仪表及控制系统接地和屏蔽共56页文档
化工仪表及控制系统接地技术措施
化工仪表及控制系统接地技术措施摘要:在化工生产中,仪器仪表及其控制系统是必不可少的。
接地好坏直接关系仪表控制系统能否稳定运行。
恰当的接地技术,能避免电磁干扰。
仪器仪表控制技术抗干扰能力大幅提升,企业经营效益得到提升。
关键词：化工仪表；控制系统；接地技术1导言在化工工业的生产运作过程中，仪表与控制系统起到了非常关键的影响，并且对从控制系统收集到的工作信息进行深度的分析与比较。
技术人员以所采用的信息为基础，来对系统的运转状况进行判定，从而确保仪表的正确运转。
化工仪表接地、控制系统接地质量如何?对仪表的后续的正常工作有很大的影响。
要尽量减少出现的接地问题对仪表的正常工作造成的不利的情况。
浅谈如何做好仪表设备的接地问题。
2接地概述从实质上讲，接地是一种非常安全的方法。
它可以有效预防触电现象的出现，从而对工作人员和设备起到一定的保护。
“接地”里的“地”就是地面，利用地面做为一个电流环，把电流引入地面。
在实际的使用中，可以包含各种不同的接地方式。
例如，如果在运转中的设备因为各种因素而产生了漏电问题，那么就可以利用接地来将漏电处的电位进行拉降，从而让它与操作员的电位保持一致，避免产生电位差，进而对触电状况进行很好的预防作用。
再比如，在磁场的作用下，会对讯号回路造成很大的干扰。
如果受到了电磁干扰的影响，就会产生一种放电的情况。
因此，为了更好地削弱这些电磁波的影响，就会采取一些必要的接地措施，把屏蔽和接地相联系起来，这样就可以对屏蔽层电位差进行有效的去除，从而可以对电磁波产生很好的屏蔽效果。
在这个过程中，对于信号的控制，如果标准不一致，就会导致在不同的仪表之间，产生一种混淆的问题。
例如，A仪表的结果是1~5V，而B仪的结果则是0~4V，这就是由于缺少共同的参照点所造成的问题，所以，需要有一个共同的等电位点来做为参照，才可以防止上述混淆的问题的发生。
3化工仪表及控制系统接地技术3.1降低接地的阻抗在化工仪表的正常工作期间，若有电路频率过高，在电感和电阻的作用下，会直接导致接地阻抗超标。
仪表接地设计规范
本规范规定了仪表接地分类、接地方法、接地系统、接地连接方法、接地系统接线、接地电阻等内容。
本规范规定的仪表及控制系统接地种类有：保护接地、工作接地、本质安全系统接地(以下简称：本安系统接地)、防静电接地和防雷接地。
本规范合用于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。
改造设计可参照执行。
2.1.1 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。
仪表及控制系统的外露导电部份，正常时不带电，在故障、损坏或者非正常情况时可能带危（wei）险电压，对这样的设备，均应实施保护接地。
2.1.2 低于 36V 供电的现场仪表，可不做保护接地，但有可能与高于 36V 电压设备接触的除外。
2.1.3 当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表，与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时，可不做保护接地。
2.2.1 仪表及控制系统工作接地包括：仪表信号回路接地和屏蔽接地。
本规定中的工作接地，均指仪表及控制系统工作接地。
2.2.2 隔离信号可以不接地。
这里的“隔离”是指每一输入信号(或者输出信号)的电路与其它输入信号(或者输出信号)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。
2.2.3 非隔离信号通常以直流电源负极其参考点，并接地。
信号分配均以此为参考点。
2.2.4 仪表工作接地的原则为单点接地，信号回路中应避免产生接地回路，如果一条路线上的信号源和接收仪表都不可避免接地，则应采用隔离器将两点接地隔离开。
2.3.1 采用隔离式安全栅的本质安全系统，不需要专门接地。
2.3.2 采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。
2.3.3 齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。
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。
化工仪表及控制系统接地技术措施
