核电仪表控制系统机柜接地连接方式.pdf

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1、第8期张朝晖等．核电仪表控制系统机柜接地连接方式核电仪表控制系统机柜接地连接方式张朝晖徐玮瑛(国核自仪系统工程有限公司，上海200233)摘要介绍了核电行业DCS及PLC等仪表控制系统机柜接地更为科学的连接方式。关键词核电DCS核电PLC机柜接地中图分类号TH862+．7文献标识码B文章编号1000—3932(2013)08—1057-02仪表控制系统广泛应用于各行各业，石油化工行业针对仪表控制系统机柜的接地已经发布SH／T3081．2003(石油化工仪表接地设计规范》，并明确该规范是适用于石油化工行业的仪表、DCS、PLC及IPC等设备和系

2、统的接地设计。各领域对于仪表控制系统的接地问题略有不同。笔者结合核电行业相关标准中对仪表控制系统盘、台、柜接地连接方式的要求，与石油化工行业标准的要求做简要比较，并详细介绍核电行业仪表控制系统机柜的接地连接方式。1石化行业仪控系统机柜接地连接方法SH／T3081—2003第5．1．1和5．1．4节对本行业仪控系统机柜接地连接方法的描述是：仪表和控制系统保护地的各接地干线应汇接到保护接地汇总板，再由保护接地汇总板经接地干线接到总接地板上”，“总接地板经接地总干线接到接地极”。5．2．1节对工作接地连接方法的描述为：仪表及控制系统工作接地的各接地

3、干线应分别接到工作接地汇总板，再由工作接地汇总板经两根单独的工作接地干线接到总接地板。仪表和控制系统接地连接如图1所示，仪表和控制系统机柜内的各接地分类汇总，分别接至保护接地汇总板和工作接地汇总板，再汇总至总接地板，然后一点入地接入全厂接地网，在总接地板之前不相连，入地之前两地合一，这种方式实施起来清晰便捷，易于操作。但其前提是默认总接地板与接地网的连接一直极好，工频电阻近似为零，也默认最小化忽略了两地间杂散电流和瞬态电流可能产生的噪声和EMI问题，以及过长的接地干线产生的寄生电感问题。图1石化行业仪表和控制系统接地连接2核电行业仪控系统机柜

4、接地方法目前，核电行业也大量使用了DCS及PLC等仪表控制系统，为保证系统安全，技术人员也更加重视这些以电子线路板为基本单元的敏感电子系统的接地连接设计。核电行业针对仪控系统盘、台、柜的接地连接也采用3种接地连接方式，即单点、多点和浮地。其中单点接地和多点接地都是针对机柜本身连接至接地网定义的，这区别于独立接地和共用接地的概念。在核电行业标准中，明确根据机柜内设备的工作频率来决定采用相应的接地方式。2．1单点接地单点接地适用于正常工作频率低于30kHz和不会短暂超过300kHz的仪控系统，为进一步保证现场工作人员的安全，可附加机柜的就地接地。

5、机柜间距小于30m和大于30m的仪控系统机柜单点连接方式如图2、3所示。收稿日期：20134)14)7(修改稿)1058化工自动化及仪表第40卷图2机柜间距小于30m的单点接地连接图3机柜间距(含远程机柜)大于30m的单点接地连接可以看出，核电行业仪控系统盘、台、柜的安全保护地和工作接地是分别直接接人全厂接地网的，在入地之前并不合二为一。其优势是：减少了工作接地回路中来自直流和交流供电系统杂散的基波和谐波电流的影响(这些电流可能产生0～5kHz的共模噪声)，以及影响工作接地的接地基准；将电子线路板的工作接地及电源等设备的安全保护接地隔开，避免

6、了电子板卡可能发生的，由于工作接地电位变化，导致接地基准抬升或降低产生的各种误动作；保证两个接地都有唯一的接地回路接入接地网，避免了由于对地短路及静电放电等因素在两者之间可能产生的其他噪声。缺陷是：在高频时可能失去作为信号接地基准的作用，甚至反过来影响设备的正常工作；对抑制瞬态电流在导线上感应产生的保护接地及工作接地电位不等的作用有限；柜间连接线过长时对均衡柜间电位的效果减弱。2．2多点接地对于工作频率在30kHz以上和运行时会出现超过300kHz以上频率的仪控系统，选择多点接地连接方式。这种连接方式机柜内设备的安全保护接地和工作接地汇总统一

7、连接到一个共地，一个机柜又由一根单独的多股引出线入地，具体连接方式如图4所示。叁矧lNsTROMEkTc^BlNt州2一啐出图4核电仪控系统机柜多点接地方式这种接地连接方式的线缆敷设较为容易，避免了高频干扰对接地效果的影响。但是也可能会造成多个低频的接地回路，而且这些低频接地回路中会产生共模噪声。综上所述，笔者以为核电行业中，对于低频工作的仪控系统盘、台、柜，选择单点接地连接方式采用安全保护接地和工作接地分别直接人地的方式，更能保证柜内电子板卡的稳定可靠工作。对于高频工作的仪控系统盘、台、柜，选择多点接地连接方式更优。3结束语核电行业中引入对

8、仪控系统机柜内接地设备工作频率30kHz和安装距离30m的两个区分点，为工程技术人员在盘、台、柜接地连接方式的应用和选择中，提供了更为科学和方便的实施指导，较目前石