① DCS机柜接地
【DCS机柜接地】随着电力工业的迅速发展和热工自动化水平的提高,分散控制系统(DCS)已在国内各电厂中得到广泛应用,这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。DCS合理、可靠的系统接地,是DCS 系统非常重要的内容。为了保证DCS系统的监测控制精度和安全、可靠运行,必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面,进行认真设计和统筹考虑。
一、接地的分类和作用:
1、安全接地:
(1)保护接地(CG,电气专业中称PE)是将DCS中正常情况下不应带电的金属部分(机柜外壳、操作台外壳、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电但人体有可能接触到危险电压的裸露金属部件等)与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全。因为DCS的供电是强电供电(一般是220V),通常情况下机壳等是不带电的,当故障发生造成电源的高压部分与外壳等导电金属部件短路时,这些金属部件或外壳就形成了带电体,如果没有很好的接地,那么这带电体和地之间就有很高的电位差,如果人不小心触到这些带电体,那么就会通过人身形成通路,产生危险。因此,必须将金属外壳和地之间作很好的连接,使机壳和地等电位。此外,保护接地还可以防止静电的积聚。
(2)防雷接地:当DCS系统的信号线路从室外进入室内后,在架空线引入或可能受感应雷的场合,应实施防雷接地连接。使雷击放电电流可从接地通路直接流入大地,而不影响系统的正常工作和人身安全。DCS系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。我们可用金属电缆管或槽铺设信号线,电缆管或金属槽有很好的接地可有效消除因信号电缆附近受到雷击,通过分布电容和电感耦合到信号线,在信号线上产生很大的脉冲干扰。
(3)防静电接地:安装DCS的控制室,应考虑防静电接地。使静电放电电流可从接地通路直接流入大地,而不影响系统的正常工作和人身安全。这些室内的导静电地面、活动地板、工作台等都应进行防静电接地。已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备,不必再另做防静电接地。
2、工作接地:工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。工作接地分为逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地。
(1)逻辑地,也叫直流系统地(PG),是计算机内部的逻辑电平负端公共地,电子设备中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位。这个“地”不一定是“地理地”,可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等;它为电子装置各个部分、各个环节提供稳定的基准电位(一般是零点位)。这个地可以接大地,也可以仅仅是一个公共点。系统地如果与大地不相连,即系统地处于悬浮工作状态,称之为浮空地。
(2)信号地,也叫信号回路地,是现场返回信号的负端,如各变送器的负端接地,开关量信号的负端接地等。
(3)屏蔽接地,也叫模拟地(AG,信号电缆屏蔽层的接地)。电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来,使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施;或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来,使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。金属屏蔽体良好接地,对静电屏蔽而言,将使屏蔽体外侧的感应电荷流入大地,而不会有感应电场存在。对交变电场屏蔽而言,由于交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积,只要设法使金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。
3、本安接地,是本安仪表或安全栅的接地。主要用于石化和其它防爆系统中。这种接地除了抑制干扰外,还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。
4、除了上述三大类接地外,还有一个中性点接地。它是电力系统主要是变压器或发电机为了正常运行和安全需要而设的接地。中性点接地的引出线叫中性线或零线,又根据供电系统不同的工作和保护方式可分为保护零线(PE线,俗称地线)、工作零线(N线,俗称零线)、或两者合二为一,称为PEN线。
二、DCS系统接地方式:DCS系统的各种安全接地、工作接地应分别接到本机柜各地线上,各机柜相应地线连接后,再用铜芯电缆引至总接地板。根据总接地板与接地极的连接方式的不同有下列几种接地方式:
