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摘要：结合实际工作中遇到的因接地引起的仪表控制系统故障，通过仔细分析故障原因并经实践表明：在仪表控制系统机柜内分别设置了仪表信号回路接地汇流排和屏蔽接地汇流排，将其与两者合并为1个工作接地汇流排相比较，仪表控制系统获得的基准参考零电位更加稳定，更加有利于仪表控制系统抑制外界电磁干扰，可使仪表控制系统长期、稳定地运行。
关键词：仪表控制系统；等电位接地网；工作接地；屏蔽接地
我国化工厂由多套化工生产装置及公用工程装置组成，各生产装置之间通过各种物料相互联系。化工生产装置基本都配置了仪表控制系统，如用于过程控制和生产操作的分散控制系统，用于生产装置安全联锁保护的安全仪表系统，用于生产环境监测的可燃气体和有毒气体检测系统，部分生产装置还配备了压缩机控制系统，有些成套设备采用专用的可编程序控制器等。仪表控制系统的安全、稳定可保障各生产装置的正常运行，正确的接地是仪表控制系统安全稳定运行的前提条件之一。
1化工厂等电位接地网的设置及接地系统
现代大型联合化工厂不再设置独立的仪表控制系统接地装置，而是与全厂低压电气设备共用全厂等电位接地网。例如某煤化工厂的各生产装置及各建构筑物的接地系统连接成1个整体的等电位接地网，等电位接地网的直埋接地干线采用40mm×4mm镀锌扁钢，安装必要数量的接地极，在需要接地的建筑物内设置等电位连接板，现场仪表机柜间的等电位接地网。接地系统由接地连接和接地装置两部分构成。1）接地连接。包括：接地线，接地汇流排、接地分干线、接地汇总板、接地干线2）接地装置。包括：总接地板、接地总干线、接地极。对于大型联合化工厂来说，可以将全厂等电位接地网当作接地装置。一般来说，仪表控制系统的接地连接由仪表专业负责设计、施工；接地装置由电气专业负责设计、施工。仪表控制系统的接地电阻应不大于4Ω，仪表控制系统的接地连接电阻应不大于1Ω。
2保护性接地
2.1保护接地
仪表控制系统的保护接地也称为安全接地，仪表控制系统的外露导电部分，正常时是不带电的，在出现故障、损坏，特别是交流电源系统出现异常、绝缘损坏时，就有可能造成交流电源内部带危险电压的部分与仪表控制系统的机柜、机架的外壳等金属部件短路，使仪表控制系统的外露部分带电，若没有良好的保护接地，这些带电体和大地之间会有很高的电位差，如果人不小心接触到这些带电体，这些带电体会通过人的身体与大地形成带电回路，危险电流会流过人的身体，产生伤害。因此，必须将仪表控制系统的外壳、机架的外壳等外露的金属部分通过保护接地消除危险电压，以保证仪表控制系统设备和人身安全。
2.2防静电接地
仪表控制系统的故障很大程度上是由静电造成的，尽管各仪表控制系统厂家不断地改进产品防静电的性能，但是为了防范静电影响，仪表机柜间、工程师室等应用场所还是需要考虑防静电接地。这些应用场所一般采用防静电地板，该类地板采用特殊粉末压制而成，对静电而言，防静电地板是导体，防静电地板敷设在相互连接的金属网格支架上，并用接地分
干线与保护接地汇总板相连接，将静电荷引入大地，防止由于静电荷积累对人体和仪表控制系统设备造成的危害。
2.3防雷接地
在雷暴日高发地区应考虑仪表回路的防雷措施，为了防止雷电对仪表控制系统的输入、输出和电源等器件造成的损坏所设置的接地，称之为防雷接地。当仪表控制系统的线路进入到机柜间内，需要采取措施将雷击电流泄放入地，需要设置防雷接地。
3功能性接地
3.1仪表信号回路接地
