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1、2023/3/4,1,控制系统接地工程的设计ENGINEERING DESIGN FOR EARTHINGOF CONTROL SYSTEM徐义亨2010年11月,2023/3/4,2,1 接地系统的基本概念,从电气特性来看，自然界的土壤地层有两大特性：1)导电 导电率为10-3至10-1s/m，相对介电系数为5至15，介于良导体和绝缘体之间；2)具有无限大的容电量 因导电，故可将用电设备和地之间组成电气连接；又因为具有无限大的容电量，故就可以把土壤地层理解为等电位点或等电位面，成为电路或系统的基准电位。(对机器人、船舶以及飞机等运动系统，可以拿船体、机壳、机器人的金属骨架作“地”，它们有相对
2、大的容电量，被称为“悬浮接地系统”）,2023/3/4,3,接地技术的发明,一直来都认为是1753年美国科学家富兰克林在进行雷电试验时，在大地上安装了接线端子，即实施了人类的第一次的所谓接地技术。其实，接地和“引雷入地”技术发明的真正鼻祖，应追溯到300年前，来华传教士、葡萄牙人安文斯（1609-1677）在中国的十二大奇迹一书中对中国建筑的特点和渊源的述说。他在书中介绍，屋顶脊吻龙上的金属条一端插入地里，这样，当闪电落在屋上或皇宫时，闪电就被龙舌引向金属条通路，并且直奔地下消散，因而不致伤害人（见林清凉、戴念祖著的“电磁学”）。他的记述比起富兰克林要早一个世纪。由此可见，接地技术真正的发明者
3、应该是在我们中国。,2023/3/4,4,接地的作用有二：1）保护人身和设备安全，如保护地、防雷地、本安地、防静电地等；2）抑制干扰，即为信号电压或系统电压提供一个稳定的电位参考点。如工作地、屏蔽地、模拟地、数字地等。上述的各种接地名称，都是按接地的用途命名的。同一个接地装置往往具有多个接地用途。,2023/3/4,5,用于仪表保护地的原理和设置,机壳不接地,机壳接地,2023/3/4,6,根据GB 4793.1-2007，测量、控制和实验用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求(IEC 61010-1:2001,IDT)的规定：设备在正常条件下，在可触及零部件与地之间，任意两个可触及的零部件
4、之间，如交流电压的有效值有可能超过33V（或峰值超过46.7V），直流电压值有可能超过70V时，都必须设置保护地。,2023/3/4,7,1.2 接地系统的结构 从工业应用的角度来看，目前控制系统通常有三种接地方式：1）单独接地 这种接地方式是将控制系统的保护接地接入电气安全接地网，工作接地采用独立的、“干净的”接地装置与大地相接。由于在一段电源保护地线的两点间会有数毫伏，甚至几伏的电位差。这对低电平信号电路来说，是一个非常严重的干扰，因此控制系统的工作地不要和保护接地在柜内就混用。,2023/3/4,8,2）联合接地 这种接地方式是将控制系统在内的电子信息设备和其它电气系统的接地系统连接在一
5、起，形成“联合接地”并一点接地，而且规定接地电阻不应大于1欧姆（接地电阻按要求的最小值确定）。,2023/3/4,9,3）共用接地 等电位联结是以等电位观点为主体思想的多点连接，即设备和装置外露可导电部分的电位基本相等的电气连接。其中包括结构纲筋、金属设备、管道等，进而和接地极相连。所谓多点是指建筑物基础钢筋、地下金属管道、埋地电缆的金属外皮都成为很好的接地极。,2023/3/4,10,由于通过共用接地网实现等电位连接，为干扰（特别是强大的雷电流）提供低阻抗的连续通道并泄放到大地。由于等电位连接减小了系统内各金属部件和各系统间的电位差（但并非是真正的等电位体），无论是从防雷的角度或者是从减小控
