石油化工仪表接地设计规范

 本规范适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计，装置的改造可参照执行。
    本规范不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。
1．0．2  接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。
1．0．3  执行本规范时，尚应符合现行有关标准规范的要求。
 
2  保护接地
2．0．1  用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分，由于绝缘破坏而有可能带危险电压时，均应作保护接地。
    它们包括：仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。
2．0．2  24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等，若无特殊要求时，可不作保护接地。
2．0．3  安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳，当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时，可不作保护接地。
 
3  工作接地
3．0．1  仪表、PLC、DCS、计算机系统等，应作工作接地。工作接地包括：信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。
3．0．2  当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备，需要建立统一的基准电位时，应进行信号回路接地。
3．0．3  当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时，应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。
3．0．4  仪表系统中用以降低电磁干扰的部件（如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等），应作屏蔽接地。除信号源本身接地者外，屏蔽接地应在控制室侧实施。
3．0．5  本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备，应根据仪表制造厂的要求可靠接地。
3．0．6  本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地，可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。
 
4  仪表系统防雷接地
4．0．1  位于多雷击区或强雷击区内的石油化工装置，当控制室内PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时，电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。
4．0．2  在强雷击区室外架空敷设且不在金属电缆槽内或穿管的多芯电缆，其备用芯宜作防雷接地。
 
5  接地连接方式和接地电阻要求
5．0。1  仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的保护接地，应接至厂区电气系统接地网，接地电阻小于4Ω。
5．0．2  仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的工作接地（信号回路接地、屏蔽接地），可按以下两种方式进行：
5．0．2．1  当厂区电气系统接地网接地电阻值小于4Ω，且能满足仪表系统的要求而仪表制造厂又无特殊要求时，可直接接至厂区电气系统接地网；
5．0．2．2  当厂区电气系统接地网接地电阻值较大或仪表制造厂有特殊要求时，应独立设置仪表接地系统，接地电阻应小于4Ω（或按仪表制造厂要求确定）。
5．0．3  一般情况下，仪表回路和系统，应只有一个信号回路接地点。当使用变压器耦合型隔离器或光电耦合型隔离器时，在隔离器两侧也可分别设置信号回路接地点。
5．0．4  传送信号用导线的屏蔽层，应在仪表盘（柜）的接地端子或接地汇流排处接地，不应浮空或重复接地。
5．0．5  本质安全仪表系统的齐纳型安全栅接地系统，宜独立设置，接地电阻应小于1Ω。本质安全仪表系统的接地极宜保持独立，且与厂区电气系统接地网或其他仪表系统接地网之间的距离，不宜小于5．0m。
5．0．6  控制室侧的仪表系统防雷（电涌保护器）接地，如现有仪表系统的接地电阻值不大于1Ω时，可与仪表的保护接地、工作接地共用接地极；否则应独立设置接地系统，使仪表系统防雷（电涌保护器）接地的接地电阻值不大于1Ω。
5．0．7  现场变送器的防雷（电涌保护器）接地，可采用将仪表本体连接到已接地的金属电缆穿线管等方法实现。
 
6  接地体的设置
6．0．1  当电气系统接地网符合本规范的要求时，仪表系统不应单独设置接地体。
6．0．2  下列情况，应单独设置仪表系统接地体：
6．0．2．1  需要单独设置的本质安全仪表系统；
6．0．2．2  需要单独设置的DCS或计算机系统；
6．0．2．3  电气系统接地网接地电阻不能满足仪表系统接地要求时；
6．0．2．4  仪表系统对噪声敏感，抗干扰要求高时；
6．0．2．5  单独设置接地体较为经济、合理时。
 
7  接地连线及连接要求
7．0．1  仪表系统的接地连线，应采用多股铜芯绝缘电线或电缆。
7．0．2  仪表系统的接地连接，应根据不同要求分别接至下列设施：
7．0．2．1  单独设置的仪表系统接地体；
7．0．2．2  厂区电气系统接地网；
7．0．2．3  电气系统在不同装置或不同界区分设的接地分配器。
7．0．3  个别现场仪表、电缆接线盒等的保护接地连接，可就近接至已接地的金属构件或金属管道，但不得接至输送可燃性物质的金属管道。利用以上设施作接地连接时，应保证其接地的连续性可靠性，且应满足仪表系统接地电阻的要求。
7．0．4  接地连线的截面，可根据接地电阻值的要求及连接仪表的数量和接地连线的长度按表7．0．4选用。
7．0．5  仪表盘、仪表柜、控制柜上需要接地的仪表，应连接到接地端子或接地汇流排。接地汇流排可采用25mm×6mm铜条制作，应设置绝缘支架支撑。
7．0．6  仪表盘、仪表柜、控制柜内的接地端子或接地汇流排，经各自的接地分干线连接至接地连接板，再由接地总干线与接地体连接。各汇流排、分干线应彼此绝缘。
7．0．7  接地连接板应采用铜板制作，且应采用绝缘支架固定。
7．0．8  接地支线的连接、接地分干线的连接、接地总干线与接地连接板之间的连接，应设置铜制接线片，并采用铜制紧固件固定。
7．0．9  各类接地连线中，严禁接入开关或熔断器。
7．0．10  仪表系统接地点的位置，应有明显的标志，接地连线应为绿色。
 
