接地 培训课件仪表2讲解.pptx

现场仪表故障处理方法 培训班 主要内容 仪表接地 接地电阻 兆欧表 仪表供电 继电器 一、仪表接地 在《仪表系统接地设计规定》(HG／T 20513 2000)中指出：“20世纪90年代以来，有关的国家标 准，如IEEESTD 1100—1992、IEC 61312-1-- 1995 、ISA—RP 12.6--1995和IEC 364-5-548一1996等明 确提出了信息系统（包含仪表控制系统）电子设备 等电位连接和接地的基本方法，并且不建议采用分 开的、独立的、干净的电子设备的大地接地体” 在HG/T 20513-- 2000标准中，规定了在新建和改扩 建的化工装置中，仪表系统接地采用等电位连接， 与电气装置合用接地装置与大地连接的原则下面 将其系统组成、接地原则及连接方法等扼要地进行 介绍 1.1接地的分类 仪表及控制系统的接地主要有两个目的：其一 ，是为保护人身安全和电气设备的安全运行；其二 ，是为仪表信号的传输和抗干扰因此，仪表及自 控系统的接地大体可分为两类，即保护接地和工作 接地 （1）保护接地 各种用电仪表的金属外壳及自控设备 正常情况不带电的金属部分，由于非常现象的出现 （如绝缘破损等），而有可能使其带有危险电压， 威胁人身安全和设备的安全运行，因此，对其应作 保护接地。

通常应作保护接地的自控设备，包括： ①仪表盘（柜）、仪表操作台、仪表架和仪表箱； ②DCS、PLC等机柜和操作站； ③计算机系统机柜和操作台； ④供电盘（箱）、用电仪表外壳、电缆桥架（槽板 ）、穿线管、接线箱（盒）和铠装电缆的铠装护 套； ⑤其他各种自控辅助设备 控制室的防静电活动地板，应作静电接地， 可与保护接地合用接地系统 接地的分类 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、屏蔽接地和本安接地 ①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 接地的分类 （2）工作接地 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，均应从连接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气接地相连接 ，但不应直接与电气接地混接。

②屏蔽接地 屏蔽接地有两种，一种是电缆保护管 和电缆槽板（或桥架）接地，这类接地应与装置 内电气接地网作等电位连接，另一种是屏蔽电缆 的屏蔽层和仪表上的屏蔽接地端子等用以降低电 磁干扰的部件接地 接地的分类 ③本安接地 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技 术措施，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 接地的分类 非本安区域的电源故障有两种一种是直流 短路，通常两线制或三线制变送器就是24V直流 电源供电的，因此安全栅的接地汇流条必须与直 流电源的公共端相连接，以便在电源故障时实现 保护功能另一种是交流短路，为实现保护功能 ，安全栅的接地又必须与交流电源的中线相连 接由此就决定了安全栅接地最终是电气系统接 地安全栅接地汇流条与交流电源的中线起始点 相连的最简单、可靠的方法是用导线连接，其连 接电阻应小于1Ω 接地的分类 齐纳安全栅 齐纳栅是一种用于安全保护的防爆产品，其 保护性能体现在当电路发生故障时，限制危险电 压和电流流入危险区，保证现场设备和人员的安 全。

齐纳安全栅是由熔断丝、限流电路、限压电 路三部分组成，当安全区的电压或电流超过额定 值时，快速熔断器将迅速切断通往危险区的通路 ，防止危险电压电流进入危险区 接地的分类 限流电路 限压电路快速熔断器 如：LB-887输出齐纳安全栅、LB-860ac热电偶输入齐纳安 全栅、LB-855ac热电阻输入齐纳安全栅，用汇流条安装在 安全区域 安全区危险区 非本安端本安端 隔离栅（MTL） MTL隔离栅能限制电流和电压，防止危险 能量进入危险场所具有信号转换等附加功 能危险区和安全区电路互相隔离，安装方 便 用“加紧式”DIN导轨安装在非危险场所 接地的分类 1.2接地系统和接地原则 （1）接地系统 根据国家行业标准HG/T 20513-- 2000规定，接地 系统由接地连接和接地装置两部分组成 ①接地连接包括接地连线、接地汇流排、接地分干 线、接地汇总板和接地干线 ②接地装置包括总接地板、接地总干线和接地极 仪表及控制系统接地连接示意图，见图22-13 按国家行业标准HG/T 20513--2000规定，接地 连接部分由仪表专业施工，接地装置部分宜由电气 专业施工 （2）接地原则 ①仪表及控制系统的接地连接，采用先将各类接地分类 汇总，最终与总接地板连接的方式。

②国家行业标准HG/T 20513-- 2000规定，为了仪表系统 接地减少雷电伤害，降低干扰，设计采用等电位接地原则 就是当电气专业已经把所有的建筑物(或装置)的金属结 构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱PE（保护线 ）母排、接闪器引下线等，形成等电位连接时，仪表系统 的各类接地也应当汇接到该总接地板上，实现等电位连接 ，同电气装置合用接地装置与大地连接，见图22-14 ③倘若电气专业对建筑物（或装置）未作等地电位连接时 ，仪表系统的保护接地可接到电气专业的保护接地上，而 工作接地则应采取独立的接地极，并与电气专业的接地极 保持5m以上的间距 1.3 接地的连接方法 （1）现场仪表接地的连接方法 ①对于电缆槽板（或桥架）、电缆保护管的接地 ，当设计不规定只能一点接地时，可采用多点接 地，每隔约30m用接地连线，与就近的已作接地 的金属结构件相连，并应保证其接地的可靠性和 电气连续性 严禁利用储存、输送易燃易爆危险物料的金 属设备、管道以及相关的金属结构件进行接地 ②现场仪表的工作接地，同一仪表信号回路或同 一线路的屏蔽层只能有一个接地点，应在控制室 侧进行接地如图22 -15。

