石油化工仪表接地设计规范(SH3083-1997)── 条文说明


1范围
  
  本规范从工程设计的角度出发,按保护接地、工作接地(仪表信号回路接地、本质安全系统接地、屏蔽接地)、防静电接地和防雷接地等分类进行规定。本规范中的仪表是广义的,包括各种类型的用电仪表及按钮、开关、继电器等电器。

  本规范在接地种类中包括了防静电接地。在接地方法上参照了国内外相关规范,规定了仪表及控制系统接地与电气专业的低压配电系统接地合一,规定了仪表及控制系统的保护接地、工作接地(仪表信号回路接地,屏蔽接地)、本质安全系统接地、防静电接地和防雷接地共用接地装置。

2接地分类

2.1 保护接地
2.1.1 仪表及控制系统的保护接地与电气专业的保护接地的定义和概念是相同的,所以有关规定应当是统一的,应当按电气专业的有关标准规范和方法进行设计。

2.2 工作接地
2.2.2 本规范的仪表及控制系统工作接地不适用于仪表及控制系统内部的电路板的接地设计。正确的接是消除干扰的重要措施。仪表信号分隔离信号与非隔离信号,接地的方式和原则不一样。

2.3 本安系统接地
2.3.2 本质安全系统接地通常讨论的是齐纳式安全栅接地。从电气接线上,齐纳式安全栅的本质安全系统接地与仪表信号回路接地是分不开的。但本安系统接地的工作原理和作用与仪表工作接地不同,类似于设备保护接地,所以在接地方法和接地连接方法中均单独分节规定。

2.5 防雷接地
  本规范不是仪表防雷工程设计的规定,所以仅规定了仪表防雷接地的内容。仪表供电系统的防雷保护及接地连接由电气专业按有关规定实施。

3 接地方法

3.1 保护接地
  仪表及控制系统的保护接地属于低压配电系统接地,所以应按电气专业的有关标准规范和方法进行,并应接入电气专业的低压配电系统接地网,即等电位共用接地网。
  根据国家标准GB 50057《建筑物防雷设计规范》,“等电位连接(Equipotential bonding)”的定义为:将分开的设备、诸导电物体用导体或电涌保护器连接起来以使各设备、物体之间的电位相等。

3.1 工作接地
3.1.1 DDZ-Ⅲ型仪表、I系列仪表、YS80系统仪表等,有隔离输入、输出的仪表也有非隔离输入、输出的仪表,接地连接是不一样的。例如:EK系列仪表是典型的公共接地仪表。
3.1.2 虽然工作接地和保护接地最终是连接在一起的,但这两类接地应分别连接汇总,不应混接。

3.2 本安系统接地
3.2.1 两线制或三线制变送器是由直流电源供电的,为使安全栅能在直流电源故障时实现对危险场所的保护功能,安全栅接地必须与直流电源的公共端相连接。
3.2.2 为使安全栅能在交流电源故障时实现对危险场所的保护功能,安全栅接地又必须与交流供电的中线相连。这就决定了安全栅接地最终应是电气系统接地。
  安全栅接地汇流排与交流供电的中线起始点相连的最简单可靠的方法是用导线连接。
3.2.3 为检测本安系统接地连接电阻,采用两根导线连接安全栅接地汇流排与总接地板,断开其中一根,即可测得回路电阻,估算出连接电阻。
3.2.4 齐纳式安全栅的本安系统接地连接示意(图1)引自ISA-RP12.6《危险场所仪表的接地实施 第一部分:本质安全》

3.3 防静电接地
3.3.1 静电放电的特点是高电压、小电流、时间短。抑制或消除静电放电应采取多种措施,除尽量避免产生静电外,及时泄放静电是有效手段之一。仪表及控制系统的防静电接地比较简单,静电导体对地的泄放电阻通常是104~106Ω数量级的,所以,很多相应的规范、资料规定用于防静电接地的电阻为100Ω。并且,防静电接地应与其它接地系统共用接地装置。

3.4 防雷接地
  仪表及控制系统防雷接地仅是仪表及控制系统防雷工程的一个组成部分。本规范不是仪表及控制系统防雷工程的规范,仅对仪表及控制系统防雷接地作出一般规定。
  国家标准GB50057《建筑物防雷设计规范》提供了很好的依据和参考,规定了防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入。该标准第六章作了信息系统防雷击电磁脉冲的规定,其中规定了屏蔽、接地和等电位连接的要求。
  防雷电感应的接地装置应由电气专业按GB50057的规定设置。