6、制系统的共模干扰来看，这都是十分有益的。,2023/3/4,11,接地系统在概念和技术上，近十年发生了很大的变化，其中最重要的转变是：以前的接地系统是否合格以接地电阻值为准，现在侧重于接地结构兼顾接地电阻值，特别是从独立接地到采用共用接地网实行等电位连结方式的转变。实施等电位连接的方法：将分开的装置和诸导电物体用导体连接；采用共用接地网；用浪涌保护器（SPD）连接起来，以减小雷电流或其它干扰电流在它们之间产生的电位差。,2023/3/4,12,据查证，世界上最早提出等电位接地方式的是我国在1958年建设人民大会堂时采用的笼式接地网，比起英国GOLDE在雷电一书中提及要早十八年。但在标准中出现等
7、电位接地是1999年的“IEC 61312-2”，我国是从2000年才开始出现在各类标准中。,2023/3/4,13,1.3 S型接地系统和M型接地系统 采用共用接地网实行等电位连接的网络有S型和M型两种结构形式。1)S型接地系统 S型等电位连接网络仅通过唯一的一点（ERP）组合到接地系统中去。特点：无感应环路；组件间要绝缘；接地电缆平行敷设（可能多而长）。S型也称星型或树型。,ERP,接地网,机柜,2023/3/4,14,仪表及控制系统S型接地连接,TN-S制中的PE线,2023/3/4,15,电子信息设备机房S 型等电位连接网络示意图,2023/3/4,16,2)M 型接地系统 M 型等电
8、位连接网络是通过多点连接组合到接地系统中去。此时，各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。M 型等电位接地网络宜用于延伸较大的开环系统，而且在设备之间敷设许多线路和电缆，以及设施和电缆从若干处进入该信息系统。在复杂系统中，可以将S型和M型两种等电位连接网络组合在一起。,接地网,机柜,2023/3/4,17,M型（网格式）接地连接的例子,PE,PE,PE,配电箱,等电位接地连接,机柜,接地汇流排,2023/3/4,18,电子信息设备机房M 型等电位连接网络示意图,2023/3/4,19,最好用梳状连接网络,去接地体,去接地体,2023/3/4,20,1.4 接地系统的耦合1）串联接地和耦合 串联
9、接地因各电路的地电流在地线阻抗以及连接阻抗会引起各电路间的耦合，所以会产生干扰，故要避免使用。VA=（I1+I2+I3）R1；VB=VA+（I2+I3）R2；VC=VB+I3 R3。对应在工程中，不宜将控制柜的接地汇流排实行串联接地。,电路1,电路2,电路3,I3,I2,I1,I2+I3,I1+I2+I3,A,B,C,R1,R2,R3,2023/3/4,21,2）并联接地和分类汇总 并联接地可以减少因地电流引起电路间的耦合。所以在有关接地的标准里，强调要“分类汇总”。汇总点离和地的接入点愈近与好。V1=I1RI+VA；V2=I2R2+VA；V3=I3R3+VA；VA=（I1+I2+I3）R4。
10、如果R4代表接地电阻，因为是公共阻抗，为减小耦合，显然是愈小愈好。,电路1,电路2,电路3,R1,R2,R3,I1,I2,R3,R4,A,2023/3/4,22,1.5 工频接地电阻和冲击接地电阻-接地电阻的频率特性 由于流入地中的电流错综复杂，有工频电流，也有雷击时的脉冲电流，所以接地电阻按其用途一般有工频接地电阻和脉冲接地电阻之分。它们之间的换算关系为：Ra=ARi 式中：Ra-工频接地电阻（欧姆）；A-换算系数，它取决于土壤电阻率、接地体最长支线的实际长度L和有效长度Le，一般A的取值范围是大于1，小于3，其数值可按图3-9确定；Ri-冲击接地电阻（欧姆）。由上式可知，同一个接地装置，其