③要求在现场接地的现场仪表（如接地型热电偶、 pH计及电磁流量计等），应当在现场侧接地，而 不应再在显示仪表侧接地，如图22-16 ④ 当现场仪表要求在现场侧接地，而同时又要 将控制室仪表在控制室侧接地，此时，应将两 个接地作电气隔离，如图22-17 ⑤现场仪表接线箱两侧的屏蔽电缆的屏蔽层及备用 芯，应在箱内做跨接，在同一侧接地如图22-18 （2）控制室仪表接地连接方法 ①各仪表设备的保护接地端子、信号接地端子、 屏蔽接地端子和本安接地端子，通过各自的接 地连线分别接到保护接地和工作接地的汇流排 （母线）上 ②将各类接地的汇流排（母线），用接地分干线 分别接到保护接地汇总板或工作接地汇总板 上 齐纳式安全栅的每个汇流条（安装轨道），可分别 用两根接地分干线接到工作接地汇总板上，也可用 接地分干线在两端分别串接，然后再分别接到工作 接地汇总板齐纳式安全栅采用两根接地分干线， 既可提高接地的可靠性，又可断开一根测量接地连 接电阻，如图22-19 ③将保护接地汇总板和工作接地汇总板，分别用接地 干线接到总接地板上，再用接地总干线将总接地板 接到接地极上，如图22-20 1.4 接地连接线及接地板的规格 （1）接地连接线 接地系统的连接线，应采用多股绞合铜芯绝缘电 线或电缆。

导线截面积的规格，应根据连接仪表的 数量和长度酌情选定 接地连线 1～2.5mm2 接地分干线 4～16mm2 接地干线 10～25mm2 接地总干线16～50mm2 （2）接地汇流排及接地板 接地汇流排通常采用25mmX6mm铜条制作，也可用 连接端子组合而成 接地汇总板及总接地板，采用厚度不小于6mm的 铜板制作，长和宽的具体尺寸，则应根据需要而定 接地汇流排(汇流条)、接地汇总板、总接地板要 采用绝缘支架固定 （3）接地极 用40×40×4×2500mm的角钢，用机械打入的方 式垂直打入地下0.6m ，然后用直径大于等于φ8的圆 钢焊接后引出地面0.6m （4）接地系统接地线标识 用 途颜 色 保护接地的接地连线、汇流排、分干 线、汇总板、干线 绿色 信号回路和屏蔽接地的接地连线、汇流 排、分干线、工作接地汇总板、干线 绿色+黄色 本安接地分干线、汇流条 绿色+蓝色 总接地板、接地总干线、接地极 绿色 1.5 仪表接地系统安装 在国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范 》(GB 50093- 2002)中，对仪表接地系统的施工做如 下规定 （1）用电仪表的外壳、仪表盘、柜、箱、盒和电缆 槽，保护管、支架、底座等正常不带电的金属部分 ，由于绝缘破坏而有可能带危险电压者，均应作保 护接地。

对于供电电压不高于36V的就地仪表、开 关等，当设计文件无特殊要求时，可不作保护接 地 （2）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，可不作保护 接地 （3）仪表保护接地系统应接到电气工程低压电气设备的 保护接地网上，连接应牢固可靠，不应串联接地 （4）保护接地的接地电阻值，应符合设计文件的规定 （5）在建筑物上安装的电缆槽及电缆保护管，可重复接 地 （6）仪表及控制系统应作工作接地工作接地包括信号 回路接地和屏蔽接地，以及特殊要求的本质安全电路 接地接地系统的连接方式和接地电阻值应符合设计 文件规定 （7）仪表及控制系统的信号回路接地、屏蔽接地应共用 接地装置 （8）各仪表回路只应有一个信号回路接地点，除非使用 隔离器将两个接地点之间的直流信号回路隔离开 （9）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，不应再在显示仪表 侧接地 （10）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具有可靠的电气连续性，不应 浮空或重复接地 （11）当有防干扰要求时，多芯电缆中的备用芯线应在一 点接地，屏蔽电缆的备用芯线与电缆屏蔽层应在同一侧 接地。

（12）仪表盘、柜、箱内各回路的各类接地，应分别由各 自的接地支线引至接地汇流排或接地端子板，由接地汇 流排或接地端子板引出接地干线，再与接地总干线和接 地极相连各接地支线、汇流排或端子板之间在非连接 处应彼此绝缘 （13）接地系统的连线应使用铜芯绝缘电线或电缆， 采用镀锌螺栓紧固，仪表盘、柜、箱内的接地汇流 排应使用铜材，并有绝缘支架固定接地总干线与 接地体之间应采用焊接 （14）本质安全电路本身除设计文件有特殊规定外， 不应接地当采用二极管安全栅时，其接地应与直 流电源的公共端相连 （15）接地线的颜色应符合设计文件规定，并设置 绿、黄色标志 （16）防静电接地应符合设计文件规定，可与设备、 管道和电气等的防静电工程同时进行 1）联结电阻：从仪表设备的接地端子到总接地 极之间导体及连接点电阻的总和称为联结电 阻仪表系统的接地联结电阻不应大于1Ω 2）接地极对地电阻：接地极的电位与通过接地 极流入大地的电流之比称为接地极对地电阻 3）接地电阻：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 仪表系统的接地电阻不应大于4Ω 二、接地电阻 2. 1 接地电阻的基本概念 接地电阻是指电流经过接地体进入大地并向周围 扩散时所遇到的电阻。

大地具有一定的电阻率，如果 有电流流过时，则大地各处就具有不同的电位电流 经接地体注入大地后，它以电流场的形式向四处扩散 ，离接地点愈远，半球形的。