探究化工儀表設計的接地系統應用

彭郎郎+孫園園

摘 要：在石油化工產業中，化工儀表是一類比較常用的儀器設備，儀表的接地系統設計對于安全生產以及產品質量的保證都具有重要的實際意義。在進行接地系統設計時，應該按照具體的要求和環境進行系統設計，保證儀表在整個系統中具有良好的適應性。本文將會對接地類型做出一定的介紹，并對化工儀表在接地系統中的設計應用進行一定的闡述。

關鍵詞：化工儀表；設計；接地系統；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.143

在整個石油化工的產業結構中，化工儀表和控制系統的共同作用會對整個生產提供穩定、可靠的數據。相關的分析人員通過儀表提供的數據對整個生產情況做出一定的評估，保證生產的質量。其中接地系統的完善性是保證儀表精準工作的重要前提，良好的接地設計會降低干擾，降低測量過程中產生的誤差，對于提高生產效率、改善生產水平都具有積極的意義。一旦接地造成故障，會給整個生產造成一定的不利影響，甚至出現設備和人員安全事故。

1 接地的作用和分類

通常情況下，按照接地的作用來分，可以將接地類型分為保護接地、工作接地和靜電接地。

1.1 保護接地

避免設備帶電，保證人員不會受到電力傷害是保護接地最直接的作用。在生產過程中，設備的外殼不會帶電，但是由于受到環境以及人為何工作時間等因素的影響，隨著時間的延長，包裹電線的外殼容易受到損壞，一旦人員碰觸，就會有觸電的風險。通過保護接地，可以在人員碰觸時，將電快速傳輸給大地，降低對人員的傷害。在實際工作中，會根據設備的類別選擇是否使用保護接地，若無生命，可以不用。

1.2 工作接地

工作接地可以為儀表的正常工作提供有利的環境條件，同時還可以起到降低干擾的作用，保證儀表的性能。具體又包含本安儀表接地、屏蔽接地和信號回路接地。

1.2.1 本安儀表系統接地

本安儀表和安全柵是構成本安儀表系統的兩個主要部分。安全柵還有隔離式和齊納式兩種類型。隔離式的電路結構中使輸入輸出和電源三者進行隔離，并對能量進行一定的限制。這種結構由于具備一定的隔離效果，因此不必使用系統接地設計。齊納式結構則通過對快速熔斷器、限流電阻以及限壓二極管對輸入的電量進行限制，保證結構的安全性。現場儀表使用齊納式時，為避免出現電勢差，通常會使用同一個接地。

1.2.2 屏蔽接地

防止電磁干擾的作用是屏蔽接地的主要目的。屏蔽接地通常在控制室內完成，并將信號線的屏蔽層連接到地板上。當信號源也接地時，應該將信號和屏蔽層同時接地。

1.2.3 信號回路接地

當信號系統未采取隔離措施時，通常按照直流電源的方式進行處理，采用負極接地的方式。對于有隔離措施的信號系統，由于隔離的作用，不用額外的信號回路接地。

1.3 靜電接地

靜電在自然界是無可避免的，但對于靜電不采取及時的措施，也會給生產帶來一定的不利影響，甚至是儀表或者整個系統的損壞，導致巨大的經濟損失。所以防靜電接地也是儀表安裝設計過程中的重要工作。靜電的接地電阻通常保證在100Ω以內，針對專業的電氣設備進行設計時，應該參照說明書有專門的技術人員完成接地作業。

2 儀表接地系統的設計應用

2.1 接地系統的構成

接地導線、接地銅板、接地電極是組成接地系統的三個重要部分。接地導線的截面積在接地系統中是重要的參數，不同的線路段應該使用不同的截面積范圍。接地導線的截面積主要受到連接部位、數量長度等因素的影響。

2.2 接地系統的設計原則

接地系統設計最基本的原則是保證工作接地和保護接地使用同一個接地點，以免產生電位差，對儀表造成一定程度的干擾。對于特殊性儀表，應該根據使用情況以及工作環境采取一定的隔離措施。通常儀表盤、控制柜內同時有保護接地和工作接地，接線時應該分別進行。將本安儀表接地、屏蔽接地和信號回路接地按照要求接入工作接地銅板。

其中，接地電阻值的選擇也是影響接地設計安裝質量的重要因素，在保證功能的同時，使用的電阻值越低，說明實現的接地效果就越好。在儀表系統安裝過程中，使用的接地電阻通常可以分為兩類：連接電阻和接地電阻。在具體的儀表控制系統接地設計時，不僅要充分考慮接地電阻的大小，對連接電阻的數值也要精準把握。接地使用的連接電阻指的是接地端到總線板之間的電阻值，通常控制在1Ω以內。儀表小節點系統使用的電阻保證在4Ω以內。其中接地導線的截面積、長度以及連接方式都會對阻值造成一定的影響，因此務必將影響因素加以考慮。必要時，還要有專門的技術人員完成焊接和電鍍鋅的工作。

2.3 隔離儀表自控系統

在化工生產中，不僅要采取一定的措施提高儀表自控系統的防雷能力，還要考慮抗腐蝕能力。因此還可以通過對環境進行改良，比如隔離儀表自控系統的方式防止儀表自控系統的腐蝕。目前隔離的有效措施主要是采用涂覆保護技術，通過使用專門的清洗液對電路板上的塵埃、電解質水膜目前用于將系統與生產等雜質在超聲波的配合下進行清理，然后將防腐蝕材料涂覆于電路板上，就可以形成一層保護膜，防止電路板遭到腐蝕。

3 結語

綜上所述，在石油化工產業中，儀表系統的安全穩定性對于提供生產數據、反應生產情況具有重要意義。保證儀表系統安全可靠運行的前提是各項工作部分都有穩定的工作環境。其中，儀表系統的正確接地對于儀表排除干擾、穩定運行具有直接作用。由于工業的成產環境具備一定的復雜性，數據的采集對設備的依賴性更強。因此在重視接地設計應用的同時，還應該對干擾因素做出一定的科學處理。

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