11、工频接地电阻值要大于冲击接地电阻值；所以测出的Ra值是合格的话，一般Ri值也是合格的。,2023/3/4,23,换算系数A,2023/3/4,24,接地体最长支线长度的计算,2023/3/4,25,接地体的有效长度应按下式确定：式中：敷设接地体处的土壤电阻率（m）。附：一场关于接地电阻的法律纠纷。,2023/3/4,26,1.6 接地系统产生的电磁干扰 1）接地系统有来自不同地方的电流（如电气设备的漏电流），由于接地系统存在电阻，所以就会产生电压降。这个电压降就是造成电磁干扰的干扰电动势，而且正比于接地电阻，也称为“公共阻抗耦合”。2）接地系统的连接可能存在回路，则外部的电磁场就可能通过“电感
12、性耦合”产生感应干扰电动势。由此可见：1）减小接地电阻（公共耦合阻抗）有利于控制系统抗干扰，但会增加投资；2）接地系统的连接应避免产生回路。,2023/3/4,27,2 交流供电系统的接地,2.1 低压配电系统的接地制式 低压系统接地制式按配电系统和电气设备（包括信息系统）不同的接地组合来分类，按照IEC规定，低压系统接地制式一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。因为IEC标准以法文作为正式文件，因此所用字母为相应法文文字的首字母。按低压系统接地制式划分有TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等五种。,2023/3/4,28,第一个字母表示电源接地点对地的关系：T表示直接接地，I表示不
13、接地（包括所有带电部分与地隔离）或通过阻抗与大地相连。第二个字母表示电气设备的外露导电部分（如DCS的机柜）与地的关系：T表示独立于电源接地点的直接接地，N表示直接与电源系统接地点或与该点引出导体相连接。后续字母表示中性线（N）与保护线（PE）之间的关系：C表示中性线（N）与保护线（PE）合并为PEN线；S表示表示中性线与保护线分开；C-S表示在电源侧为PEN线，从某点分开为N及PE线。,2023/3/4,29,1）TN-C系统 这种系统有简单、经济的优点。但是当三相负载不平衡或有谐波电流时，PEN线中有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的外壳上，对敏感性的电子设备不利。,L1,L2,L3,P
14、EN,外露导电部分,2023/3/4,30,2）TN-S系统 该系统相对于TN-C系统的最大特点是因为在正常时PE线上不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备的金属外壳在正常运行时不带电位。由于比TN-C系统多拉一根线，所以在价格上要贵一点。,L1,L3,L2,N,PE,2023/3/4,31,3）TN-C-S系统 该系统的前端是TN-C系统，后面改为TN-S系统。缺点是如前端的PEN线上有电流通过，很难保证后面的PE线上没有电流通过。,L1,L2,L3,PEN,PE,N,2023/3/4,32,4）TT系统 TT系统内，电气设备的金属外壳单独接地，与电源在接地上无电气联系。其优点是避免发生故障
15、时，将故障电压蔓延。缺点是若某相线碰壳时，接地故障回路因增加了一个接地电阻，故障电流小于TN系统，自动开关不能切除故障，设备外壳上会带百伏级的电压，人身安全无法保证。,PE,L1,L2,L3,N,相线碰壳的故障回路,2023/3/4,33,5）IT系统 该系统没有配出中性线。适用于大型电厂的厂用电。该系统中任一根相线若与地或设备金属外壳相碰，由于不构成回路，不会出现危险故障电流，即不会出现引爆的电火花，故适用于防爆现场。,L1,L2,L3,PE,2023/3/4,34,2.2 有关标准对TN-S系统的规定（1）建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB 50343-2004）第5.4.1条作了下列强
