化工仪表及控制系统接地技术措施

化工仪表及控制系统接地技术措施

张慧霞  黄玉宾

唐山三友氯碱有限责任公司  河北省聚氯乙烯技术创新中心

摘要:在化工生产中,仪器仪表及其控制系统是必不可少的。接地好坏直接关系仪表控制系统能否稳定运行。恰当的接地技术,能避免电磁干扰。仪器仪表控制技术抗干扰能力大幅提升,企业经营效益得到提升。

关键词：化工仪表；控制系统；接地技术

1导言

在化工工业的生产运作过程中，仪表与控制系统起到了非常关键的影响，并且对从控制系统收集到的工作信息进行深度的分析与比较。技术人员以所采用的信息为基础，来对系统的运转状况进行判定，从而确保仪表的正确运转。化工仪表接地、控制系统接地质量如何?对仪表的后续的正常工作有很大的影响。要尽量减少出现的接地问题对仪表的正常工作造成的不利的情况。浅谈如何做好仪表设备的接地问题。

2接地概述

从实质上讲，接地是一种非常安全的方法。它可以有效预防触电现象的出现，从而对工作人员和设备起到一定的保护。“接地”里的“地”就是地面，利用地面做为一个电流环，把电流引入地面。在实际的使用中，可以包含各种不同的接地方式。例如，如果在运转中的设备因为各种因素而产生了漏电问题，那么就可以利用接地来将漏电处的电位进行拉降，从而让它与操作员的电位保持一致，避免产生电位差，进而对触电状况进行很好的预防作用。再比如，在磁场的作用下，会对讯号回路造成很大的干扰。如果受到了电磁干扰的影响，就会产生一种放电的情况。

因此，为了更好地削弱这些电磁波的影响，就会采取一些必要的接地措施，把屏蔽和接地相联系起来，这样就可以对屏蔽层电位差进行有效的去除，从而可以对电磁波产生很好的屏蔽效果。在这个过程中，对于信号的控制，如果标准不一致，就会导致在不同的仪表之间，产生一种混淆的问题。例如，A仪表的结果是1~5V，而B仪的结果则是0~4V，这就是由于缺少共同的参照点所造成的问题，所以，需要有一个共同的等电位点来做为参照，才可以防止上述混淆的问题的发生。

3化工仪表及控制系统接地技术

3.1降低接地的阻抗

在化工仪表的正常工作期间，若有电路频率过高，在电感和电阻的作用下，会直接导致接地阻抗超标。通常接地阻抗与接地线长度呈正相关,也就是说越长的接地线,其接地阻抗就越高。当接地阻抗过大，则会导致仪表发生短路等问题，对仪表工作性能产生不利影响。鉴于此，可采用分段连接的方式布设接地线,在有效降低接地线长度的同时,将每段接地线的长度缩短到最短。通过分析可知，在实际应用中，采用铜导体作为地线会产生一定的效果。另外铜线电感的影响较小，能增强仪表的抗干扰能力。在费用许可的情况下，可选用铜质地线，确保仪表的正常工作。

3.2重视管理，提高检修力度

化工行业的竞争日趋加剧，促进化工自动化仪表接地处理的质量提升，有利于促进化工企业的正常经营。当前我国化工生产过程中，由于存在较多问题，导致设备出现故障或安全隐患，因此需要重视仪表接地技术的应用，以降低事故发生率，增加了装置运行的安全性和稳定性。

化工企业要有专业化的培训措施,技术专业技术素养和安全意识的提高等等。不断完善规章制度，并且把岗位责任制充分落实到实处。此外，还应当重视仪表接地技术的应用，避免出现安全事故。化工企业在每天的经营中，必须搞好化工仪表接地系统的日常维护，并且要把握重点内容。在安装过程中，应注意避免因人为原因造成装置损坏。在有关设备及材料选用上，要确保物料出厂，对产品按照有关质量标准进行检验，保证选购设的有关参数达到国家生产标准。此外，还应当注意加强维修人员技能培养，不断提高维修技术水平。同时也要注意利用新技术，通过对装置检修流程进行改进，对于重要装备，偏远地区故障率高的装备要实施专项监控，在检测到故障后迅速进行处理。此外，还需要定期地开展维修与维护保养活动，这样才能使仪表设备保持正常运转状态。对将要到达年限的仪表设备，要重点监控，以避免意外。

3.3接地系统的设计原则

在接地系统设计时,应避免因电位差在不同接地点形成干扰信号,同时应避免设置对仪表系统造成干扰的多个工作接地和保护接地点。为防止因接地而影响正常使用或产生安全隐患，应设置合理有效的地网形式，即要求仪表系统具有良好的导电性能和一定的阻性特性。目前，普遍采用的办法是把仪表系统接地引至对应的接零设备，但也有接线繁杂、施工难度大的问题，并且不能保证测量精度。针对此情况，提出一种新的基于电流源理论的分布式仪表系统接地系统设计方案。

4实际应用案例与评价

为了避免各种电磁干扰对系统性能的损害和影响，为保障其应用效果和安全性，应将接地问题纳入其中并予以重视，通过合理地布置方式来满足实际需求，从而降低各类故障发生率。由于系统的运行环境非常复杂，需要以系统化分析为前提，针对可能出现的各种干扰，进行了行之有效的预防和治理型接地，为了保证接地保护安全可靠和稳定，配合有效地改进和调整，增强抗干扰性能。

本文以仪表控制部焊机干扰信号触发电机转速波动项目为例，论述了接地技术在实际案例当中的应用。通过查找设备运行状态下可能存在的电磁干扰源，提出合理的解决措施，从而保证设备安全稳定运行，减少经济损失。在维修过程中，施工电焊过程中信号干扰诱发电机转速波动，对此作了深入的分析。经研究发现,事故主要是由于仪表桥架电机转速信号受电焊强电信号干扰所致。通过现场实测和理论计算，最终方案1选择了采用电阻式接地方式来抑制该干扰。先将控制器和它的电缆插槽进行接地处理,做完后试车。它的结果并不是很好；方案2强化每根电缆屏蔽层进行隔离处理以及分别接地。控制系统在对转速信号屏蔽层进行接地处理后启动,并进行模拟焊接试验。波动基本消失。

通过对比分析三种不同接地装置，最终确定使用无极性金属氧化物避雷器作为信号电缆的接地装置，且该装置安装于信号电缆与控制设备之间。最后在仪表控制系统接地处理中得到较好结果。因此，在实践中使用，信号电缆接地的处理方法需要根据现场的具体情况进行合理的选择。在无强电磁场时，对于低频信号，一般是屏蔽层单端接地处理，能够避免屏蔽层中环流电流的出现；对于中频信号则一般采取多芯传输线连接，并通过适当的阻抗变换以减少耦合损耗，从而有效抑制交流侧和直流侧之间的环流；并且对于高频信号可以采取双端接地的处理模式，特别是对高频、低频的干扰,把环流的电流去掉;另外还需要注意屏蔽线与接地装置之间要保持适当距离，否则会使系统无法正常运行，造成设备损坏或人员伤亡等后果。仪表控制系统,它的输出信号大多是4~20mA的模拟信号,对于屏蔽线内的环流信号来说,它的作用微乎其微。

5结语

综上所述，合理有效地对仪表和控制系统进行接地处理,能避免电磁干扰对仪表系统的冲击,确保系统平稳运行。在实际应用过程中，接地技术也具有较多类型，由于系统的运行环境十分复杂,需要以系统分析为前提,针对各种可能发生的有效的预防和治理型接地,为确保安全可靠和稳定的接地保护,配合进行有效的改进和调整,以增强抗干扰性能。

参考文献

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