电气-仪表及控制系统接地存在误区
仪表及控制系统接地
仪表及控制系统接地不是一个新的论题，很多问题早有结论，也有正确的设计方法。
但在部分工程技术人员中，仍存在一些模糊概念和疑虑。
接地的作用、接地的分类很多文献都讨论过，由不同的方法可以有不同的分类，都有道理，本文不再讨论。
本文主要讨论接地设计怎么做，为什么。
仪表及控制系统接地的目的主要有两个：一是为人身安全和电气设备的运行，包括保护接地、本安接地、防静电接地和防雷接地等；二是为信号传输和抗干扰的工作接地。
但二者又是相关的，不能截然分开。
关于仪表系统接地，我国目前还没有制定相应的国家标准。
但电气专业关于保护接地、防雷接地的国家标准中的有关规定，是可以参照执行的。
IEC和ISA等国际组织的有关标准提供了很好的参考，特别是信息技术装置功能接地和保护接地通过等电位连接以及合用接地的规定，为设计人员提供了权威的、明确的工程设计依据。
1保护接地保护接地是为人身安全和电气设备安全而设置的接地（也称为安全接地），仪表专业的保护接地与电气专业的保护接地一样，属于低压配电系统接地，因此，应按电气专业的有关标准、规范和方法进行。
例如：GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》等。
对于低压配电系统接地，电气专业有一系列比较完善的设计、计算、试验、施工及验收的标准规范，对接地系统的各个环节都有较完整的理论、实验和方法，绝不是某个接地电阻值就可以概括的。
仪表专业用电一般来自不间断电源UPS或电气专业的建筑物配电，大体可分为控制室用电和现场仪表用电。
控制室用电一般采用TN-S系统（整个系统中的保护线和中线是分开的）［1］。
现场仪表用电一般采用TT系统（分散接地）。
根据等电位连接原则，仪表用电的保护接地应当是电气接地系统。
不但建筑物内实施等电位连接，石油化工装置一般还采用全装置等电位连接。
接地工程应当按电气专业的标准规范和方法来设计。
有的设计将UPS供电的仪表系统的保护接地分离出来单独设置接地系统，这是不适宜的。
多数UPS 的两路供电中的一路是不经过变压器隔离而直接切换输出的，这就不可能具备单独设置接地系统的条件。
分析电气接地系统和电气安全的问题
分析电气接地系统和电气安全的问题电气接地系统是指将电气设备和设施与地面之间进行连接，以确保在电气故障时能够迅速将电流导入地面，从而防止人身伤害和设备损坏。
电气安全则是指对电气设备、系统和操作进行合理管理和措施，确保电气设备的安全运行、人员的安全使用和电气事故的预防。
电气接地系统存在的问题主要有以下几个方面：1. 接地电阻过大：接地电阻是衡量电气接地系统质量好坏的重要指标，接地电阻过大将导致接地系统的阻抗升高，电流难以迅速流入地面，增加了人员触电的风险。
2. 接地电阻不均匀：接地电阻的不均匀分布将导致接地电流的不均匀分布，影响系统的稳定性和可靠性。
3. 接地系统材料腐蚀：长期暴露在潮湿、腐蚀性环境中的接地系统材料容易受到腐蚀，导致接地电阻增大，降低接地系统的效果。
4. 接地系统的接地极性混乱：接地极性混乱将导致接地系统无法正确工作，增加了人员触电的危险。
针对上述问题，可以采取以下措施进行改进和解决：1. 定期检测和维护接地系统，确保接地电阻符合规定要求。
2. 对接地系统进行合理布置和设计，保证接地电阻的均匀分布。
3. 采用耐腐蚀材料，增加接地系统的使用寿命。
4. 对接地系统的接地极性进行标识和管理，确保接地极性正确。
5. 定期检查和更换老化、断裂的接地线，保证接地系统的正常工作。
1. 设备漏电：设备漏电将导致电流过大，增加人员触电的风险。
2. 设备接线松动或老化：设备接线松动或老化将增加电流故障的概率，增加电气火灾的风险。
3. 设备过载或短路：设备过载或短路将导致电流异常增大，容易引发电气火灾。
4. 使用不合格电器产品：使用不合格或假冒伪劣电器产品将增加电气事故的风险。
5. 操作不规范：电气设备的不正确使用和操作将增加电气事故的概率。
1. 对设备进行定期检测和维护，确保设备正常工作。
3. 对设备进行合理的负载管理，防止过载和短路。
4. 购买合格认证的电器产品，杜绝使用假冒伪劣产品。
5. 加强员工的安全培训，教育员工正确使用和操作电气设备。
常见电气设计错误有哪些
常见电气设计错误有哪些电气设计是指在电气系统的设计、建造和维护过程中，可能出现的错误和问题。
以下是常见的电气设计错误：1.电线规格选择错误：电线选用过细可能导致过载和过热，选用过粗则浪费资源。
正确选择电线规格是确保电气系统安全可靠运行的关键。
