DCS系统接地的基本要求

DCS系统接地是为了保证当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时,有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为DCS提供屏蔽层,消除电子噪声干扰,并为整个控制系统提供公共信号参考点(即参考零电位)。当接地系统发生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等),会造成人员的触电伤害及设备的损坏,据了解,有些电厂DCS系统经常“死机” (或不明原因的“死机”),大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。 因此,完善、可靠、正确的接地,是DCS 系统能够安全、可靠和良好运行的关键。
1.DCS接地分类
在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。
(1) 保护地(CG,Cabinet Grounding) 是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。DCS系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、端子柜等均应接保护地。保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于4Ω。
(2) 逻辑地:也叫机器逻辑地、主机电源地,是计算机内部的逻辑电平负端公共地,也是+5V等的电源输出地。如CPU的正负5伏、正负12伏的负端。需要接入公共接地极。
(3) 屏蔽地(AG,Analog Grounding) 也叫模拟地,它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉,以提高信号精度。DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。线缆屏蔽层必须一端接地,防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地,必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地。接入公共接地极。
(4) 本安地 应独立设置接地系统,接地电阻≤4Ω。本安地的接地系统应保持独立,与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。
2.DCS系统接地方式

(1) 利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地;
(2) 设DCS系统专用独立的接地网;
(3) 设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网;
由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处,过去,计算机或DCS系统曾经较多的采用过专用的接地网。但这种接地方式存在的缺点是:占地面积太大,投资高,电缆及接地网钢材耗量大,距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置),管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便,且效果不甚良好。根据实际运行表明,设置专用的DCS接地网是既困难又不安全的。如某电厂曾因接地问题,造成机组跳闸数十次。根据调查,不少电厂DCS后来改用电气接地网接地,取得了良好的效果。
3.对公共接地极(网)的要求
(1) 当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Ω时,可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极(网)。
(2) 当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时,应独立设置接地系统,即为DCS系统的公共接地极(网)。
(3) 没有本安地接入的公共接地极(网)的对地分布电阻小于4欧姆;有本安地的小于1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。
(4) 接地极周围15米内无避雷地的接入点,8米内无 30KW 以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时,防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起,二者应距离10米以上。

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