
自控系统接地的误区突出表现在将系统中的多种接地混合连接，其后果是对自控系统产生严重的干扰。
接地系统混乱导致各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，产生地环路电流，影响PLC逻辑电路和模拟电路的正常工作。
如果地环流较大，而PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布将影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机；而模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
另外一个重要误区就是信号电缆屏蔽层两端均做接地。
自控系统中电缆屏蔽层必须一点接地。
如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，将产生对地电位差，从而产生电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内将会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
浅谈仪表系统接地及安装
浅谈仪表系统接地及安装摘要：仪表系统存在的绝缘强度低，过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等不足之处，严重影响仪表设备的正常控制。
为确保生产装置安全运行，仪表系统的正确接地也很重要，分别介绍了保护接地、工作接地和防雷接地３种仪表系统接地技术，阐述了接地连接方法、接地体的设置、接地连接线的要求，针对仪表系统接地安装应注意的问题作出了具体说明，同时就仪表系统安装质量问题提出了一些参考建议。
关键词：仪表系统；保护接地；工作接地；屏蔽接地；本质安全接1仪表系统接地分类1.1保护接地保护接地，是保证仪表、电气设备及人身安全所需的接地，就是将仪表设备或系统不带电的金属部分与接地体之间做良好的金属连接。
正常情况下，仪表或系统设备的金属外壳和正常不带电的金属部分为防止绝缘部分破坏而带危险电压时都要做保护接地。
如：仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC的机柜、操作站仪表供电设备、电缆桥架、穿线管、接线盒及铠装电缆的铠装层，以及控制室内的防静电地板。
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，保护接地能大幅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，使用直流24Ｖ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。
1.2信号回路接地信号回路接地一般有2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；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，共模干扰可被有效抑制。
为抑制干扰而使信号回路接地，即信号公共端接地。
1.3防雷接地为把雷电电流迅速导入大地以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。
仪表防雷是综合防护工程，需要采用多种防护方法和措施，本文不详细赘述。
仪表接地管理规范
仪表接地管理规范仪表及控制系统接地种类有∶ 保护接地、工作接地、本安系统接地、防静电接地和防雷接地。
适用于石油化工企业新建及扩建项目的仪表及自动控制系统工程的仪表、分散型控制系统（DCS）、可编程序控制系统（PLC）、工业控制计算机系统（IPC）、安全仪表系统（SIS）、火灾及可燃气体和有毒气体检测系统（FGS）、过程控制计算机系统（PCCS）等的接地系统设计。
一、仪表保护接地1.供电电压高于 36V 的现场仪表的外壳，仪表盘、柜、箱、支架、底座等正常不带电的金属部分，均应做保护接地。
2.供电电压不高于 36V 的现场仪表开关等，当设计文件无特殊要求时，可不做保护接地。
3.在非爆炸危险区域的金属盘、板上安装的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳，当与已接地的金属盘、板接触良好时，可不做保护接地。
4.在建筑物上安装的电缆桥架和电缆导管可重复接地。
5.本质安全电路本身除设计文件有特殊规定外，不应接地。
6.爆炸性气体环境中，非本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应实施保护接地，本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱可不实施保护接地。
7.需要实施保护接地的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应就近接到接地网，或连接到已经接地的金属电缆槽、金属保护管、金属铠装层、金属支架、框架、平台、围栏、设备等金属构件上。
二、仪表工作接地和屏蔽接地1.仪表及控制系统应作工作接地，工作接地应包括信号回路接地和屏蔽接地。
2.信号回路的接地点应在显示仪表侧，当采用接地型热电偶和检测元件已接地的仪表时，在显示仪表侧不应再接地。
3、仪表电缆电线的屏蔽层应在控制室仪表盘柜侧接地，同一回路的屏蔽层应有可靠的电气连续性，不应浮空或重复接地。
4、在中间接线箱内，主电缆分屏蔽层应用端子将对应的二次屏蔽层进行连接，不同的屏蔽层应分别连接，不应混接，并应绝缘。
5、工作接地在接到汇总板或网型接地排之前不应与保护接地混接。
仪表控制系统接地
仪表及控制系统的接地主要有两个目的：一是为保护人身安全和电器设备的安全运行，二是为仪表信号的传输和抗干扰。
因此仪表及控制系统的接地可分为两类，即保护接地和工作接地。
工作接地一一仪表及控制系统为了抗干扰，确保正常、可靠地运行，应作工作接地，工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地和本安仪表接地。
本安仪表地一一这种接地主要是针对安全栅而言，安全栅按其结构形式分为两种，即隔离式安全栅和齐纳式安全栅，隔离式安全栅，由于结构上采用了隔离保护措施，则不需要专门接地，而齐纳式安全栅，根据其保护工作原理，则需要有可靠的接地系统，由此可见，本安系统接地就是保证齐纳式安全栅在电源发生故障时，对危险场所实现保护功能。
信号回路接地。
信号回路接地分隔离信号和非隔离信号，隔离信号一般可以不接地，如变送器的内部的电路多数是不接地的。
所谓隔离，应当是每一输入信号（或输出信号）的电路与其他输入信号（或输出信号）的电路是绝缘的，对地是绝缘的，其电源是独立的、相互隔离的。
非隔离信号通常以直流24V电源负极为统一的信号参考点并接地，接地是消除干扰的主要措施。
仪表信号公共点接地、DCS及PLC的非隔离输入的接地等, 均应从接线端子排或汇流条接到接地汇总板上，以实现等电位连接，仪表非隔离信号接地，应当注意虽然最终是与电器接地相连接，但不应直接与电气接地混接。
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仪表及控制系统的接地主要有两个目的：一是为保护人身安全和电器设备的安全运行，二是为仪表信号的传输和抗干扰。
因此仪表及控制系统的接地可分为两类，即保护接地和工作接地。
工作接地——仪表及控制系统为了抗干扰，确保正常、可靠地运行，应作工作接地，工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地和本安仪表接地。
本安仪表地——这种接地主要是针对安全栅而言，安全栅按其结构形式分为两种，即隔离式安全栅和齐纳式安全栅，隔离式安全栅，由于结构上采用了隔离保护措施，则不需要专门接地，而齐纳式安全栅，根据其保护工作原理，则需要有可靠的接地系统，由此可见，本安系统接地就是保证齐纳式安全栅在电源发生故障时，对危险场所实现保护功能。
信号回路接地。
信号回路接地分隔离信号和非隔离信号，隔离信号一般可以不接地，如变送器的内部的电路多数是不接地的。
所谓隔离，应当是每一输入信号（或输出信号）的电路与其他输入信号（或输出信号）的电路是绝缘的，对地是绝缘的，其电源是独立的、相互隔离的。
非隔离信号通常以直流24V电源负极为统一的信号参考点并接地，接地是消除干扰的主要措施。
仪表信号公共点接地、DCS及PLC的非隔离输入的接地等，均应从接线端子排或汇流条接到接地汇总板上，以实现等电位连接，仪表非隔离信号接地，应当注意虽然最终是与电器接地相连接，但不应直接与电气接地混接。