探究化工儀表設(shè)計的接地系統(tǒng)應用

彭郎郎+孫園園

摘 要：在石油化工產(chǎn)業(yè)中，化工儀表是一類比較常用的儀器設(shè)備，儀表的接地系統(tǒng)設(shè)計對于安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量的保證都具有重要的實際意義。在進行接地系統(tǒng)設(shè)計時，應該按照具體的要求和環(huán)境進行系統(tǒng)設(shè)計，保證儀表在整個系統(tǒng)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(tǒng)中的設(shè)計應用進行一定的闡述。

關(guān)鍵詞：化工儀表；設(shè)計；接地系統(tǒng)；應用

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

在整個石油化工的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，化工儀表和控制系統(tǒng)的共同作用會對整個生產(chǎn)提供穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)。相關(guān)的分析人員通過儀表提供的數(shù)據(jù)對整個生產(chǎn)情況做出一定的評估，保證生產(chǎn)的質(zhì)量。其中接地系統(tǒng)的完善性是保證儀表精準工作的重要前提，良好的接地設(shè)計會降低干擾，降低測量過程中產(chǎn)生的誤差，對于提高生產(chǎn)效率、改善生產(chǎn)水平都具有積極的意義。一旦接地造成故障，會給整個生產(chǎn)造成一定的不利影響，甚至出現(xiàn)設(shè)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(shè)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(chǎn)過程中，設(shè)備的外殼不會帶電，但是由于受到環(huán)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(jù)設(shè)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(huán)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(tǒng)接地

本安儀表和安全柵是構(gòu)成本安儀表系統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)由于具備一定的隔離效果，因此不必使用系統(tǒng)接地設(shè)計。齊納式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的安全性。現(xiàn)場儀表使用齊納式時，為避免出現(xiàn)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(nèi)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(tǒng)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(tǒng)，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(chǎn)帶來一定的不利影響，甚至是儀表或者整個系統(tǒng)的損壞，導致巨大的經(jīng)濟損失。所以防靜電接地也是儀表安裝設(shè)計過程中的重要工作。靜電的接地電阻通常保證在100Ω以內(nèi)，針對專業(yè)的電氣設(shè)備進行設(shè)計時，應該參照說明書有專門的技術(shù)人員完成接地作業(yè)。

2 儀表接地系統(tǒng)的設(shè)計應用

2.1 接地系統(tǒng)的構(gòu)成

接地導線、接地銅板、接地電極是組成接地系統(tǒng)的三個重要部分。接地導線的截面積在接地系統(tǒng)中是重要的參數(shù)，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(shù)量長度等因素的影響。

2.2 接地系統(tǒng)的設(shè)計原則

接地系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)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(jù)使用情況以及工作環(huán)境采取一定的隔離措施。通常儀表盤、控制柜內(nèi)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(shè)計安裝質(zhì)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(xiàn)的接地效果就越好。在儀表系統(tǒng)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(tǒng)接地設(shè)計時，不僅要充分考慮接地電阻的大小，對連接電阻的數(shù)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(nèi)。儀表小節(jié)點系統(tǒng)使用的電阻保證在4Ω以內(nèi)。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(shù)人員完成焊接和電鍍鋅的工作。

2.3 隔離儀表自控系統(tǒng)

在化工生產(chǎn)中，不僅要采取一定的措施提高儀表自控系統(tǒng)的防雷能力，還要考慮抗腐蝕能力。因此還可以通過對環(huán)境進行改良，比如隔離儀表自控系統(tǒng)的方式防止儀表自控系統(tǒng)的腐蝕。目前隔離的有效措施主要是采用涂覆保護技術(shù)，通過使用專門的清洗液對電路板上的塵埃、電解質(zhì)水膜目前用于將系統(tǒng)與生產(chǎn)等雜質(zhì)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(jié)語

綜上所述，在石油化工產(chǎn)業(yè)中，儀表系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性對于提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)、反應生產(chǎn)情況具有重要意義。保證儀表系統(tǒng)安全可靠運行的前提是各項工作部分都有穩(wěn)定的工作環(huán)境。其中，儀表系統(tǒng)的正確接地對于儀表排除干擾、穩(wěn)定運行具有直接作用。由于工業(yè)的成產(chǎn)環(huán)境具備一定的復雜性，數(shù)據(jù)的采集對設(shè)備的依賴性更強。因此在重視接地設(shè)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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