仪表控制系统的接地技术管理

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摘要：随着国家经济的快速发展，在国内已经建成了多个大型石化基地，同时正在或计划建设的大型石化工程项目不断增加，其快速发展的自动化控制技术也得到了广泛应用，DCS集散控制系统充分实现了大型石化工厂的集中管理和分散控制功能，合理而又良好的接地系统是保证DCS分散控制系统安全稳定运行的条件，本文就中海油惠州石化二期工程项目DCS系统接地工程的质量控制管理展开探讨。

关键词：DCS系统；接地装置；接地电阻

0前言

接地系统是否可靠是关系到DCS系统硬件设备正常运行、确保生产装置平稳的关键因素，与仪表接地不同，DCS对接地电阻要求种类较多、阻值较低。DCS接地系统主网施工应在土建施工中电气配合下完成，各单元接地系统网要相互独立。根据接地系统属于隐蔽工程较多的特点，加强事前（方案确定、材料检验等）、事中（焊接、埋深和防腐等）、事后（检测等）的全过程监督管理，并且适时做好隐蔽记录和现场核查工作。

1接地系统的分类

DCS系统接地主要有保护接地和工作接地。保护接地（也称为安全接地）是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。仪表及控制系统的外露导电部分，正常时不带电，在故障、损坏或非正常情况时可能带危险电压，对这样的设备，均实施保护接地。工作接地，仪表及控制系统工作接地包括：仪表信号回路接地和屏蔽接地。接地系统一般采用联合接地，由电气专业提供总接地系统以及接地母排，仪表接地系统连接前，按设计文件要求测量其的接地电阻值，符合设计要求。

2接地系统的设计和材料

2.1接地系统图

2.2接地设备和材料

接地材料主要有扁钢、接地软铜线、接地铜板（汇流排或母排）、接地极（角钢）、以及接地电阻测量仪表等。接地极一般采用热镀锌角钢，规格L50×L50，L=2.5m，埋深-0.8m，间距不小于5m；接地主干线采用热镀锌扁钢-50mm×50mm，埋深0.8m。

2.3接地汇流排的要求

接地汇流排安装于室内0.3m的高度，位置在防静电地板下方。根据机柜或操作台的数量选择不同规格的汇流铜排，其中部分成排较多安装的机柜，其汇流排可以采用通长的镀锌扁钢（或铜）。

3接地系统的实施

3.1施工技术要点

（1）控制室内接地电缆敷设时按不同的等级要求进行，要区别保护接地系统或工作接地系统，不能混淆。（2）系统机柜内应分别设置截面不小于25mm×6mm接地铜条，采用绝缘支架固定在机柜底部，作为系统保护接地和工作接地的汇流铜排。机柜内部接地线根据接电线的长度不同，采用规格为2.5mm2或4mm2多股绞合铜芯绝缘电线，颜色采用绿、黄相间导线，机柜内的两类接地线分别接至其下方的接地母排上，再通过汇流铜排连接到接地干线。（3）现场敷设进来的仪表电缆的屏蔽层必须作屏蔽接地，接地点要在控制室机柜侧，现场电缆转接箱内的主电缆和分支电缆的屏蔽应压接并保持联通，在现场仪表端的屏蔽层必须作绝缘包扎，确保断开。（4）铠装电缆敷设完毕后，电缆钢铠必须在两端接地，且接地要良好牢固，接地方式宜采用压接。（5）现场仪表、保护管、桥架等的保护接地可以就近接入电气接地网。（6）保护接地线选用黄/绿多股铜芯线将需要保护接地的设备与接地系统相连接，铜线截面积满足设计及规范要求，线缆终端采用铜终端压接法连接。（7）防静电地板的支腿与接地线可以通过抱箍加螺丝固定，槽钢基础与仪表保护接地的连接宜采用焊接连接。（8）成排控制机柜基础槽钢前后各固定一根镀锌扁钢（铜），作为仪表接地母排，正面为保护接地（SG），背面为工作接地（LG），仪表接地系统的SG和LG在接至电气接地的母排之前禁止短接，其中工作接地应采用绝缘支架固定在基础槽钢上。（9）仪表电缆槽盒在机柜室外的入口处附近与室外接地装置连接。（10）镀锌扁钢之间的连接均采用焊接方式，焊接部位都做好了防腐处理，其中埋地部分需刷沥青漆。

3.2施工质量管理

（1）做好工序的交接，土建（或电气）专业的电气接地网系统完成后，仪表接地系统接驳前，组织各方联合检查接地测试记录和施工质量，并做好接地电阻复查测量，接地电阻小于4Ω并满足设计要求。（2）接地系统的安装工作大部分属于隐蔽工程，发挥监理的作用，做好重要工序的交接检查，并按照要求做好表格记录，联建人员现场共同签字确认。（3）施工前由监理组织图纸会审，以及施工方案审查，规划好施工检查的A、B、C三级控制点的数量和位置；施工班组做好技术交底。（4）严禁将保护接地和工作接地线混接，避免损坏设备影响测量准确性。4DCS系统投用前的检查DCS系统上电以前，必须确保系统地、安全地、屏蔽地已连接好，并符合DCS产品说明书中“接地规范”的要求。导线绝缘电阻检查:使导线与设备断开。用500V兆欧表进行检查，信号线路≥2MΩ、补偿导线≥0.5MΩ、低于4V直流电压线路≥0.1MΩ、系统电源带电部分与外壳≥5MΩ。必须确保UPS电源、控制站220V交流电源、控制站5V、24V直流电源、操作站220V交流电源等均已连接好，并符合设计要求。办理送电申请，组织各方对已经完成的DCS系统设备的安装接线工作全面检查，实行逐级检查逐级送电，所有的系统机柜模块通道开关要全部断开，在现场仪表安装接线完成后联合调试前共同确认后逐个送电。各方在场见证送电过程（包括施工技术人员、监理工程师、业主工程师、供应商技术人员等），并做好记录。

结语

事实证明接地系统设计完整性、实施过程的质量控制，以及实施完成后在系统投用前的检查和测试工作，是保证DCS控制系统正常运行，确保生产工艺装置平稳运行的保障。

参考文献

[1]GB50093—2002，自动化仪表工程施工及验收规范[S].

[2]SH/T3521—2007，石油化工仪表工程施工技术规程[S].

[3]SH/T3081—2003，石油化工仪表接地设计规范[S].

作者:赵光华 单位:中海油惠州石化有限公司