16、制性的规定：“电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时，配电线路必须采用TN-S系统的接地方式。”（2）建筑物防雷设计规范（GB 50057-94）第6.4.1条规定：“当电源采用TN系统时，从建筑物内总配电盘（箱）开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。”,2023/3/4,35,3 接地电阻,由于土壤是由不同的土壤颗粒和其间隙中存在的水和空气组成；再则，接地体的形状、尺寸又不一，所以接地电阻有非常复杂的性质。3.1 接地电阻的定义 有人曾经认为：接地电阻包括接地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、接地体附近的土壤电阻、接地体至电气设备间连接导线的电阻四者之和。其中，接地体附近
17、的土壤电阻是主要的，接地体本身的电阻和接地体与土壤间的接触电阻可以忽略不计。,2023/3/4,36,后来，许多标准把整个接地系统分成两大部分：1）从仪表、控制设备的接地端子到总接地板之间导体及连接点电阻的总和称为联结电阻，该部分称作为“接地连接”。2）接地极对地电阻和总接地板、接地总干线及接地总干线两端的连接点电阻之和称为接地电阻。该部分称作为“接地装置”。后一种说法对联接电阻和接地电阻分别提出了不同的要求。总连接电阻一般要求小于1欧姆；机柜内部的连接电阻应小于0.1欧姆。,2023/3/4,37,接地连接示意图,接地连接,接地装置,2023/3/4,38,2）定量地定义,权威著作辞海对接地
18、电阻的定义是：“接地体对地电阻和接地引线电阻的和，数值上等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。”这个定义似乎很严谨，但在实践中难以测量，而且它把接地电阻和连接电阻混在一起了。,2023/3/4,39,全国雷电防护标准化技术委员会制定的信息系统雷电防护术语对接地电阻的定义是：“接地极与零的远方接地极之间的欧姆定律值。”这个定义在措辞上比辞海更严谨一点，但仍然没有可操作性。,2023/3/4,40,高桥健彦（日）的定义：假设在某一电极上流入接地电流I，若接地电极的电位比周围大地高出E时，其电位上升值与接地电流之比E/I即为接地电阻。（引自“高桥健彦（日），接地技术，科学出版社，200
19、3年”）,I,接地极,电位上升 E,2023/3/4,41,定义必须要和测量的可操作性结合起来。上述的定义必须要有两个条件：1）要使接地电流流向接地极，必须要有一个闭合回路，即还要向大地打入另一个辅助电极。2）接地电极的电位上升，必须以大地的无限远点为基准。所谓无限远点是指即使有接地电流，电位也不变动的地点。,2023/3/4,42,用电位降法测接地电阻的原理,图中：T-被测接地体；P-辅助接地体（电压）；A-辅助接地体（电流）。测量时，T、P、A极各相距20米，或P、T之间的距离为A、T之间距离的0.618倍并成直线排列。,V,A,工频电源,T,P,A,2023/3/4,43,电阻的基本概念
20、和电流场的分布,一般认为，90%以上的电阻集中在接地极周围20m左右的土壤中，而其中70%左右的电阻又集中在接地极周围2m左右的土壤中。,2023/3/4,44,离接地极相当远时，因为电流通路的截面积变得非常大，即便土壤的导电性不良，电阻仍然很小。但是在接地极附近，因为电流通路的截面积不是很大，接地电阻才呈现一定的电阻值。即接地电阻主要取决于接地极附近的接地电阻值，并和接地极的形状大小有关。,2023/3/4,45,所以接地电阻的大小主要取决于下列因素：1）接地体附近土壤的电阻率；2）接地体的形状，它影响到土壤里电流场的截面大小。即：R=f式中：大地电阻率（m);f 由电极的形状和尺寸决定的函