2.电器设备选型错误：电气设备选型不当可能导致功能不匹配、使用寿命缩短、功耗大等问题。
因此，在选型过程中应该综合考虑功率、电流、电压等因素，并参考相关标准和指南。
3.系统接地错误：电气系统的接地是保护人身安全和设备安全的重要环节。
如果接地电阻过大或者接地路径中存在故障，就会导致电器设备的故障、人身触电等问题。
4.电路布线错误：电路布线应遵循安全性、可靠性和工程经济性原则。
布线错误包括线缆过长、线缆与其他设备靠近等问题，这些错误会增加线路电阻、损耗电能并引起干扰。
5.负荷均衡不合理：在电气系统中，负荷均衡是指将系统中的负荷合理分配到各个分支电路上。
不合理的负荷均衡会导致电气系统负载不均衡，造成一些线路过载，而其他线路负荷过低，从而影响整个系统的运行效率和安全性。
6.电气设备维护不到位：电气设备使用一段时间后会出现老化、磨损等情况，如果未及时进行维护，可能导致电器设备故障、损坏甚至是火灾等问题。
7.缺乏安全保护措施：电气设计中缺乏安全保护措施是一种严重的设计错误。
缺乏过载保护、过电压保护、过电流保护等安全保护装置可能导致电器设备的故障、火灾等严重后果。
8.电器设备布置错误：电器设备布置不当可能导致电缆过短或过长、设备间干扰等问题。
正确的设备布置可以降低运行风险，提高电气系统性能。
9.忽视电气安全标准和规范：电气设计必须遵守国家和地方的相关标准和规范，包括电气安全、电线电缆保护、设备接地和绝缘等问题。
忽视这些标准和规范会增加电气事故的风险。
10.不合理的系统容量计算：在电气设计中，容量计算是非常重要的一步，对于输入功率、负载和系统容量的计算需十分准确。
错误的容量计算可能导致系统过载或浪费，影响系统运行效率。
电气设备安装过程中存在的问题以及预防措施
电气设备安装过程中存在的问题以及预防措施
1. 不合理的电气设备布局：电气设备的布局不合理可能会导致设备之间相互干扰，
增加故障的发生率。
预防措施是在设计阶段就要进行合理的布局规划，确保设备之间有足
够的空间，减少干扰。
2. 过载电流：设备的使用过程中可能会出现突发的过载电流，这会造成设备或线路
的烧坏。
预防措施是在选择电气设备时要合理匹配负载，不要让设备超负荷工作，并在电
路设计中加入保护装置，如熔断器或保险丝。
3. 不正确的接地：接地问题是电气设备安装过程中常见的问题，不正确的接地会导
致电流无法正常流向地基，增加漏电的风险。
预防措施是在安装过程中要确保设备的接地
良好，并进行接地电阻的测试，确保符合相关标准要求。
5. 不合理的电缆布线：电缆布线不合理可能会导致线缆之间相互干扰，增加电磁干
扰的发生率。
预防措施是在布线过程中要避免电缆过长、过密，并按照标准要求进行分组
和隔离，减少干扰。
6. 设备与环境不匹配：一些电气设备在使用过程中可能会受到环境的影响，如温度、湿度等，如果设备与环境不匹配，可能会影响设备的正常运行。
预防措施是在设备选择和
安装过程中要考虑设备的适应环境能力，确保设备在特定环境下能够稳定工作。
7. 电气设备的维护不到位：电气设备的维护不到位可能会导致设备的老化和故障。
预防措施是在设备安装完成后，制定并执行维护计划，定期对设备进行检查和维护，及时
发现和解决潜在问题。
在电气设备安装过程中，合理的设计、正确的安装和定期的维护都是预防问题的关键。
只有严格按照相关标准和规范进行操作，才能确保电气设备安全稳定地运行。
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。
电气设备接地装置的问题及解决措施
电气设备接地装置的问题及解决措施摘要：随着经济的发展,电气设备的使用越来越广泛,然而由于设备接地问题引发的设备事故也越来越多。
本文就电气设备接地装置的问题及解决措施进行探讨。
关键词：电气设备；接地装置；问题及解决措施引言：如今随着社会经济和技术的不断发展，电气在人们生活中的应用也越来越广泛，它给人们带来了生活上的方便，但是电气的安全问题也引起越来越多的人们的关注，只有电气正规的安装使用，才能保障人们的人身安全，安装不当可能存在很大的危险，电器的接地设备是防止人身遭受电击的装置，能防止线路损坏、预防因电气发生的火灾、防止雷击和保证电力系统正常的运行。
一、电气设备的接地装置接地装置是用接地线人为的与接地体相连接的总称，接地装置的作用是在电器漏电、出现电压问题或者出现火灾雷击等时保护电路的正常运行和人身的安全。
接地装置的接地电阻值应该符合保护接地以及功能接地的要求，能够承受接地故障电流和对地泄露电流，并符合相应的热、动稳定要求，具有一定的机械强度，并能适应外界的影响。