1、采用等电位接地方式进行接地。当采用等电位接地时,要求将建筑物(或装置)的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的PE(保护接地线)母排、接闪器引下线形成等电位联结,控制系统安全接地和工作接 地应分类汇总到该总接地板,实现等电位联结,与电气装置合用接地装置并与大地连接。但控制系统在接地网上的接入点应和防雷地、大电流或高电压设备的接入点保持不小于5 米的距离。除非制造厂有明确说明,否则计算机控制系统的机柜,不允许与建筑物钢筋直接相连。
2、利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地。一般情况下电气接地网做了等电位联结;在无法满足等电位接地的情况下,允许系统工作接地进行一点单独接地,同时将系统保护接地接到电气地。在系统地和保护地无法分离的情况下,可以将系统保护接地和工作接地进行一点单独接地。当与电厂电力系统共用一个接地网时,控制系统地线与电气接地网的连接须用低压绝缘动力电缆,且只允许一个连接点,接地电阻应小于0.5。且要注意选取接入点时应尽可能远离大电机的接入点,同时与避雷地的接入点间的距离也应大于20m。
3、设DCS系统专用独立的接地网;当采用独立接地网时,应尽可能远离防雷接地网,若制造厂无特殊要求,接地电阻(包括接地引线电阻在内)应不大于2Ω。且单独接地体与其他电气专业接地体应相距5m以上,和独立和防直击雷接地体须相距20 米以上。具体的一点接地的形式根据可现场条件,在以下几种情况下选择。(以下所列情况为工作接地的连接,正常情况下保护接地应接到电气地,若无法将工作接地和保护接地分开,可以将保护接地与工作接地连接到同一单独接地体)。
4、设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网。
三、接地要求和原则:因为系统接地线和接地电阻都不可能为零,且当有大电流从接地极注入大地时,接地极及其附近的大地电位升高,如有多点地则会出现接地点间的电位差,形成干扰。即使是同一台设备中的各种地线,也应遵守一点地原则,否则就会形成接地环路,各点之间的接地电位差将会形成干扰被引入其它电路。
所以除制造厂有明确规定外,整个计算机控制系统内各种不同性质的接地,均应经绝缘电缆或绝缘线引至总接地板,以保证“一点接地”。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。各种地在机柜内部各自分别汇总,最终汇于一点,然后用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于1Ω,接地极最好埋在距建筑物10~ 15m远处,而且DCS系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。仪表或设备的接地端子到接地极之间的导线与连接点的电阻总和,称为接地连接电阻。接地连接电阻不应大于1 欧姆。接地极对地电阻与接地连接电阻之和称为接地电阻。接地电阻,不应大于4 欧姆。接地干线长度若超过10 米或周围有强磁场设备,应采取屏蔽措施,将接地干线穿钢管保护,钢管间连为一体;或采用屏蔽电缆,钢管或屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地。若接地干线在室外走线并距离超过10 米,应采用双层屏蔽,内层单点接地,外层两端接地,以防止电磁脉冲的干扰。
接地种类不同,接地的方式和要求就不同,下面按不同的接地种类陈述接地的方式和要求。
1、保护接地:DCS的所有设备均有一个保护地,该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好,有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三极插头的中间头)连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书,不管哪种方式,CG必须将一台设备(控制站、操作员站等)上所有的外设或系统的CG连在一起,然后用较粗的绝缘铜导线将各站的CG连在一起,最后从一点上与大地接地系统相连。还有一点值得提醒的是,DCS的所有外设必须从一条供电线上供电,而且一台设备(如操作员站位所连接的所有外设和主机系统(CRT、打印机、拷贝机主机系统)的电源必须从设备的供电分配器上取电,而不允许从其它地方取电,否则可能会烧坏接口甚至设备,对于不得不用长线连接的场合,或用较粗导线提供供电,或采取通信隔离措施。各站的CG在连接时可以采用幅射连接法,也可以采用串行接法。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、箱、柜、框架上的仪表,与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时,可不做保护接地。电气装置的保护地PE应并人等电位连结网络中(按照网格形或星形方式)。
2、工作接地:工作接地的原则为单点接地,信号回路中应避免产生接地回路,如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地,则应采用隔离器将两点接地隔离开。
(1)逻辑地(PG),各站内的逻辑地必须位于一点PG,然后用粗绝缘导线以辐射状接到一点上,然后接到大地接地线上。只要接地良好,这种方式的抗干扰能力是比较强的。但接地工艺复杂,一旦接地不良反会引起不必要的干扰。在有些系统中,所有的输入,输出均是隔离的,这样其内部逻辑地就是一个独立的单元,与其它部分没有电器连接,这种系统中往往不需要PG接地,而是保持内部浮空。浮空接地方法简单,但是对于与地的绝缘电阻要求较高,一般要求大于50MΩ,否则由于绝缘下降,会导致干扰。此外,浮空容易引起静电干扰。