21、数（1/m）。一般认为，90%以上的电阻集中在接地极周围20m左右的土壤中。其中70%左右的电阻又集中在接地极周围2m左右的土壤中。,2023/3/4,46,3.2 接地电阻的理论值,1）接地电阻理论值的导出 为了理论上比较容易处理，现以半球状电极为例进行讨论。右图表示半球状电极的接地模型。假设辅助电极位于相对主接地电极的无限远点，接地电流从电极的表面向周围大地呈放射形流出。如果辅助电极很近，电流的分布就不是放射状的了。,2023/3/4,47,2023/3/4,48,根据R=L/S，（为电阻率，L为长度，S为流通截面积）。则可得微分方程：,2023/3/4,49,将上式从电极的表面 r 积分
22、到 r1就可以求出总的接地电阻 因为接地电阻是从电极到无限远处的全部电阻，如果r1为无限远，则1/r1等于零，则上式为,2023/3/4,50,看接地电阻的表达式 R=f。分解半球状电极的接地电阻计算式,可得,2023/3/4,51,2）垂直棒电极的接地电阻或者,l,2023/3/4,52,离地表面深度t的考虑,1）含水量变化大，电阻率变化也大，所以接地电阻值不稳定；2）地表下0.15米到0.5米处土壤处于干湿交界的地方，含水量大，接地体易腐蚀；3）冬天，冻土层的电阻率大，接地电阻值大。所以规定在0.6m以下。,2023/3/4,53,1）接地电阻值是前面所列公式的三分之一。2）接地体的间距不
23、宜小于其长度的2倍，这主要是考虑接地体互相的屏蔽影响。,800,2500,5000,5000,50 x50扁钢作接地干线,50 x50 x5角钢,2023/3/4,54,接地体之间散流的屏蔽体效应,2023/3/4,55,3）扁带状电极的接地电阻或者,2023/3/4,56,4）板状电极的接地电阻即,2023/3/4,57,5）接地网的接地电阻的简易计算式中：S地网总面积，平方米。关于这个简单的计算公式，有过一段国际趣闻，同样的一个大型的地网，美、日学者用计算机算，中国学者用该公式人工手算，结果三人的计算结果只差百分之几。道理很简单，地网的接地电阻主要取决土壤的电阻率和地网的面积。如果网格比较
24、密，可按前述的板状电极进行计算。,2023/3/4,58,3.3 降低接地电阻的方法,1）降低土壤的电阻系数（1）对土壤进行处理，如在接地体周围的土壤中加入食盐、木炭、电石渣等，缺点是易流失，有腐蚀性。（2）换土，如换成黏土、黑土、沙质黏土等电阻率较低的土壤。（3）利用长效降阻剂，长效降阻剂是由几种物质配制而成，它含有导电性能良好的强电解质和水份。（4）钻孔深埋法，接地体长度一般为5至10米，再深效果不明显。（5）采用导电性混凝土，在水泥中掺入碳质纤维作为接地极使用。（6）引入无腐蚀的污水。（7）利用水和与水接触的钢筋混凝土体作为流散介质。（详见“陈家斌 接地技术与接地装置”第388-400页
25、）,2023/3/4,59,2）采用新型的接地系统-IEA电解离子接地系统 1）它是由先进的陶瓷复合材料、合金电极、中性的离子化合物组成；2）内部特制的电解离子化合物，通过电极顶部的呼吸孔吸收空气和土壤中的水分，使接地极中的化合物潮解形成电解液，渗透到周围土壤中去，降低土壤的电阻率，从而降低接地电阻；3）回填料是增加电解离子的导电作用。4）合金电极的连接采用火泥熔接技术，以确保连接的可靠性；5）这是美国ATI公司的技术，接地电阻在1欧姆以下，使用寿命大于25年（一般钢为3-5年）。,IEA接地体,IEA回填料,扩大土壤的导电范围,呼吸孔,2023/3/4,60,3.4 接地材料的选择镀锌钢材；
26、铜；美国ATI镀铜钢，铜包钢（寿命可达30年）；非金属材料和电解质（四川中光）。1）由于铜的导电率是钢的8倍，铜的耐腐蚀性也比钢好，所以作为接地材料铜优于钢。2）但铜的单价是镀锌钢的4-5倍（铜-小于20000元/吨，镀锌钢-4000元/吨）。综上所述，铜材接地系统性能稳定、可靠、免维护，寿命长。,2023/3/4,61,3.5 土壤电阻率的测量,A.土壤的种类,2023/3/4,62,B.等距法（文勒法）测土壤电阻率 四个小电极成直线排列，相距为a,所测电阻为R，则电阻率为：=2aR 在布电极时，为了减少测量误差，应取a10h,h为测量电极的埋设深度。,2023/3/4,63,3.6 接地网