二、电气设备接地装置的技术要求1. 变电所或配电所对接地装置的要求对于国家的一些强制性的条文中，明确给出了要求，在接地装置安装的《工程建设标准强制性条文》中有明确要求。
需要接地的直流系统的接地装置应符合下列的要求：1.1 能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板铺设，不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。
1.2 直流电力回路专用的中性线和直流两线制正极的接地体、接地线不得与自然接地体有金属连接，当无绝缘隔离装置时，相互的距离不应小于1 米。
1.3 在土壤中含有在电解时能产生腐蚀性物质的地方，不宜敷设接地装置，必要时可采取外引式接地装置或改良土壤的措施。
对于一些又冻土层的寒冷地区，要加大接地装置的埋置深度，埋置的深度要大于冻土层的深度，以保证接地装置正常的运行，防止接地体由于冻土而造成的腐蚀破坏，对于接地网的要求是，它的埋置深度更大，一般会在650mm 左右，但是不能低于600mm，对于变电所和配电所的主要变压器，通常会采用两种方式的接地保护，其中有工作接地和保护接地两种接地方式，与人工接地网相互独立的连接，对于钢接地体和接地线的最小规格在《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92)中有明确的要求。
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。
关于仪表接地的问答
关于仪表接地的问答叶向东：男，1982年毕业于抚顺石油学院自动化系，中国石化集团北京设计院、中国石化工程建设公司副总工程师，教授级高级工程师。
▼本文整理自仪表圈技术交流群2018年4月讨论导读1.仪表的保护接地和工作接地可以单独弄一个接地极吗？2.仪表单独做个接地极会怎么样？3.对同一个问题，不同的规范为什么会有不同的规定？4.全厂接地和单独接地的争议5.接地电阻1欧姆的来源是什么？6.常规仪表，电缆屏蔽层接不接地？是怎么接地的？1问题一：仪表的保护接地和工作接地可以单独弄一个接地极吗？不管电气有没有做等电位，仪表可以单独弄个接地极，把保护接地和工作接地连到仪表接地极吗？截图是一个接地规范的条文说明，最后面的一段怎么理解？是不是可以这样认为：如果工厂的低压配电系统已经完成全厂的等电位连接，那么仪表系统应该与电气共用接地系统，采用等电位连接。
如果工厂没有等电位连接系统，控制系统可以采用单独接地，即保护接地应接到电气专业的保护接地装置，工作接地采用单独的接地体，接地体应与保护接地体至少5米以上，并考虑与建筑物(如控制室)独立防雷地的距离？叶总回答：仪表用电是来自电气的交流供电系统的，所以必须采用电气专业的保护接地，否则就不能起到保护作用，也不符合电气专业的供电设计规范。
仪表更不能单独弄个接地极作为保护接地！因为交流供电系统是不能随便设计的。
所以，上面截屏的最后一段是错误的。
这句话是在规范的条文说明，仅仅是参考，不具有规范条文的效力！不能当作规定！编制组写在这里是有所考虑的。
仪表工作接地和仪表保护接地一定要接到一起，这已经是技术共识，容易被技术人员接受了，不论电气专业的接地网是否采用与建筑物等电位连接。
所以，仪表工作接地和仪表保护接地一定要和电气专业共用接地装置，不能自己做接地装置。
这与电气的接地系统是不是等电位系统没有关系。
其实仪表工作接地能不能接到电气专业的接地装置，能不能与电气专业共用接地装置的条件并不是电气专业接地系统是不是与建筑物做了等电位连接。
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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。
二、现场设备接地存在的误区
一般来说，现场设备供电电压低于36v的，可不做保护接地，但有可能与高于36v电压设备接触的除外。
但生产实际应用中，却发现许多独立的、供电电压为24v的现场一次仪表外壳均做有接地。
这其实是对设备保护接地的一种误解，是多余的做法。
另外一种常见的错误做法就是供电电压为220/380v的现场设备（如电动阀）本应做保护接地的却没有做，由于这类设备在使用过程中可能因绝缘破损等缘故而带电导致人员伤亡或设备损坏，因此此类设备外壳应该做可靠接地保护。
三、重复接地存在的误区