仪表控制系统包含有系统柜、安全栅柜、继电器柜等多种机柜，即便是只有1个机柜，在这个机柜内也会含有CPU卡、电源卡、通信卡及各种I/O卡件等。控制系统的信号接地需要有统一的基准参考电位，通常是以直流电源的负极为参考电位，信号分配以此为参考点，即控制系统的AI，AO，DI，DO信号的公共端要与本系统直流电源的负端连接，即仪表信号回路接地。
3.2屏蔽接地
屏蔽是用金属屏蔽体把电场或磁场等外界干扰阻止在受干扰物之外，在实际应用中，通常仪表信号电缆采用带有屏蔽层的屏蔽电缆，依据仪表信号源的类型将仪表信号电缆屏蔽层合理的接地，可以抑制外界电磁场对仪表信号电缆线芯的干扰，可使仪表信号电缆准确地传递仪表信号。
3.4本安接地
安全栅是本质安全关联设备，当采用齐纳安全栅时，为实现本质安全功能，必须将安装齐纳安全栅的接地点与直流电源的公共端相连接，对于采用安装导轨做接地点的产品，应将齐纳安全栅的导轨与直流电源的公共端一起进行可靠的接地连接。
4仪表控制系统接地方法探讨
4.1由于化工厂采用全厂等电位接地网，即仪表控制系统的安全保护接地、仪表信号回路接地、仪表信号电缆的屏蔽接地及防雷接地等，最终都连接到全厂等电位接地网，故建议在安装仪表控制系统的控制站的现场仪表机柜间内分别设置保护接地汇总板、仪表信号回路接地汇总板、仪表信号电缆屏蔽接地汇总板和在仪表信号电缆.的出入口附近设置防雷接地汇总板，各接地汇总板分别通过接地干线与全厂电气等电位接地网相连接。各接地干线应尽量短，即各接地汇总板与全厂等电位接地网的连接电阻尽可能小，有利于仪表控制系统的各种接地。
4.2为防止仪表信号电缆屏蔽接地对仪表信号回路接地造成影响，建议在每个仪表控制系统机柜内分别设置保护接地汇流排、仪表信号回路接地汇流排和屏蔽接地汇流排，即将在仪表控制系统机柜内设置的工作接地汇流排拆分为仪表信号回路接地汇流排和仪表信号电缆屏蔽接地汇流排，各接地汇流排在仪表控制系统机柜内相互绝缘，分别通过各自的接地分干线与各自的接地汇总板相连接。
4.3由于仪表信号回路接地的主要目的是为仪表控制系统提供稳定、可靠的基准参考零電位，建议在同1个仪表机柜间内的同1个仪表控制系统的各个机柜内的仪表信号回路接地汇流排，利用接地分干线相互连接在一起，至少选择其中2个仪表信号回路接地汇流排作为本仪表控制系统仪表信号回路主接地母排，主接地母排通过接地分干线与仪表信号回路接地汇总板相连接。
4.4由于仪表控制系统的仪表信号回路接地、本安接地、电涌防护器接地都与本机柜内的直流电源的负端连接在一起，建议仪表信号回路接地、本安接地、电涌防护器接地与各自仪表控制系统机柜内的仪表信号回路接地汇流排相连接，通过仪表信号回路接地分干线与仪表信号回路接地汇总板相连接。
5结束语
仪表控制系统接地种类繁多，为保证仪表控制系统设备及人身安全设置了保护接地；为防止外界的电磁场对仪表信号的影响设置了仪表信号电缆屏蔽接地；为仪表控制系统提供稳定、可靠的基准参考零电位设置了仪表信号回路接地；为防止雷电干扰，在仪表信号电缆出入口附近设置防雷接地；为防止产生静电将防静电地板金属支架与保护接地汇总板相连接。仪表控制系统各种接地的作用不同，不能简单地将仪表控制系统机柜内接地汇流排和接地汇总板看作同1个等电位接地点，接地连接方式应根据具体情况做适当调整，在实际工作中要考虑各种接地线的连接电阻，各种接地在连接到各自的接地汇总板前不得混接，避免接地系统混乱引起的相互干扰。正确的接地是仪表控制系统能够长期、稳定地运行的前提条件之一。
参考文献
[1]程亮，柳晓林.化工厂仪表系统防雷及优化[J].广东化工，2016，43（08）：163-164.