化工仪表及控制系统接地技术措施2摘要：为了确保化工仪表及控制系统的接地安全，必须实施有效的接地保护措施。
在本文中我们将主要讨论如何做好化工仪表接地装置的设计与施工工作，化工仪表接地管理系统的结构、功能、安全性、可靠性以及监控系统的管理，都是接地保护措施的重要组成部分。
通过本文中提出的方法可以使工作人员了解到如何正确地安装和维护仪表，并且在使用过程中确保仪表的正常运行。
最终，我们必须对化工仪表接地管理的成果进行深入剖析和综合评估。
关键词：化工仪表；控制系统；接地技术1化工仪表接地要求为确保化工仪表接地符合化工设备的规范，我们严格按照要求进行操作，以避免任何误差和不良事件的发生。
如果是在实际应用时，由于操作不当或者其他原因造成了错误，那么就需要对其进行正确的处理，保证化工仪表能够正常工作。
若化工仪表未按规定进行接地，将会引发误差和不良事件，这是不容忽视的。
在化工生产中，由于各种原因，经常有一些危险发生，如爆炸事故、火灾等，这些都需要使用到接地系统来降低安全事故发生率。
因此，在化工仪表的设计和运行过程中，接地方案的制定和实施显得尤为至关重要。
为确保化工设备的使用寿命，必须严格遵守化工仪表接地的规定，以确保其符合化工设备的使用标准。
在对化工设备进行安装时，应该选择正确的方法进行安装和调试，若不遵循化工设备的规范操作，将导致设备遭受毁损。
在实际应用时，由于一些工作人员没有正确安装和调试仪表，或者是对仪表的功能了解不足等原因造成了故障问题的发生，这一情形或许会引发生产过程中的经济损失。
为确保化工设备的使用效率，必须严格遵守化工仪表接地的使用规范，以确保其符合化工设备的要求。
在具体应用中，应该结合现场实际情况来对其进行合理设置和安装，确保仪表与接地装置之间形成良好的连接状态。
如此一来，化工仪表接地的安全风险将得到有效的降低。
因此，在实际中应该对化工仪表接地装置进行优化设计和改进，确保化工企业的生产安全性，此举可有效降低化工仪器接地所需的成本。
仪表及控制系统接地方案
仪表及控制系统接地方案仪表及控制系统接地设计随着电子式仪表，特别是电动三型仪表和分散控制系统（DCS）的应用，仪表系统的接地已经成为仪表工程设计的一个组成部分。
仪表及控制系统的可靠性直接影响到生产装置安全、稳定的运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
特别是采用分散控制系统，若不考虑和处理好现场电磁干扰和兼容问题，一方面要求生产制造单位提高系统抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护单位引起高度重视。
第一节抗干扰措施干扰的形成是因为有干扰源的存在。
干扰源有内部和外部的，仪表内部的干扰是由于电子线路的热效应和散粒效应所造成的，内部噪声的拟制是仪表电子线路设计者研究解决的问题。
仪表使用者关心的是外部噪声，外部噪声有自然界和人为噪声，自然界噪声是闪电等放电现象所形成，认为噪声由无线电波、大功率输电线、产生电火花的设备、电感性负载等所产生。
一、干扰源及其对系统的干扰机制1、来自空间的辐射干扰，2、来自信号线引入的干扰；3、来自接地系统混乱时的干扰；4、来自计算机内部的干扰；5、仪表供电线路引入干扰。
二、抗干扰措施1、隔离；2、屏蔽；3、绞线；4、对电源引入干扰的拟制；5、雷击保护第二节典型数字控制系统抗干扰要求及工程设计一、抗干扰要求1、采用性能优良的隔离电源，拟制电网引入的干扰；2、正确选择接地点，完善接地系统：1）、全系统采用统一的接地网；2）信号屏蔽层的接地必须保证单点接地；3）合理选择和敷设信号电缆；4）硬件滤波；5）软件抗干扰措施。
二、工业计算机系统工程化应用的抗干扰设计工业计算机系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容和运行可靠。
在进行具体工程的抗干扰设计时，应注意以下两方面：1）、设备选型；2）综合抗干扰设计。
工业计算机系统工程化应用的电磁兼容性设计是一个系统工程，必须全面综合考虑，并在各个环节上予以高度重视。
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。
(整理)第13节仪表接地
第十三节接地一、范围从工程设计的角度出发，按保护接地、工作接地（仪表信号回路接地、本质安全系统接地、屏蔽接地）、防静电接地和防雷接地等分类进行规定。
在接地方法上参照了国内外相关规范，规定了仪表及控制系统接地与电气专业的低压配电系统接地合一，仪表及控制系统的保护接地、仪表信号回路接地，屏蔽接地、本质安全系统接地、防静电接地和防雷接地共用接地装置。