27、接地电阻的测量,可以利用等腰三角形布电极法测量接地网的接地电阻值，其布线应按下图来实施，一般应取d2D，D为接地网的最大对角线距离。,300,d,d,1,2,D,2023/3/4,64,当接地网的接地体周长的一半大于或等于接地体的有效长度le时，接地网的冲击接地电阻值等于其工频接地电阻值；当接地网的接地体的周长的一半l小于接地体有效长度le时，根据实际的l/le按图3.9e(23页）求出A值，而后将接地网的工频接地电阻值除以A，算出冲击接地电阻值。例：如=100(m),因为 所以le=20(m),所以只要接地网的接地体周长的一半大于20米，接地网的冲击接地电阻值等于其工频接地电阻值。,2023
28、/3/4,65,3.7 接地电阻的季节因数,由于土壤的电阻率是随季节（温度和含水量）变化的，土壤电阻率在冬季最高。规范所要求的接地电阻实际上是接地电阻的最大许可值。为了满足这个要求，接地电阻要达到：R=Rmax/式中：Rmax接地电阻最大值；季节因数，常用值为1.45。所以，Rmax=10，R=6.9；Rmax=4，R=2.75；Rmax=1，R=0.69。,2023/3/4,66,4 接地系统的实施,4.1 现场仪表的接地连接方法1）对于现场仪表的电缆槽、仪表电缆保护管是每隔30米用接地连接线与就近已接地的金属构件相连，并应保证其接地的可靠性及电气的连续性。仪表的外壳以及现场接线箱的金属外壳
29、等也应就近接地。严禁利用储存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相关的金属构件进行接地。2）现场仪表的工作接地一般应在控制室侧接地。3）对于要求或必须在现场接地的现场仪表，如接地型热电偶、PH计、电磁流量计等应在现场侧接地。4）对于现场仪表要求或必须在现场接地，同时又要求将控制室接受仪表在控制室侧接地的，应将两个接地点作电气隔离，以免产生对地的回路。5）现场仪表接线箱两侧的电缆的屏蔽层应在箱内跨接。,2023/3/4,67,4.2 控制室盘、台、柜的接地 1）控制室内的等电位连接网络至少通过两条路径和室外的共用接地网相连。等电位连接网络在共用接地网上的接地点离建筑物防雷的引下线的接地点之间
30、沿接地体的长度不得小于15m；和大电流、高电压设备的电气地沿接地体的长度不得小于5m。,2023/3/4,68,2）在控制室内的盘、台、柜内应分类设置保护接地汇流排、信号及屏蔽接地汇流排（工作接地汇流排）和本安接地汇流条。3）在控制室内，可设置接地汇总箱。箱内设置工作接地汇总板和保护接地汇总板。4）由于工控机在出厂时已将工作接地和保护接地连在一起，将外壳上的任一颗螺丝连在操作台内的保护接地汇流排上即可。5）如果DCS系统的通信线路上设有电气隔离装置，远程设备的接地汇流排可汇总到就近的总接地板上。,2023/3/4,69,4.3 接地连接线规格 1）接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆
31、。2）接地系统的导线应根据连接设备的数量和长度按下列数值范围选用：接地连线 12.5（平方毫米）接地分干线 416（平方毫米）接地干线 1025（平方毫米）接地总干线 1650（平方毫米）接地汇流排、联接板规格 1）接地汇流排宜采用256的铜条制作。2）接地汇总板和总接地板应采用铜板制作。铜板厚度不应小于6mm，长宽尺寸按需要确定。,2023/3/4,70,4.4 接地连接结构要求 1）所有接地连线在接到接地汇流排前均应良好绝缘；所有接地分干线在接到接地汇总板前均应良好绝缘；所有接地干线在接到总接地板前均应良好绝缘。2）接地汇流排（汇流条）、接地汇总板、总接地板应用绝缘支架固定。3）接地系统的
