仪表控制系统的接地施工技术管理

仪表控制系统的接地施工技术管理

罗仁刚刘波

中国核电工程有限公司福建福清市350300

摘要：现阶段，我国经济发展十分迅速，而仪表控制系统的接地施工技术管理也越来越完善。接地系统是否可靠是关系到仪表控制系统硬件设备正常运行、确保生产装置平稳的关键因素，与仪表接地不同，仪表控制系统对接地电阻要求种类较多、阻值较低。仪表控制系统接地系统主网施工应在土建施工中电气配合下完成，各单元接地系统网要相互独立。根据接地系统属于隐蔽工程较多的特点，加强事前（方案确定、材料检验等）、事中（焊接、埋深和防腐等）、事后（检测等）的全过程监督管理，并且适时做好隐蔽记录和现场核查工作。

关键词：仪表控制系统；接地施工技术；管理

引言

仪表控制系统接地施工质量的好坏直接关系到仪表控制系统无故障运行时间的长短，就说错误的或不规范的接地施工所造成的隐患，可以引发一个装置在试车阶段甚至投产运行时的停车事故，同时它也关系到仪表控制系统的设备和操作人员的安全。为了保证仪表控制系统的施工质量，及整个装置施工质量，应对其接地系统的施工质量给予足够的重视。

1接地系统的分类

仪表控制系统接地主要有保护接地和工作接地。保护接地（也称为安全接地）是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。仪表及控制系统的外露导电部分，正常时不带电，在故障、损坏或非正常情况时可能带危险电压，对这样的设备，均实施保护接地。工作接地，仪表及控制系统工作接地包括：仪表信号回路接地和屏蔽接地。接地系统一般采用联合接地，由电气专业提供总接地系统以及接地母排，仪表接地系统连接前，按设计文件要求测量其的接地电阻值，符合设计要求。

2接地系统的连接方法

2.1接地连接方法

在国内技术人员接触较多的仪表系统的接地连接方法主要有浮地、多点接地２种方法。１）浮地。是指仪表的工作地与建筑物的接地系统保持绝缘，这样建筑物接地系统中的电磁干扰就不能传导到仪表系统中，地电位的变化对仪表系统也无影响。其缺点是电路易受寄生电容的影响，使电路的地电位变化且增加了对模拟电路的感应干扰；由于该方法的接地与大地无导体连接，易产生静电积累而导致静电放电，可能造成静电击穿或强烈的干扰。因此，浮地的效果不仅取决于浮地的绝缘电阻的大小，而且取决于浮地的寄生电容的大小和信号频率。２）多点接地。是指仪表、控制系统等设备的工作接地与保护接地分开，这种接地方式的突出优点是可以就近接地，接地线的寄生电感小。但是如果较强的雷电波通过保护地进入系统，电子电路同样会因承受高压而损坏。以上２种接地方式都不能满足防雷的需要。因此，可以考虑将保护地与工作地相连接，并且接入防雷接地系统，问题就可以解决了。控制室的防雷接地、防静电接地、电气设备的保护接地、仪表系统工作接地、屏蔽接地、电涌防护器接地等共用接地装置。

2.2接地体的设置

接地体的设置应参照《全国通用电气安全标准图、接地装置安装》，也应考虑现场具体情况选用。要求保护接地和工作接地必须独立设置，但保护接地是否能同电力系统接地相连接，需要视情况而定。下列情况应单独设设置仪表接地体：土壤电阻率较高，接地电阻达不到规定要求的场所；周围环境有较严重电磁干扰的场所；所采用的仪表对噪声敏感；所有仪表远离电力系统接地网。系统保护接地电阻值宜为４Ω，最高不超过１０Ω，而土壤电阻率较高难以实现该数值时可以适当提高接地电阻值或加降阻剂。一般要求如下：工作接地电阻应在１～４Ω；当设置防雷系统时，接地电阻应小于１Ω；DCS，PLC等控制系统接地应小于４Ω；接地板间距离应大于５ｍ。