[2]王艳梅，侯立刚，杜文军.DCS系统接地的探讨[J].工业仪表与自动化装置，2009（02）：83-85+88.
（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）
关键词：仪表控制系统；等电位接地网；工作接地；屏蔽接地
我国化工厂由多套化工生产装置及公用工程装置组成，各生产装置之间通过各种物料相互联系。化工生产装置基本都配置了仪表控制系统，如用于过程控制和生产操作的分散控制系统，用于生产装置安全联锁保护的安全仪表系统，用于生产环境监测的可燃气体和有毒气体检测系统，部分生产装置还配备了压缩机控制系统，有些成套设备采用专用的可编程序控制器等。仪表控制系统的安全、稳定可保障各生产装置的正常运行，正确的接地是仪表控制系统安全稳定运行的前提条件之一。
1化工厂等电位接地网的设置及接地系统
现代大型联合化工厂不再设置独立的仪表控制系统接地装置，而是与全厂低压电气设备共用全厂等电位接地网。例如某煤化工厂的各生产装置及各建构筑物的接地系统连接成1个整体的等电位接地网，等电位接地网的直埋接地干线采用40mm×4mm镀锌扁钢，安装必要数量的接地极，在需要接地的建筑物内设置等电位连接板，现场仪表机柜间的等电位接地网。接地系统由接地连接和接地装置两部分构成。1）接地连接。包括：接地线，接地汇流排、接地分干线、接地汇总板、接地干线2）接地装置。包括：总接地板、接地总干线、接地极。对于大型联合化工厂来说，可以将全厂等电位接地网当作接地装置。一般来说，仪表控制系统的接地连接由仪表专业负责设计、施工；接地装置由电气专业负责设计、施工。仪表控制系统的接地电阻应不大于4Ω，仪表控制系统的接地连接电阻应不大于1Ω。
2保护性接地
2.1保护接地
仪表控制系统的保护接地也称为安全接地，仪表控制系统的外露导电部分，正常时是不带电的，在出现故障、损坏，特别是交流电源系统出现异常、绝缘损坏时，就有可能造成交流电源内部带危险电压的部分与仪表控制系统的机柜、机架的外壳等金属部件短路，使仪表控制系统的外露部分带电，若没有良好的保护接地，这些带电体和大地之间会有很高的电位差，如果人不小心接触到这些带电体，这些带电体会通过人的身体与大地形成带电回路，危险电流会流过人的身体，产生伤害。因此，必须将仪表控制系统的外壳、机架的外壳等外露的金属部分通过保护接地消除危险电压，以保证仪表控制系统设备和人身安全。
2.2防静电接地
仪表控制系统的故障很大程度上是由静电造成的，尽管各仪表控制系统厂家不断地改进产品防静电的性能，但是为了防范静电影响，仪表机柜间、工程师室等应用场所还是需要考虑防静电接地。这些应用场所一般采用防静电地板，该类地板采用特殊粉末压制而成，对静电而言，防静电地板是导体，防静电地板敷设在相互连接的金属网格支架上，并用接地分
干线与保护接地汇总板相连接，将静电荷引入大地，防止由于静电荷积累对人体和仪表控制系统设备造成的危害。
2.3防雷接地
在雷暴日高发地区应考虑仪表回路的防雷措施，为了防止雷电对仪表控制系统的输入、输出和电源等器件造成的损坏所设置的接地，称之为防雷接地。当仪表控制系统的线路进入到机柜间内，需要采取措施将雷击电流泄放入地，需要设置防雷接地。
3功能性接地
3.1仪表信号回路接地
仪表控制系统包含有系统柜、安全栅柜、继电器柜等多种机柜，即便是只有1个机柜，在这个机柜内也会含有CPU卡、电源卡、通信卡及各种I/O卡件等。控制系统的信号接地需要有统一的基准参考电位，通常是以直流电源的负极为参考电位，信号分配以此为参考点，即控制系统的AI，AO，DI，DO信号的公共端要与本系统直流电源的负端连接，即仪表信号回路接地。