(2)屏蔽地(模拟地AG)是所有的接地中要求最高的一种。全线路屏蔽层应有可靠的电气连续性,当屏蔽电缆经接线盒或中间端子柜分开或合并时,应在接线盒中间的端子柜内将其两端的屏蔽层通过端子连线,同一信号回路或同一线路屏蔽层只允许有一个接地点,接地电阻要小于1欧姆,各机柜之间的电阻也要<1欧姆。屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的总屏蔽层及对绞线屏蔽层均应接地。电缆屏蔽层应在机柜侧单端接地。信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地。信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。
(3)信号地的处理:原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地,而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合,现场端必须接地,这时,必须注意原信号的输入端子(上双端)绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接,而计算机在处理这类信号时,必须在前端采用有效的隔离措施。
(4)安全栅的接地:采用隔离式安全栅的本质安全系统,不需要专门接地。采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。
在不同的系统中,对这几种接地的要求不同,但大多数系统对AG的接地电阻一般要求1欧姆以下,而安全栅的接地电阻应<4欧姆,最好<1欧姆,PG和CG的接地电阻应小于4欧姆。
② 仪表接地是什么
仪表系统接地分为保护接地、工作接地
一、保护接地
通常需要做接地的自控设备如:仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC/EDS的机柜和操作站、仪表供电设备、电缆桥架、穿线管、接线盒及铠装电缆的铠装层,以及控制室内的防静电地板。
一般来讲,使用DC24V为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。
保护接地的方法
现场仪表桥架、穿线管应每隔30m用接地线与已接地的金属构件相连。特别要指出的是,现场接地绝不能利用储存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相连的金属构件进行接地。
控制室的仪表自控设备、机柜、仪表盘等应单独设置保护接地汇流排。其接地体可与电力系统的接地体共用。
仪表保护接地连接线标识颜色为绿色。
二、工作接地
工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地、本质安全接地。
1、信号回路接地
在非隔离的信号系统中,应建立一个统一的信号参考点。即进行信号回路接地。通常为直流电源的负极接地。使用非隔离的信号系统这是我在设计中一般的首选方法。在运行时,系统受到干扰的情况极其少见。
在隔离的信号系统中,隔离信号可不接地。这里指的隔离是每一个输入/输出信号与其他输入输出信号的电路是绝缘的。做到电源独立、
相互隔离、参考点浮空。我认为在回路较多的系统,不要轻易使用这种方法。
在控制内应设置信号及屏蔽接地汇流排。
接地线颜色标识为黄/绿线。
2、屏蔽接地
电缆的屏蔽层、排扰线应作屏蔽接地。
在强雷击区,室外架空不带屏蔽的普通多芯电缆,备用芯应屏蔽接地。主要是为了避免雷电在信号线路感应出高电压。
现场接线箱内,端子两侧的电缆屏蔽线应在箱内进行跨接。
同一信号回路,同一屏蔽层应该单点接地。
一般屏蔽接地应在控制室一侧接地。
在控制内应设置信号及屏蔽接地汇流排。
接地线颜色标识为黄/绿线。
3、本质安全接地
齐纳安全栅的汇流排必须与直流电源公共端相连(主要是保证当电源故障时能够对危险场所进行保护)。其汇流排或导轨作本安接地。
在控制内应设置本安接地汇流排。
接地线颜色标识为兰/绿线。
工作接地的方法
信号及屏蔽接地汇流排、本安接地汇流排通过各自的接地线接至工作接地汇流排。
九十年代以来,一些相关规定都明确指出,当电气专业把建筑物、装置的金属支撑、钢结构、金属管道、屋顶架构等全部接地后,仪表工作接地可与电气专业合用接地装置。这样可减小雷击伤害,降低干扰。当电气专业未作这种接地连接时,仪表工作接地应采用单独接地体接地。接地体应与电气接地体不小于5m的距离。接地电阻应不大于4欧姆。
③ 保护性接地和功能性接地各有什么应用
1.保护性接地
(1)防电击接地 为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时,使平时不带电的外露导电部分带电而导致电击,将设备的外露导电部分接地,称为防电击接地。这种接地还可以限制线路涌流或低压线路及设备由于高压窜入而引起的高电压;当产生电器故障时,有利于过电流保护装置动作而切断电源。这种接地,也是狭义的“保护接地”。
(2)防雷接地 将雷电导人大地,防止雷电流使人身受到电击或财产受到破坏。
