摘要：自从我国引进和采用IEC接地标准，接地系统在概念和技术上发生了很大变化。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、联合接地到采用共用接地网实现等电位连接方式的转变。鉴于此，本文对仪表自控系统的接地工程设计进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：仪表自控；接地工程；设计
一、自动化仪表设计技术
1、温度补偿设计技术
根据温度敏感程度的差异，将该技术划分为并联式温度补偿技术以及反馈式温度补偿技术。若自控仪表对温度的敏感系数相对复杂，建议使用反馈式温度补偿技术。该技术能够最大程度减少温度对自控仪表工作的影响。若自控仪表温度敏感系数较为单一，则应使用并联式温度补偿技术。
2、自动化仪表热设计技术
通过热设计技术，设计人员可对自控仪表设备的温度形成有效控制。利用散热、制冷等技术，将自控仪表内部零件温度控制在合理范围当中，以此确保自控仪表运行的稳定性与可靠性。此外，根据化工企业实际需求，可将温度传感设备安设于自控仪表当中的通讯卡之中，形成自控仪表温度在线检测。
二、接地分类
1、安全接地
防静电接地是将带静电物体或有可能产生静电的物体通过接地线与大地相连，防止静电电流窜入仪表及控制系统对人员和设备造成直接伤害和电磁干扰。
防雷接地是将雷电产生的雷电浪涌通过接地线导入大地、防雷接地包含外部防雷接地和内部防雷接地。外部防雷由电气专业负责，不在本文讨论范围之内。内部防雷接地包括电缆屏蔽的接地、机柜的屏蔽接地、浪涌保护器的接地等，由自控仪表专业负责。
2、工作接地
回路接地是指在自动化系统和计算机等电子设备中，非隔离的信号需要建立一个统一的信号参考点并做接地，通常为直流电源的公共端。
屏蔽接地是将电缆的屏蔽层、排扰线、仪表的屏蔽接地端子做接地以消除电磁干扰。还有一种屏蔽接地指的是控制室建筑物内的钢筋、金属门窗等连接起来，形成一个屏蔽网并接地，这种屏蔽接地由建筑专业负责。
本安接地是指本质安全仪表在安全功能上需要接地的部件应做接地。安全栅是设置在本安电路与非本安电路之间的限流、限压装置，以防止非本安电路的危险能量窜入本安电路。安全栅主要分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅两种。齐纳式安全栅应做本安接地，隔离式安全栅不需要做本安接地。
三、接地方法
1、保护接地
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。当安装在金属仪表盘柜上的仪表与已接地的金属仪表盘柜电气接触良好时，可不做保护接地。
2、防静电接地
安装自控系统等设备的控制室、机柜室、过程控制计算机的机房，应做防静电接地。这些室内的导静电地面、防静电活动地板、工作台等应做防静电接地。已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备，不必再做防静电接地。
2、防雷接地
仪表电缆的选型和敷设应能使电缆具有双层屏蔽效果。电缆内层屏蔽和外层屏蔽的界定可参考文献。内外屏蔽层应全程电气导通，内屏蔽层一端接地，以消除雷电引起的电容性耦合干扰；外屏蔽层应至少两端接地，以消除雷电引起的电感性耦合干扰。浪涌保护器是保护仪表不受雷电电涌电流冲击的有效措施之一，但不应以设置浪涌保护器来代替防雷工程。浪涌保护器需接地，信号浪涌保护器的接地线接至机柜的工作接地汇流排，电源浪涌保护器的接地线接至配电柜的保护接地汇流排。
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4、回路接地
回路接地的原则是单点接地，防止不同接地点的地电位不均等形成地回路从而引入干扰。
回路接地一般是在控制室侧机柜内将电源公共端接至机柜的工作接地汇流排上。对于需要在现场接地的现场仪表，应在现场侧通过仪表接地端子接至电气接地网。而需要在现场接地同时又要在控制室内接地的，应将两个接地点之间做电气隔离防止形成地回路。
5、屏蔽接地
这里的屏蔽接地仅指屏蔽电缆的屏蔽层和排扰线的接地，原理上与防雷接地中的内屏蔽层相同。屏蔽接地的原则也是单点接地以消除电容性耦合干扰。
屏蔽接地的做法与回路接地一致。屏蔽接地应保持屏蔽层的全程电气导通，当现场设接线箱时，屏蔽层需在接线箱内跨接。
6、本安接地
因为隔离式安全栅不做本安接地，齐纳式安全栅需要做好接地措施才能满足本安要求，增加了设备和施工的费用，所以实际工程中普遍采用隔离式安全栅。
四、注意事项
1、与电气专业的配合
实际工程设计中需要仪表专业和电气专业紧密配合，若仅关注仪表自控系统本身的接地而忽略电气接地系统，往往会引发意想不到的后果。
仪表专业向电气专业提用电条件时，应要求控制室用电采用TN-S系统，以尽量减少因电源故障对仪表自控系统的干扰。仪表自控系统的接地点应与电气防雷引下线或大电流高电压设备的接地点保持足够的安全距离，以减少大的泄放电流通过仪表接地点窜入仪表自控系统。
2、接地电阻值的要求
虽然共用接地装置在抗干扰和安全保护上有诸多优点，但也存在一个问题，那就是地电位上升。在共用接地系统中，若有一个设备发生接地电流I，就会流入大地。因为接地极的阻抗RG，造成各设备接地点处的电位上升为U（U=IRG），波及到共用接地的其它设备。为了减少这种影响，接地电阻值RG应足够小。文献[1-2]规定仪表自控系统接地电阻值不应大于4Ω。但GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》第10.2.1条规定：火灾自动报警系统接地装置采用共用接地装置时，接地电阻值不应大于1Ω。为了满足GB50116的要求，仪表自控系统的接地电阻也应要求不大于1Ω。
3、工作接地的连接方式
在接地标准中强调不同用途的接地系统要分类汇总，不能发生混接。实际工程中，有些施工人员虽已将保护接地和工作接地分开，但将各机柜工作接地汇流排之间用接地线相连后再接至工作接地汇总板，形成所谓的“菊花链”串接方式。因为接地线存在阻抗，各机柜相对接地点的基准电压不同，使各机柜的接地电流通过地线阻抗而产生耦合干扰，所以不推荐使用。正确的做法是每个机柜工作接地汇流排单独用接地线接至工作接地汇总板，各机柜相对接地点的基准电压都是一样的，减少了因接地电流引起的电路间的耦合。
结束语
仪表自控设计人员应深入研究标准规范，理解不同接地的抗干扰原理和实施方法，同时与电气、土建等相关专业密切沟通，正确合理地设计仪表自控系统接地，减少系统干扰，保证仪表系统安全可靠运行；避免因设计不合理造成仪表系统运行不稳定和安全事故。
参考文献：
[1].化工行业13项自控专业标准颁布实施[J].石油化工自动化,2014,03:83-84.
[2]任经纬.海洋石油平台自控仪表系统的安全设计问题分析[J].科技展望,2015,35:129.
[3]杨成毅.小型城市生活污水处理厂电气与自控设计[D].西南交通大学,2013.
作者简介：
姓名： 冯买平 出生年月：1988 10 出生地：江西九江
身份证号：3604281988****3318
论文作者:冯买平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/24
标签：仪表论文; 自控论文; 屏蔽论文; 系统论文; 机柜论文; 防雷论文; 接地线论文; 《电力设备》2017年第19期论文;