4 接地系统

4.1 有关术语和定义如下:
  埋入地中直接与大地接触并与大地形成电气连接的金属导体,称为接地极或地体。
  用来连接接地极与总接地板的导体,称为接地总干线(电气专业称为接地总线)。
  为了方便连接工作接地汇总板、保护接地汇总板等和接地总干线而设置的金属板,称为总接地板(电气专业称为总接地端子、接地母排)。
为便于连接保护接地干线等而设置的金属板,称为保护接地汇总板。

4.2 有关术语和定义如下:
  为便于连接工作接地干线而设置的金属板,称为工作接地汇总板。
用于连接多个同类接地汇流排、各需接地的设备与接地汇总板的导线,称为接地干线。接地干线也用于连接总接地板与工作接地汇总板或保护接地汇总板。

4.3 本规范根据接地工作原理和相关的国家标准、国际标准,规定了仪表及控制系统的工作接地、保护接地、防雷接地应共用一组接地装置。
  国际电工技术委员会IEC标准IEC364-5-548《信息技术装置的接地和等电位连接》规定:信息技术装置功能接地和保护接地通过等电位连接,合用接地。适用范围包括:信息技术装置、数据交换需要互联的装置、数据通信设备、数据处理设备、建筑物内带有接地返回通路的信号装置、建筑物内直流供电的信息技术装置的通信网络、局域通信网、火灾报警系统和入侵报警系统、诸如直接数字控制系统的建筑服务设备、计算机辅助制造(CAM)和其它计算机的辅助服务系统。该标准还规定了允许接到接地汇总导体上的汇流排还有:远程通信电缆或设备的屏蔽、过电压保护装置的接地汇流排、无线电通信天线系统的接地汇流排、信息技术装置直流供电系统的接地汇流排、功能接地汇流排等。
  国家标准GB50057《建筑物防雷设计规范》规定:“从防雷观点出发,较好是设共用接地装置,它适合供所有接地之用(例如:防雷、低压电力系统、电讯系统)。”
  ISA-RP12.6《危险场所仪表的接地实施 第一部分:本质安全》中规定了安全栅接地汇流排与交流电源的中性点相连接,并共用接地装置。标准中还给出了图示。

5 接地连接方法

  仪表及控制系统的接地连接采用分类汇总,最终连接的方式。根据具体应用情况,保护接地汇总板和总接地板可以分别设置,也可以合用。

6 接地电阻

7.3 仪表及控制系统的接地电阻为电气专业的低压配电系统接地装置的接地电阻,应根据电气专业有关标准规范确定,一般情况,不应大于4Ω。
  接地装置的接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极的工频交流电流计算出的电阻称为主频接地电阻。
  GB50057《建筑物防雷设计规范》规定了防雷接地的接地电阻为冲击接地电阻,规定的典型值为不大于10Ω。根据GB50057规定:防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用。

7.4 IEC标准IEC364-5-548《信息技术装置的接地和等电位连接》规定了等电位连接,对接地电阻的大小没有规定。
  在国外的资料中,接大地称Earthing或Grounding,接地连接称Bonding,意义是不一样的。凡是论及本安仪表接地电阻的资料,基本上都是规定接地连接(Bonding)电阻。
  ISA-RP12.6《危险场所仪表的接地实施 第一部分:本质安全》中规定了安全栅接地汇流排与交流电源的中性点之间的连接电阻小于1Ω。在接地资料中提出用两条接地导线重复连接的方法,以便测量接地连接(Grounding path)电阻,而不是测量接入大地(Earthing)的电阻。这与欧共体国家的规定是一致的。
  本规范参照国外的标准,对仪表及控制系统接地,只规定接地连接电阻。由于采用等电位连接方式并采用共用接地装置,接地电阻即为电气专业的低压配电系统(等电位共用接地系统)的接地电阻。
  对于某些仪表及控制系统供货商要求的与本规范不一致的接地方式,则应坚持要求供货商按IEC、ISA、GB、CE等国际标准和国家标准供货及实施工程,这是国际通行原则。

 

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