(3)防静电接地 将静电荷引入大地,防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。特别是目前电子设备中集成电路用得很多,而集成电路容易受到静电作用产生故障,接地后可防止集成电路的损坏。
(4)防电蚀接地 地下埋设金属体作为牺牲阳极或阴极,防止电缆、金属管道等受到电蚀。
2.功能性接地
(1)工作按地 为了保证电力系统运行,防止系统振荡.保证继电保护的可靠性,在交直流电力系统的适当地方进行接地,交流一般为中性点,直流一般为中点,在电子设备系统中,则称除电子设备系统以外的交直流接地为功率地。
(2)逻辑接地 为了确保稳定的参考电位,将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”,一般采用金属底板作逻辑地。常将逻辑接地及其它模拟信号系统的接地统称为直流地。
(3)屏蔽接地 将电气干扰源引入大地,抑制外来电磁干扰对电子设备的影响,也可减少电子设备产生的干扰影响其它电子设备。
(4)信号接地 为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地,例如检测漏电流的接地,阻抗测量电桥和电晕放电损耗测量等电气参数测量的接地。
④ 汽车电路中所说的“接地”是什么意思有什么作用
我懂汽车 但是我懂建筑 汽车接地就是说让汽车的组件与大地连接上 比如说有些车后面带的铁链 或者专门的接地装置 原因是因为需要把汽车上的一些静电或者漏的电直接释放到地里 防止车出事故
⑤ 电气设备的接地端子,有什么用途
接地端子就是供接地线使用的,
地线的作用是为防止电气设备的金属外壳带电危及人身和设备安全而进行的接地保护。是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施
工作接地就是由电力系统运行需要而设置的(如中性点接地),因此在正常情况下就会有电流长期流过接地电极,但是只是几安培到几十安培的不平衡电流。在系统发生接地故障时,会有上千安培的工作电流流过接地电极,然而该电流会被继电保护装置在0.05~0.1s内切除,即使是后备保护,动作一般也在1s以内。
防雷接地是为了消除过电压危险影响而设的接地,如避雷针、避雷线和避雷器的接地。防雷接地只是在雷电冲击的作用下才会有电流流过,流过防雷接地电极的雷电流幅值可达数十至上百千安培,但是持续时间很短。
保护接地是为了防止设备因绝缘损坏带电而危及人身安全所设的接地,如电力设备的金属外壳、钢筋混凝土杆和金属杆塔。保护接地只是在设备绝缘损坏的情况下才会有电流流过,其值可以在较大范围内变动。
电流流经以上三种接地电极时都会引起接地电极电位的升高,影响人身和设备的安全。为此必须对接地电极的电位升高加以限制,或者采取相应的安全措施来保证设备和人身安全。
⑥ 何为接地为什么要接地火线零线是什么有什么用
接地(earthing)接地指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。
接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。
接地是为保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施,通过金属导线与接地装置连接来实现,常用的有保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地等。接地装置将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下,从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。
照明电路里的两根电线,一根叫火线,另一根则叫零线。火线和零线的区别在于它们对地的电压不同。
零线是变压器二次测中性点引出的线路,与相线构成回路对用电设备进行供电,通常情况下,零线在变压器二次测中性点处与地线重复接地,起到双重保护作用。
交流电源线分为零线(标志字母为"N"Neutral
wire)和火线(标志字母为"L"Live
Wire)。和用电器相连还有地线——和大地相连的导线;火线、零线、地线都是连接在三孔插座的导线,火线与零线之间保持呈正弦振荡式的压差。由于大地和零线电位相同,故火线与地线也保持呈正弦振荡式的压差。当人体接触火线时,火线的电流通过人体流入大地或者零线,会发生触电事故,而接触零线则不会被电击的。把外壳能导电的用电器的外壳与地线连接,在漏电的情况下,电流会直接通过地线流入大地而不通过身体,从而避免发生触电事故。
⑦ 电路图中都要接地,接地到底有什么用
接地有多个概念,但都是相对概念
电力系统中的接地是将变压器或发电机的中性线通过接地极可靠的接到大地(就是地球啦),然后分别引出两根线,一个叫零线,用于用电器的工作回路(变压器或发电机引出的其它三根相线就可以叫做火线了,因为有零线对应);另一条叫地线,用作保护回路
在电子线路中地线相对性更明显,这里的地线不是真正的接到大地(在某些需要的时候也接),设立地线的原因是为了制定一个电位参考而把某条线定义为‘地线’,以方便对电路分析和设计。多数习惯将电子线路电源的负极作为地线,也有些是电源正极,还有少数情况是其它。
⑧ 数字万用表表盘接地符号是干什么用的
用于测试电路通断,如果测量回路电阻很小或者是直通状态,就会鸣响。
是蜂鸣器符号。该档位也用于测量二极管(有二极管符号)