二、接地分类2．1保护接地仪表及控制系统的保护接地与电气专业的保护接地的定义和概念是相同的，所以有关规定应当是统一的，应当按电气专业的有关标准规范和方法进行设计。
通常需要做接地的自控设备如：仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC/EDS 的机柜和操作站、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。
一般来讲，使用DC24V为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。
保护接地的方法现场仪表桥架、穿线管应每隔30m用接地线与已接地的金属构件相连。
特别要指出的是，现场接地绝不能利用储存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相连的金属构件进行接地。
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。
其接地体可与电力系统的接地体共用。
仪表保护接地连接线标识颜色为绿色。
2．2工作接地仪表及控制系统工作接地不适用于仪表及控制系统内部的电路板的接地。
正确的接地是消除干扰的重要措施。
仪表信号分隔离信号与非隔离信号，接地的方式和原则不一样。
1、信号回路接地在非隔离的信号系统中，应建立一个统一的信号参考点。
即进行信号回路接地。
通常为直流电源的负极接地。
使用非隔离的信号系统是在设计中一般的首选方法。
在运行时，系统受到干扰的情况极其少见。
在隔离的信号系统中，隔离信号可不接地。
这里指的隔离是每一个输入/输出信号与其他输入输出信号的电路是绝缘的。
做到电源独立、相互隔离、参考点浮空。
在回路较多的系统，不要轻易使用这种方法。
接地线颜色标识为黄/绿线。
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。
仪表系统接地2009
仪表系统接地一、仪表系统接地1．保护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（如绝缘破坏等）而有可能带危险电压者，均应作保护接地。
通常需要做接地的自控设备如：仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC/的机柜和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。
一般来讲，使用DC24V为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。
2．工作接地工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地、本质安全接地。
2.1信号回路接地在非隔离的信号系统中，应建立一个统一的信号参考点。
即进行信号回路接地。
通常为直流电源的负极接地。
非隔离的信号系统在运行时，系统受到干扰的情况极其少见。
在隔离的信号系统中，隔离信号可不接地。
这里指的隔离是每一个输入/输出信号与其他输入输出信号的电路是绝缘的。
做到电源独立、相互隔离、参考点浮空。
回路较多的系统，不要轻易使用这种方法。
在控制柜内应设置信号及屏蔽接地汇流排。
2.2屏蔽接地电缆的屏蔽层、排扰线应作屏蔽接地。
在强雷击区，室外架空不带屏蔽的普通多芯电缆，备用芯应屏蔽接地。
主要是为了避免雷电在信号线路感应出高电压。
如果是屏蔽电缆，屏蔽层已接地，则备用芯可不接地，穿管多芯电缆备用芯也可不接地。
现场接线箱内，端子两侧的电缆屏蔽线应在箱内进行跨接。
同一信号回路，同一屏蔽层应该单点接地。
一般屏蔽接地应在控制室一侧接地。
在控制柜内应设置信号及屏蔽接地汇流排。
2.3本质安全接地本质安全仪表系统在安全功能上必须接地的部件，应根据仪表制造厂的要求作本安接地。
齐纳安全栅的汇流排必须与直流电源公共端相连（主要是保证当电源故障时能够对危险场所进行保护）。
其汇流排或导轨作本安接地。
在控制柜内应设置本安接地汇流排。
二、接地系统和原则接地系统由接地连接和接地装置两部分组成。
接地连接包括:接地连线、接地汇流排、接地分干线、接地汇总板、接地干线。
接地装置包括:总接地板、接地总干线、接地极。
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。