2.3接地汇流排的要求

接地汇流排安装于室内0.3m的高度，位置在防静电地板下方。根据机柜或操作台的数量选择不同规格的汇流铜排，其中部分成排较多安装的机柜，其汇流排可以采用通长的镀锌扁钢（或铜）。

3接地系统的实施

3.1施工技术要点

（1）控制室内接地电缆敷设时按不同的等级要求进行，要区别保护接地系统或工作接地系统，不能混淆。现场敷设进来的仪表电缆的屏蔽层必须作屏蔽接地，接地点要在控制室机柜侧，现场电缆转接箱内的主电缆和分支电缆的屏蔽应压接并保持联通，在现场仪表端的屏蔽层必须作绝缘包扎，确保断开。（3）现场仪表、保护管、桥架等的保护接地可以就近接入电气接地网。（4）保护接地线选用黄/绿多股铜芯线将需要保护接地的设备与接地系统相连接，铜线截面积满足设计及规范要求，线缆终端采用铜终端压接法连接。（5）防静电地板的支腿与接地线可以通过抱箍加螺丝固定，槽钢基础与仪表保护接地的连接宜采用焊接连接。（6）成排控制机柜基础槽钢前后各固定一根镀锌扁钢（铜），作为仪表接地母排，正面为保护接地（SG），背面为工作接地（LG），仪表接地系统的SG和LG在接至电气接地的母排之前禁止短接，其中工作接地应采用绝缘支架固定在基础槽钢上。（7）镀锌扁钢之间的连接均采用焊接方式，焊接部位都做好了防腐处理，其中埋地部分需刷沥青漆。

3.2施工质量管理

做好工序的交接，土建（或电气）专业的电气接地网系统完成后，仪表接地系统接驳前，组织各方联合检查接地测试记录和施工质量，并做好接地电阻复查测量，接地电阻小于4Ω并满足设计要求。接地系统的安装工作大部分属于隐蔽工程，发挥监理的作用，做好重要工序的交接检查，并按照要求做好表格记录，联建人员现场共同签字确认。施工前由监理组织图纸会审，以及施工方案审查，规划好施工检查的A、B、C三级控制点的数量和位置；施工班组做好技术交底。严禁将保护接地和工作接地线混接，避免损坏设备影响测量准确性。

3.3仪表控制系统投用前的检查

仪表控制系统上电以前，必须确保系统地、安全地、屏蔽地已连接好，并符合DCS产品说明书中“接地规范”的要求。导线绝缘电阻检查：使导线与设备断开。用500V兆欧表进行检查，信号线路≥2MΩ、补偿导线≥0.5MΩ、低于4V直流电压线路≥0.1MΩ、系统电源带电部分与外壳≥5MΩ。必须确保UPS电源、控制站220V交流电源、控制站5V、24V直流电源、操作站220V交流电源等均已连接好，并符合设计要求。办理送电申请，组织各方对已经完成的仪表控制系统设备的安装接线工作全面检查，实行逐级检查逐级送电，所有的系统机柜模块通道开关要全部断开，在现场仪表安装接线完成后联合调试前共同确认后逐个送电。各方在场见证送电过程（包括施工技术人员、监理工程师、业主工程师、供应商技术人员等），并做好记录。

结语

仪表系统接地安装质量关系到整个仪表系统运行，而仪表又是生产装置的大脑和眼睛，因此在今后的仪表系统接地安装工作中，技术人员应当仔细研究设计图纸，充分了解设计意图。施工过程中，严格按照设计图纸和相关规范标准的要求对施工人员进行详细的技术交底。质量工程师也应当在现场监督整个安装过程，确保符合设计规范及相关施工标准。

参考文献

[1]GB50093—2015，自动化仪表工程施工及验收规范[S].

[2]关象石，余乃极，蔡振新，等ＱＸ／Ｔ10．1—2016电涌保护器第１部分：性能要求和试验方法[S]．北京：中国标准出版社，2015．

[3]陈建平，陈四雄.不间断电源（UPS）的可靠性设计.通信电源技术[J].2016，（6）：18-21.

[4]陈洪全，岳智.仪表工程施工手册[M].北京：化学工业出版社，2016.