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          從九個方面深入講解DCS系統接地知識

          來源:www.sjztorch.com  |  發布時間:2022年04月27日
          本文從DCS系統接地的基本要求、DCS系統接地分類、DCS系統接地方式、對公共接地極(網)的要求、接地原則、降低土壤電阻率的方法、接地材料及要求、DCS現場接地注意事項和接地施工規范要求這九個方面深入介紹DCS系統接地知識。

          1、DCS系統接地的基本要求
          DCS系統接地是為了保證當進入DCS系統的信號、供電電源或DCS系統設備本身出現問題時,有效的接地系統能承受過載電流并可以迅速將過載電流導入大地。接地系統能夠為DCS提供屏蔽層,消除電子噪聲干擾,并為整個控制系統提供公共信號參考點(即參考零電位)。

          當接地系統發生問題時(接地電阻過大,多點接地,接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設備相接觸等),會造成人員的觸電傷害及設備的損壞,據了解,有些DCS系統經?!八罊C” (或不明原因的“死機”),大多是因為接地系統不良或存在問題所引起的。因此,完善、可靠、正確的DCS系統接地,是DCS系統能夠安全、可靠和良好運行的關鍵。

          2、DCS系統接地分類

          在一般情況下,DCS控制系統需要兩種接地:保護地和工作地(邏輯地、屏蔽地等)。對于裝有安全柵防爆措施的系統如化工行業所用的系統,還要求有本安地。

          3、DCS系統接地方式
          ①利用電氣接地網作為DCS接地網,即與電氣接地網共地;
          ②設DCS系統專用獨立的接地網;
          ③設DCS專用接地網,經接地線、再接至電氣接地網。
          由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處,過去,計算機或DCS系統曾經較多的采用過專用的接地網。但這種接地方式存在的缺點是:占地面積太大,投資高,電纜及接地網鋼材耗量大,距廠房有相當的距離(因不易在廠房內找到合適的位置),管理、維護、測量及查找接地極和接地線不方便,且效果不甚良好。根據實際運行表明,設置專用的DCS接地網是既困難又不安全的。

          4、對公共接地極(網)的要求
          ①當廠區電氣接地網對地分布電阻≤4Ω時,可將廠區電氣接地網當著DCS系統的公共接地極(網)。
          ②當廠區電氣接地網接地電阻較大或雜亂時,應獨立設置接地系統,即為DCS系統的公共接地極(網)。
          ③沒有本安地接入的公共接地極(網)的對地分布電阻小于4Ω;有本安地的小于1Ω。接地總干線的線路阻抗小于0.1Ω。
          ④接地極周圍15米內無避雷地的接入點,8米內無 30KW 以上的高低壓用電設備外殼的接入點。當現場無法滿足該條件時,防雷保護地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網搭接在一起,二者應距離10米以上。

          5、DCS系統接地原則
          ①DCS系統設置的接地裝置

          a、操作臺、打印臺、服務器柜:設有保護地螺釘。
          b、繼電器柜、UPS柜、配電柜:設有保護地螺釘。
          c、DCS的I/O機柜:設有屏蔽接地匯流排,保護地螺釘,系統地(+24V地)懸浮。
          d、儀表柜、手操盤臺:設有屏蔽地接地匯流排,保護地螺釘。
          d、安全柵柜:設有屏蔽地接地匯流排,本安地接地匯流排,保護地螺釘。

          ②信號屏蔽及其接地
          根據有關技術規定要求,計算機或 DCS系統信號電纜的屏蔽層不得浮空,必須接地,其接地方式應符合下列規定:
          a、當信號源浮空時,屏蔽層應在計算機側接地;
          b、當信號源接地時,屏蔽層應在信號源側接地;
          c、當放大器浮空時,屏蔽層的一端與屏蔽罩相連,另一端宜接共模地(當信號源接地時,接信號地。當信號源浮空時接現場地);
          d、當屏蔽電纜途經接線盒分斷或合并時,應在接線盒內將其兩端電纜的屏蔽層連接。

          6、DCS系統接地降低土壤電阻率的方法
          ①改變接地體周圍的土壤結構。在接地體周圍的土壤2-3m范圍內,摻入不容于水的、有良好吸水性的物質,如木炭、焦碳煤渣或礦渣等,該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5-1/10。
          ②用食鹽、木炭降低土壤電阻率用食鹽、木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層,約10-15cm厚,再鋪2-3cm的食鹽,共5-8層。鋪好后打入接地體。此法可使電阻率降至原來的1/3-1/5。但食鹽日久會隨流水流失,一般超過兩年就要補充一次。
          ③用長效化學降阻劑。用長效化學降阻劑方法可使土壤電阻率降至原來的40%。

          7、DCS系統接地材料及要求
          ①接地體與接地網干線的材料要求
          接地體和接地網干線所用鋼材規格可按下表選用,若接地電阻滿足不了要求時,也可選用銅材。如果接地體和接地網干線安裝在腐蝕性較強的場所,應根據腐蝕的性質采取熱鍍鋅、熱鍍錫等防腐措施或適當加大截面。

          典型的接地體安裝

          ②接地連線要求
          DCS系統的保護地和屏蔽地連線應使用銅芯絕緣電線或電纜連接到廠區電氣專用接地網或接地體上。當接地連線距離較長、DCS系統對接地電阻要求較高或接地干線分接的支線數量較多時,昌暉儀表宜選用表中截面較大的電線電纜。

          8、DCS系統現場接地常用注意事項
          ①現場控制站
          接地螺絲因機柜本體與底座間有膠皮形成絕緣,屏蔽地匯流排與底座間絕緣,現場控制站必須按規定做好接地處理。即分別接至現場控制站接地匯流排上。I/O柜的電源地與UPS的電源地必須接至同一個地,保證等電位。
          ②各個硬件設備
          操作員站、工程師站、網絡交換機、服務器主機、系統顯示器等采用外殼接地或直接將電源地線連接至電氣接地網。
          ③I/O組件
          模擬量模件的直流24伏的負端接至邏輯地匯流排上,邏輯地匯流排接至屏蔽地,再接入總接地匯流排。
          ④屏蔽地
          現場控制站的保護地應從機柜下方的接地螺釘接至接地分干線, 現場控制站的屏蔽地應從接地匯流排接至公共連接板。
          ⑤接地電阻測試
          接地系統的電阻必須進行測試,以保證接地能滿足控制系統制造商的要求。

          9、DCS系統接地的施工規范要求
          ①用電儀表的外殼、儀表盤、柜、箱、盒和電纜槽 、保護管、支架、底座等正常不帶電的金屬部分,由于絕緣破壞而有可能帶危險電壓者,均應做保護接地。對于供電電壓不高于36V的就地儀表、開關等,當設計文件無特殊要求時,可不做保護接地。
          ②在非爆炸危險區域的金屬盤、板上安裝的按扭、信號燈、繼電器等小型低壓電器的金屬外殼,當與已接地金屬盤、板接觸良好時,可不做保護接地。

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