 
附录A  用词说明
 
    本规范条文中要求严格程度的用词，在执行时按下述说明区别对待：
A，0．1  表示很严格，非这样做不可的用词：
    正面词采用“必须” 
    反面词采用“严禁”。
A．0．2  表示严格，在正常情况下应这样做的用词：
    正面词采用“应”；
    反面词采用“不应”或“不得”。
A．0．3  表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：
    正面词采用“宜”或“可”
    反面词采用“不宜”
 
 
    附加说明
    本规范主编单位、参编单位和主要起草人名单
    主编单位：上海金山石油化工设计院
    参编单位：上海高桥石油化工设计院
    主要起草人：沈加明
 
 
条文说明
 
1  总则
1．0．1  防静电接地设计是大型操作控制室、DCS机房、计算机机房设计中的一个必要内容。自控专业应根据控制室、机房的建筑设计以及控制室、机房中自控设备的要求，考虑防静电接地的必要性，然后向电气专业提出相应的条件。
 
2  保护接地
2．0．2  对于安全电压值的规定，各国并不完全相同。我国习惯采用36V和12V，国外有的规定为50V和25V，日本有的公司规定60V以下的用电仪表可以不作保护接地。本规范中规定24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等，若无特殊要求时可不作保护接地。
 
3  工作接地
3．0．4  在仪表系统中，传输各类信号时，为了减少噪声的干扰，大量使用屏蔽电缆。当信号源没有接地时，屏蔽电缆应在控制室侧接地；当信号源本身接地时，如接地热电偶、氧化还原电极、PH值电极等，屏蔽电缆应在现场信号源侧接地。
3．0．5  在本质安全仪表系统中需要本安接地的是本安关联设备，如分流二级管的负极、安全保护器的接地端子等，如需要独立设置本安仪表接地体时，其接地电阻值应符合仪表制造厂的要求。
 
4  仪表系统防雷接地
4．0．1  为了增强仪表控制系统的防雷效果，保护现场仪表、DCS及PLC的I／O卡件在遭受雷击时免遭损坏，可在现场变送器上和控制室现场电缆引入处加装浪涌保护器。浪涌保护器能将雷击时几十微秒内产生的感应电流、感应电压引入大地，以免损坏敏感的电子部件。
 
5  接地连接方式和接地电阻要求
5．0．2  PLC、DCS的良好接地是保证它们能正常工作的必要条件之一。PLC主要用于开关量的检测控制，它的输入、输出模块大多具有光电隔离功能，因而接地要求相对比较低，用于模拟量检测控制的DCS系统，它的接地要求相对比较高。但各家DCS系统制造厂的具体要求也不一样，现根据收集到的资料，把几种主要的DCS系统的接地要求用表5表示。
5．0．3  当信号回路多点接地时，由于地电位的不同，会在信号传输中引起误差。但也有一些信号回路不接地的“浮动工作地”系统。
5．0．4  本质安全仪表系统的接地有的制造厂要求保持独立，以防止其它系统偶然发生的过高接地电压影响本安系统的地电位。
6  接地体的设置
6．0．2  当仪表系统单独设置接地体时，可以参照图6—1来实施；也可如图6—2用接地网干线把多个接地体连接成网，以降低接地电阻值。图6—3表示了一个装置仪表系统接地的示意。
7  接地连线及连接要求
7．0．1  本条根据近年来的实践经验，规定仪表系统的接地连线应使用多股铜芯绝缘电线或电缆，不允许再使用裸导体或钢材，这对保证接地系统的质量，提高接地连接的连续性和可靠性有较大的好处。
7．0．2  本条中仪表系统的接地连线，除可引向单独设置的仪表系统接地体、厂区电气系统接地网以外，还可根据近期引进装置的经验，引向电气系统在不同装置或不同界区分设的接地分配器。这需要在设计过程中向电气专业提出条件，由电气专业负责进行全面规划和设计。设置接地分配器后，施工方便，并能提高接地系统的可靠性。
7．0．4  仪表系统的接地电流通常较小，因此接地连线不需要进行载流量的计算，仅需考虑机械强度和电阻值。在本条中对接地支线、接地分干线、接地总干线的截面，根据国内外有关资料，给出了一定的选用范围。