3.2屏蔽接地
屏蔽是用金属屏蔽体把电场或磁场等外界干扰阻止在受干扰物之外，在实际应用中，通常仪表信号电缆采用带有屏蔽层的屏蔽电缆，依据仪表信号源的类型将仪表信号电缆屏蔽层合理的接地，可以抑制外界电磁场对仪表信号电缆线芯的干扰，可使仪表信号电缆准确地传递仪表信号。
3.4本安接地
安全栅是本质安全关联设备，当采用齐纳安全栅时，为实现本质安全功能，必须将安装齐纳安全栅的接地点与直流电源的公共端相连接，对于采用安装导轨做接地点的产品，应将齐纳安全栅的导轨与直流电源的公共端一起进行可靠的接地连接。
4仪表控制系统接地方法探讨
4.1由于化工厂采用全厂等电位接地网，即仪表控制系统的安全保护接地、仪表信号回路接地、仪表信号电缆的屏蔽接地及防雷接地等，最终都连接到全厂等电位接地网，故建议在安装仪表控制系统的控制站的现场仪表机柜间内分别设置保护接地汇总板、仪表信号回路接地汇总板、仪表信号电缆屏蔽接地汇总板和在仪表信号电缆.的出入口附近设置防雷接地汇总板，各接地汇总板分别通过接地干线与全厂电气等电位接地网相连接。各接地干线应尽量短，即各接地汇总板与全厂等电位接地网的连接电阻尽可能小，有利于仪表控制系统的各种接地。
4.2为防止仪表信号电缆屏蔽接地对仪表信号回路接地造成影响，建议在每个仪表控制系统机柜内分别设置保护接地汇流排、仪表信号回路接地汇流排和屏蔽接地汇流排，即将在仪表控制系统机柜内设置的工作接地汇流排拆分为仪表信号回路接地汇流排和仪表信号电缆屏蔽接地汇流排，各接地汇流排在仪表控制系统机柜内相互绝缘，分别通过各自的接地分干线与各自的接地汇总板相连接。
4.3由于仪表信号回路接地的主要目的是为仪表控制系统提供稳定、可靠的基准参考零電位，建议在同1个仪表机柜间内的同1个仪表控制系统的各个机柜内的仪表信号回路接地汇流排，利用接地分干线相互连接在一起，至少选择其中2个仪表信号回路接地汇流排作为本仪表控制系统仪表信号回路主接地母排，主接地母排通过接地分干线与仪表信号回路接地汇总板相连接。
4.4由于仪表控制系统的仪表信号回路接地、本安接地、电涌防护器接地都与本机柜内的直流电源的负端连接在一起，建议仪表信号回路接地、本安接地、电涌防护器接地与各自仪表控制系统机柜内的仪表信号回路接地汇流排相连接，通过仪表信号回路接地分干线与仪表信号回路接地汇总板相连接。
5结束语
仪表控制系统接地种类繁多，为保证仪表控制系统设备及人身安全设置了保护接地；为防止外界的电磁场对仪表信号的影响设置了仪表信号电缆屏蔽接地；为仪表控制系统提供稳定、可靠的基准参考零电位设置了仪表信号回路接地；为防止雷电干扰，在仪表信号电缆出入口附近设置防雷接地；为防止产生静电将防静电地板金属支架与保护接地汇总板相连接。仪表控制系统各种接地的作用不同，不能简单地将仪表控制系统机柜内接地汇流排和接地汇总板看作同1个等电位接地点，接地连接方式应根据具体情况做适当调整，在实际工作中要考虑各种接地线的连接电阻，各种接地在连接到各自的接地汇总板前不得混接，避免接地系统混乱引起的相互干扰。正确的接地是仪表控制系统能够长期、稳定地运行的前提条件之一。
参考文献
[1]程亮，柳晓林.化工厂仪表系统防雷及优化[J].广东化工，2016，43（08）：163-164.
[2]王艳梅，侯立刚，杜文军.DCS系统接地的探讨[J].工业仪表与自动化装置，2009（02）：83-85+88.
（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）