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石油化工儀表及系統(tǒng)接地的設(shè)計(jì)論文
摘要：針石油化工儀表及控制系統(tǒng)接地的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
關(guān)鍵詞：石油化工；儀表防雷；控制系統(tǒng)；接地設(shè)計(jì)
21世紀(jì)以來，DCS在石油化工行業(yè)的應(yīng)用和技術(shù)都得到較大程度的突破，因此儀表系統(tǒng)接地的問題也受到相關(guān)人員較高程度的重視。雖然，我國(guó)早在多年以前就儀表系統(tǒng)接地問題進(jìn)行研究和規(guī)范，并通過明文對(duì)儀表以及控制系統(tǒng)的等電位接地問題進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)范和詳細(xì)說明，但仍有許多項(xiàng)目在實(shí)際執(zhí)行的過程中存在許多問題未能按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，尤其是項(xiàng)目單獨(dú)設(shè)置儀表接地極的問題，不但給項(xiàng)目的具體實(shí)施造成了不必要的麻煩，也不符合我國(guó)在儀表系統(tǒng)等電位接地問題上所制定的規(guī)范和原則。
1儀表系統(tǒng)接地分類
1.1保護(hù)接地
保護(hù)接地主要目標(biāo)是為了保障人身的安全和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。因?yàn)橥ǔ顩r下，儀表和控制系統(tǒng)都會(huì)存在外露的導(dǎo)電部分，而這一部分會(huì)因?yàn)楣收匣蚴遣徽＿\(yùn)行導(dǎo)致高危電壓的形成，給工程現(xiàn)場(chǎng)埋下了極大的安全隱患。因此，這類設(shè)備需要進(jìn)行保護(hù)接地。除此之外，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性和變化性，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)儀表導(dǎo)線附帶高于36V的電壓的情況，因此，處于安全性的考慮也會(huì)給儀表外殼進(jìn)行保護(hù)接地。
1.2工作接地
工作接地作為保障儀表數(shù)據(jù)的精確度和可靠度的重要工程，其主要內(nèi)容包括了信號(hào)回路接地、本質(zhì)安全系統(tǒng)接地和屏蔽接地三種情況。信號(hào)回路的接地處理需要分情況進(jìn)行處理，當(dāng)信號(hào)系統(tǒng)處于非隔離情況時(shí)，通常將直流電源的負(fù)極進(jìn)行接地處理；反之，若是隔離的情況，則會(huì)由于信號(hào)本身就處于絕緣狀態(tài)，因此，可不實(shí)施接地。而屏蔽接地主要是為了防電磁干擾，因此大多數(shù)會(huì)在控制室進(jìn)行接地處理。本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)由于安全柵類型的區(qū)別而劃分為隔離式和齊納式兩大類。隔離式安全柵由于自身的特性無需接地，而齊納式安全柵電路則需要在控制室采用同一接地體。
1.3防靜電接地
防靜電接地處理需要在沒有保護(hù)接地和工作接地時(shí)進(jìn)行。而且接地的標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)建筑物的特性來劃分，每一類建筑物都有特定規(guī)格的保護(hù)器。
2儀表及系統(tǒng)接地的設(shè)置
2.1接地系統(tǒng)的主要組成部分
接地系統(tǒng)包含了導(dǎo)線、銅板、電極。導(dǎo)線起連接功能，貫通各處。然而，接地導(dǎo)線需要根據(jù)使用途徑、連接部位、數(shù)量和長(zhǎng)度的區(qū)別選擇合適截面積的接地導(dǎo)線。通常狀態(tài)下，需要設(shè)置三塊接地銅板：第一塊是工作地的匯總銅板；第二塊是保護(hù)地的匯總銅板；第三塊是總接地的銅板。這三塊銅板都需要進(jìn)行絕緣固定，而且這些銅板厚度都存在嚴(yán)格的要求（不小于6mm），而尺寸則需要根據(jù)需求情況進(jìn)行確定。
2.2接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
我國(guó)現(xiàn)階段的主要接地設(shè)計(jì)原則是防電位差，因?yàn)楸Ｗo(hù)接地和工作接地選擇多個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，接地點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電位差，從而影響儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行。正常狀況下，儀表盤、控制柜內(nèi)因?yàn)橥瑫r(shí)存在保護(hù)接地和工作接地兩種接地類型，因此需要分別接入兩種接地裝置專屬的匯總銅板。而其中的本安儀表接地、屏蔽接地、信號(hào)回路接地需要先接入到各匯流條后再接入工作接地的匯總銅板。接地電阻值作為關(guān)乎評(píng)價(jià)接地情況符合標(biāo)準(zhǔn)與否的重要指數(shù)之一，對(duì)接地效果的反映非常直觀和準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行接地方案的設(shè)計(jì)時(shí)，不但要對(duì)接地電阻值進(jìn)行考慮，還要對(duì)接地連接電阻值進(jìn)行充分的考慮。連接電阻值指從接地端到總接地板這兩者之間的電阻值大小，而且需要保證這一電阻的數(shù)值始終保持在0～1Ω以內(nèi)，除此之外，還需要將儀表接地系統(tǒng)的電阻控制在4Ω以內(nèi)。因此，對(duì)接地電極、接地導(dǎo)線截面積、連接方式的選擇等方面都會(huì)對(duì)接地電阻值產(chǎn)生直觀的影響，會(huì)直接影響接地電阻值。因此，各線路之間連接與導(dǎo)線和銅板的連接都需要采用銅接線片和鍍鋅鋼質(zhì)螺栓的方式，或者采用焊接。除此之外，接地總干線和接地電極連接還需要進(jìn)行熱鍍鋅的處理。
3結(jié)束語
儀表及控制系統(tǒng)唯有利用科學(xué)合理的接地保護(hù)才能讓儀表及控制系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)行，才能防止各類型的干擾。尤其是在DCS系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的干擾情況進(jìn)行防治型接地處理，不然很難保障系統(tǒng)運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和持續(xù)性。一般的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都十分復(fù)雜，為了保障儀表及控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不但需要制造商進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，提高系統(tǒng)的抗干擾程度；還需要工程設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)方案時(shí)就考慮好系統(tǒng)接地的工作實(shí)施。
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