電廠熱工電纜施工與接地淺析

　　摘 要：隨著自動化程度的提高，新建電廠中熱工控制地位突出，全部實現DCS分集散控制系統，熱工測點越來越多，而熱工電纜的施工技術顯得尤為重要，施工質量的好壞直接影響到生產，且會帶來不可挽救的后果。
　　關鍵詞：熱工電纜 接地 探討
　　中圖分類號：TM7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0134-01
　　目前在全國各地都在進行環保型電廠的建設，雖然這種電廠規模小，但都一般都會選用DCS控制和現代熱工儀表，而這類設備對信號要求比較高，由于電纜施工的不慎，會形成的信號干擾，對生產運行造成嚴重后果。本人就現場積累的一些經驗，結合自己的觀點，與大家一起探討熱工電纜施工與接地的關系。不正之處，敬請讀者不吝指教。
　　1 熱工信號分類
　　電纜的合理布設可以有效地減少外部環境對信號的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統運行的穩定性。
　　信號分類如下。
　　（1）Ⅰ類信號：熱電阻信號、熱電偶信號、毫伏信號、應變信號等低電平信號。
　　（2）Ⅱ類信號：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模擬量輸入信號；4～20mA、0～10mA模擬量輸出信號；電平型開關量輸入信號；觸點型開關量輸入信號；脈沖量輸入信號；24VDC<50mA的阻性負載開關量輸出信號。
　　（3）Ⅲ類信號：24VDC～48VDC感性負載或者電流>50mA的阻性負載的開關量輸出信號。
　　（4）Ⅳ類信號：110VAC或220VAC開關量輸出信號，此類信號的饋線可視作電源線處理布線的問題。
　　我們日常工作中主要是這四類信號，其中，Ⅰ類信號很容易被干擾，Ⅱ類信號容易被干擾，而Ⅲ和Ⅳ類信號在開關動作瞬間會成為強烈的干擾源，通過空間環境干擾附近的信號線，分清信號種類后，有利于我們在施工過程中對不同信號的電纜有一個分類處理。
　　2 接地分類
　　接地分為安全接地和工作接地，安全接地是為保護人和設備的安全；工作接地包括屏蔽接地、信號接地、本安接地等。
　　電纜的屏蔽接地屬于工作接地。一般所有電纜的屏蔽接地進行纏繞短接后接在控制柜的工作接地板上，工作接地板和控制柜是絕緣的。特別注意的一點是電纜的屏蔽層要作屏蔽接地，屏蔽接地只能單點接地，絕不能和本安接地、系統接地連接在一起，公用一個接地體，接地電阻要<4Ω。
　　接地屏蔽提高信號抗干擾的原理，當兩個物體表面存在電勢差，就會在兩端接地的屏蔽層上產生電磁場，反而不利于信號的抗干擾，所以對于兩個物體表面電勢不等的設備，屏蔽層不要兩端接地，應該單端接地。
　　3 干擾與接地的關系
　　熱工信號的Ⅰ類信號，Ⅱ類信號主要用于檢測與控制，而這些信號大多是模擬量信號，現在由于生產的規模化和設備的分散性，控制距離較遠，熱工信號電纜鋪設長度較長，電纜數量眾多。電荷的積聚成為一個重要因素，所以會在某一點會存在著靜電干擾，強電線路以及轉動機械的動力電纜特別存在著電磁干擾源。
　　在電纜施工過程中，往往存在著施工不規范、電纜鋪設的層次錯亂、距離不足、順序交叉，電纜橋架、電纜溝設計中存缺陷，這些都會直接形成干擾源的產生。電流與電壓的突變會產生電磁信號，增加了信號所受干擾的可能性，而接地的好壞直接關系到信號傳輸的好壞，也就影響到生產運行的穩定性，甚至會導致事故。
　　4 如何改善現場儀表接地連接方法
　　對于現場儀表電纜槽、儀表電纜保護管以及36V以上的儀表外殼的保護接地，每隔30m必須用接地連接線與就近已接地的金屬構件相聯，并應保證其接地的可靠性及電氣的連續性。嚴禁利用貯存、輸送可燃性介質的金屬設備、管道以及與之相關的金屬構件進行接地。
　　控制室（集中）安裝儀表的自控設備（儀表柜、臺、盤、架、箱）內應分類設置保護接地匯流排、信號及屏蔽接地匯流排和本安接地匯流條。
　　各儀表設備的保護接地端子和信號及屏蔽接地端子通過各自的接地連線分別接至保護接地匯流排和工作接地匯流排。各類接地匯流排經各自的接地分干線分別接至保護接地匯總板和工作接地匯總板。干線接到工作接地匯總板。
　　其實問題的關鍵不在怎么接地，也不在于接在那個柜子上，而在于接地極本身。接地的目的就是讓屏蔽層中的電荷泄放掉，屏蔽層本身沒有電勢，使線纜中的信號與外界的電磁干擾隔絕，從而保證了傳輸信息的可靠性。在控制室內，現場所有的信號電纜都匯總在一起，只要做一個符合規定的接地極即可滿足要求。
　　5 信號電纜布設原則
　　（1）對于Ⅰ類信號電纜，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。
　　（2）對于Ⅱ類信號，盡可能采用屏蔽電纜，其中Ⅱ類信號中用于控制、聯鎖的模入模出信號、開入信號，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。
　　（3）對于Ⅳ類信號嚴禁與Ⅰ、Ⅱ類信號捆在一起走線，應作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，有條件時建議采用屏蔽雙絞電纜。
　　（4）對于Ⅲ類信號，允許與220V電源線一起走線（即與Ⅳ類信號相同），也可以與Ⅰ、Ⅱ類信號一起走線。但在后者情況下Ⅲ類信號必須采用屏蔽電纜，最好為屏蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類信號電纜要有適當的距離。
　　（5）絕對禁止采用一根多芯電纜中的部份芯線用于傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的信號，另外部分芯線用于傳輸Ⅲ類或Ⅳ類信號。嚴禁同一信號的幾芯線分布在不同的幾條電纜中（如三線制的熱電阻）。
　　6 結語
　　電纜鋪設完成后，一亙產生電磁干擾，將會是致命的，由于干擾源的排查相當困難。我公司在視頻同軸電纜的布設過程沒有做好電磁干擾的隔離工作，視頻信號受到干擾，出現雪花點現象，但電纜已鋪設完成，無法檢查與更換，只好采用重新鋪設光纜來解決問題。
　　為降低電磁干擾的風險，對于重要信號且干擾較強而又無法避免時，建議考慮光纖線纜，能完全不受電磁干擾，保證了信號的可靠性。電纜在鋪設過程中嚴格按照相關規范標準作業，做好各項接地，才能盡可能地減少電磁干擾。
　　參考文獻
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　　[2]SHT3081-2003，儀表接地設計規范[S