電氣自動化系統(tǒng)接地問題分析與研究

唐 崢

（安徽省城建設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230009）

1 電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r分析

改革開放以來，中國的市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但傳統(tǒng)的生產(chǎn)線主要以手工生產(chǎn)為主，生產(chǎn)質(zhì)量，效率和安全性相對較低，嚴(yán)重影響了工廠的發(fā)展。同時，國外自動化技術(shù)相對成熟，優(yōu)化了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率，獲得了競爭優(yōu)勢。在這方面，我國許多工廠開始引入電氣自動化技術(shù)，DCS分散控制系統(tǒng)在所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)都得到了運(yùn)行，這有助于對生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控。隨著時間的推移，中國的自動化水平已得到快速提高，優(yōu)化了電子自動化系統(tǒng)，一些工廠已開始應(yīng)用PCS控制系統(tǒng)來幫助進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，分析和管理以及遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)過程。控制效果提高，發(fā)展前景良好［1］。

2 工廠電氣自動化系統(tǒng)中的接地技術(shù)

目前，中國許多工廠已開始進(jìn)行自動化和智能改造，生產(chǎn)質(zhì)量和效率得到了顯著提高，以實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，一些工廠在應(yīng)用電氣系統(tǒng)時通常會受到接地故障和雷擊等因素的影響，從而難以確保系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。

2.1 接地標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)根據(jù)設(shè)備的功能和特性以及合理配置的接地標(biāo)準(zhǔn)和分類進(jìn)行分析。例如，將工廠的操作控制臺，控制柜和配電柜接地時，接地保護(hù)是確保設(shè)備和人員安全的主要方法。將PLC和DCS控制系統(tǒng)接地時，接地物體可以防止靜電損壞工作臺，地板等電子部件，以防止靜電。當(dāng)涉及到接地電纜，電涌保護(hù)器等時，可以起到雷電和接地的作用，從而減少了雷擊的可能性。但是，進(jìn)行接地時，必須遵循單點接地的原則。

另外，在進(jìn)行接地工作時，有必要合理確定每個接地電阻的阻值，以確保接地效果。對于接地保護(hù)，DC或AC接地，接地電阻值不應(yīng)超過4Ω。防雷接地電阻值不應(yīng)超過10Ω，抗靜電電阻值應(yīng)在100Ω以內(nèi)。PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)的接地電阻值應(yīng)小于1Ω［2］。

2.2 接地要求

正確規(guī)劃接地要求將有助于確保接地標(biāo)準(zhǔn)化。首先，將電子自動化系統(tǒng)接地時，必須使用通用的接地方法由等電位體制成。在這種情況下，建議在工廠連接金屬物體和系統(tǒng)部件，以提高整體接地效果。第二個問題是，如果在工廠中使用PCS控制系統(tǒng)，則需要采用三相接地方法。其中，一次接地在工廠的高壓端進(jìn)行，低壓雷電保護(hù)作為二次接地，配電箱電路保護(hù)的分布為三次接地，并且根據(jù)實際情況增加或減少保護(hù)措施。第三，在將接地工作臺，控制柜等接地時，必須將每條接地線集成到連接板中并連接到接地母線上，以確保接地質(zhì)量。

2.3 直接接地

隨著時代的推進(jìn)，建筑行業(yè)不斷發(fā)展，電氣設(shè)備被應(yīng)用于智能建筑，并且通信和自動化設(shè)備大的應(yīng)用在保護(hù)技術(shù)方面提出了新的挑戰(zhàn)。為了確保電氣自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有必要控制自動化系統(tǒng)中電子設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。換句話說，如果需要保護(hù)真正的電氣自動化系統(tǒng)的接地保護(hù)，則需要結(jié)合實際情況，科學(xué)地測量和轉(zhuǎn)換電子設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，并有意限制和放大并結(jié)合模擬和邏輯信號以及微電流和微電勢充當(dāng)一個平臺，為有效實現(xiàn)電子設(shè)備的輸出和輸入的信息和邏輯行為提供適當(dāng)?shù)臈l件，從而允許每個設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)模式下安全，平穩(wěn)地運(yùn)行。

2.4 工作接地

關(guān)于電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，所謂的工作接地是指在系統(tǒng)設(shè)計和安裝過程中變壓器中性點的正確接地。接線盒是工作場所的基本要素，通常由屏蔽和防靜電設(shè)施組成。在工作場所中，終端通常在分配過程中存儲在機(jī)柜中，以確保工作場所的可靠性。為避免電氣自動化系統(tǒng)車間中的端子接地，要注意不可將連接端子連接到PE線路。

2.5 防雷接地

當(dāng)前，建筑行業(yè)在不斷發(fā)展，相關(guān)的電子監(jiān)控設(shè)備，自動報警系統(tǒng)等許多智能設(shè)備已廣泛應(yīng)用于建筑中。這些設(shè)備對雷電保護(hù)和抗干擾有相對較高的要求，但是從這些設(shè)備及其布局的角度來看，仍然存在重大缺陷。因此，進(jìn)行防雷接地非常重要，因為必須積極采取補(bǔ)救措施以確保可以有效地對此類設(shè)備進(jìn)行估價。

2.6 示例分析

某工廠位于雷暴較大的地區(qū)，年降水量相對較大，因此該工廠的電氣自動化系統(tǒng)接地非常困難。技術(shù)人員在進(jìn)行接地工作時分析了工廠生產(chǎn)線和電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。整個工廠共有5個車間變電站負(fù)責(zé)生產(chǎn)線的主電源負(fù)荷，備用電源采用600KW 柴油發(fā)電機(jī)組。同時，工廠使用PCS控制系統(tǒng)來控制和管理整個生產(chǎn)線。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用PROFIBUS總線連接方式，并使用DP，F(xiàn)MS技術(shù)通過屏蔽雙絞線連接每個主站和從站來進(jìn)行通信傳輸。在員工之間的通信傳輸中，主要采用以太網(wǎng)傳輸方式，合理設(shè)計TCP/IP接口以實現(xiàn)整個工廠之間的通信傳輸。在考慮了工廠電氣自動化系統(tǒng)的建設(shè)之后，技術(shù)人員設(shè)計了兩組接地解決方案。其中之一是通過整合整個地面的接地工作來構(gòu)建完整的接地網(wǎng)絡(luò)。接地對象包括防雷接地，電氣接地等，接地電阻值不應(yīng)超過4Ω。第二種使用弱電流接地，例如儀表系統(tǒng)接地，環(huán)路接地，DCS系統(tǒng)接地，并且控制電阻值在1Ω之內(nèi)，并且接地線圍繞中央控制室設(shè)置，以幫助連接到附近電氣室的接地線。

3 結(jié)語

總而言之，隨著中國電氣自動化水平的提高，其已在工廠中得到廣泛使用，這有助于管理人員監(jiān)視和管理整個生產(chǎn)過程，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量、效率和安全性。但是，在實際應(yīng)用階段，經(jīng)常會發(fā)生接地故障，干擾等問題，影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。