32、各种连接应保证良好的导电性能。接地连线、接地分干线、接地干线、接地总干线与接地汇流排、接地汇总板的连接应采用铜接线片和镀锌钢质螺栓，并采用防松和防滑脱件，以保证连接的牢固可靠。或采用焊接。接地总干线和接地极的连接部分应分别进行热镀锌或热镀锡。4）接地系统应设置耐久性的标识。标识的颜色为交替的黄绿色（见GB2681-1981电工成套装置中的颜色），符合IEC标准。,2023/3/4,71,5 几个接地案例的分析1）不屏蔽接地干线会带来干扰 现象：某尿素装置DCS系采用单独接地，但信号总是飘移不定。原因：后来发现，其接地干线长50米，从三楼沿外墙敷设到接地体，没有穿管屏蔽，过长的接地干线，如果没有
33、屏蔽措施，接地干线就象是一根天线，可以接受大量的干扰信号，使系统无法稳定工作，乃至系统卡件发生故障。结论：接地干线应愈短愈好，必要时也应该采取穿金属管屏蔽接地措施。,2023/3/4,72,2）保持和其它接地系统的距离 现象：某玻璃装置的DCS采用单独接地，发现信号干扰很大。原因：DCS的单独接地体和原有的接地网相距不到10米。结论：若DCS采用单独接地，其接地体和电气接地网相距必须大于10米，和防雷接地体相距必须大于20米。,控制室,三楼,DCS单独接地,原有接地网,大电流设备,2023/3/4,73,3）等电位接地也要考虑接地引入点（ERP）的位置现象：某装置DCS系统采用共用接地网接地，
34、但信号中常常出现信号不明的波形。原因：离DCS的接地引入点不到5米处有大功率电动机的接地点。结论：保持大电流高电压设备的接地点有不小于5米的距离。,小于5米,控制室,大功率电动机,2023/3/4,74,6 有关接地的几个问题,6.1 关于DCS机柜的对地浮空1)机柜对安装地面的浮空,是指机柜柜体和安装地面间是否绝缘,而不是机柜不接地。2)当机柜不浮空而且和机柜间不绝缘时，有可能因Va不等于Vb，在A-接地汇流排-接地连接线-机笼-机柜-B-安装槽钢之间形成环流，对DCS会产生一定的干扰。干扰的大小和Va和Vb之间的差值大小有关。3）所以在机柜和安装槽钢间绝缘是有利于系统抗干扰的。,机柜,机笼
35、,接地连接线,接地汇流排,安装槽钢,Va,Vb,A,B,2023/3/4,75,4）但在现场处理机柜对安装槽钢的绝缘是一件很麻烦的事，既要在机柜和安装槽钢间加绝缘垫，而且还要在安装螺栓和机柜、安装槽钢间进行绝缘处理。5）如果机柜的安装槽钢作等电位接地；同时将接地汇流排和槽钢相连。这样，一旦槽钢上出现高电压，可以不通过系统直接释放。则机柜和安装槽钢间可以不作浮空处理。6）此时，DCS系统的接地联接仍然采用分类汇总的原则连到接地汇总板上。,将槽钢等电位接地,将汇流排和槽钢相连,去接地系统,2023/3/4,76,6.2 控制系统接地参考图,多接地体接地网,接地体,控制室,现场,金属储槽,电动机,就
36、地仪表盘,DCS接地体,接地汇总板,机柜,操作站,变送器,接地汇流排,可燃气体分析器,走线槽,2023/3/4,77,说明:1）如共用接地网的接地电阻值不能满足控制系统的要求，则可另设接地体，再将该接地体和共用接地网相连接。2）考虑到雷电反击（将在第4章详述），应将现场的变送器等设备的金属外壳或诸如金属安装支架等自然接地体进行接地并和共用接地网相连接。,2023/3/4,78,6.3 关于浮地 所谓浮地是指电子系统的地线在电气上与建筑物的接地保持绝缘，两者之间的绝缘电阻一般应在50兆欧以上。优点：1）建筑物接地系统中的电磁干扰不会传递到电子设备上去；2）地电位的浮动对设备没有影响；所以提高了设备的抗干扰能力。缺点：1）容易产生静电积累；2）当雷电感应较强时，外壳和其内部电子电路间可能会出现很高的电压将两者之间的绝缘击穿，造成电子电路的损坏.,2023/3/4,79,谢 谢！,