电力供电系统主要分为tt 系统、 tn 系统、 it 系统三种，在我国，电力供电系统主要采用tn系统方式供电,而tn系统又分为
tn-c 、 tn-s 、 tn-c-s 系统。
由于tn-c 、 tn-s 、 tn-c-s三种供电方式在实际生产中并存，而tn-c 、 tn-s 、 tn-c-s三种供电方式的接地保护又存在差异性，因此在产生实际施工过程中，由于认识不足等原因，严重存在对三种系统的接地的误解，其具体主要表现在重复接地的错误做法上。
重复接地是指电气线路除中性点工作接地外,还在其他地方一处或多处将零线再度接地。
它是保护接零系统中经常使用的一种防止触电的技术措施，其安全作用主要表现为：减轻了pe线或pen 线意外断线或接触不良时接零设备上电击的危险性，减轻pen线断线时负载中性点漂移，进一步降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压，缩短漏电故障持续时间，
改善了架空线路防雷性能等。
由于tn-s 、 tn-c-s供电系统中工作零线n和保护线 pe 是单独分开的，保护线pe和工作零线没有电的联系，而tn-c供电系统中工作零线n和地线（保护线）是共用的，是一根线，因此在生产实际施工过程中，对tn-s 、 tn-c-s 系统做接地时，施工人员往往分不清哪些地方需要进行重复接地，通常存在的错误做法是同时对工作零线n和保护线 pe进行接地或是直接将零线n与保护线pe联接。
一般的，配电线路的零干线和分支线的终端应做重复接地；高压线路与低压线路同杆架设时，同杆段的两端低压零线也应重复接地；在电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，也应重复接地；一些室内配电屏、控制屏也要进行重复接地。
四、保护接地与保护接零存在的误区
在生产实际中，对电气设备采用保护接地与保护接零最常见的误区主要表现在对电气设备接地保护方式的错用和混用。
错用保护方式即应该对设备采用保护接地却使用了保护接零，而应该对设备采用保护接零却使用了保护接地；混用保护方式是指在同一供电系统中，设备1采用保护接地,而设备2却采用保护接零.；或是一部分电气设备采用保护接地，而另一部分电气设备却采用保护接零。
保护接地是指为保护人身安全和电气设备等的安全，将电气设备的金属外壳与接地装置连接的接地，其主要应用于中性点不接地或经阻抗接地的供电系统。
保护接零是指在中性点接地的供电系统中，将电气设备的金属部分与零线作良好的连接。
从两者的概念很容易判断出其应有范围，但在生产实际中，施工人员往往容易忽略电气设备的供电方式或是对接地保护认识不够而采用错误的接地保护方式，甚至混用接地保护方式。
对于中性点不接地或经阻抗接地的供电系统，若错误的采用了保护接零，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成金属性短路，短路电流经相线—零线形成回路，烧毁设备，甚至发生灾难；若采用保护接地，当设备绝缘损坏碰壳时，人体触及带电的设备外壳，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过，因为人体电阻比保护接地电阻大得多，则流经人体的电流就很小，而绝大部分电流从接地体流过，从而避免事故的发生或减轻触电伤害。
对于中性点接地的供电系统，若采用了保护接地，当设备发生
碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地、电源中性点接地装置，如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，这样就存在严重的安全隐患；若采用保护接零，当设备发生碰壳故障时，将形成单相金属性短路，短路电流流经相线—零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身设备安全。
当在同一供电系统中混用接地保护方式时，从上面分析很容易看出，当设备绝缘损坏碰壳时，将扩大故障范围而不能发挥其保护作用。
因此，在同一供电系统中，严禁混用接地保护。
以上就是本人通过近几年工作对实际生产过程中遇到的关于接地问题的一些肤浅认识，可能并不十分严谨和准确，忘各位予以批评和指正，谢谢。
参考资料：
1、gb50169-2006电气装置安装工程接地施工及验收规范
2、sht_3081-2003 石油化工仪表接地设计规范
3、gbj65-83工业与民用电力装置的接地设计规范
4、hgt20513-2000 仪表系统接地设计规定。