DCS系統(tǒng)的可靠接地,是保證DCS安全
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隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展和熱工自動化水平的提高,分散控制系統(tǒng)(DCS)已在國內各電廠中得到廣泛應用,這對保證電廠安全、經濟和文明運行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。
DCS合理、可靠的系統(tǒng)接地,是DCS 系統(tǒng)非常重要的內容。為了保證DCS 系統(tǒng)的監(jiān)測控制精度和安全、可靠運行,必須對系統(tǒng)接地方式、接地要求、信號屏蔽、接地線截面選擇、接地極設計、接地箱布置等方面,進行認真設計和統(tǒng)籌考慮。本文根據DCS系統(tǒng)的設計規(guī)范要求,對DCS系統(tǒng)接地進行討論和簡要的介紹,以供大家在DCS系統(tǒng)設計、安裝、維護中參考。
1、DCS系統(tǒng)接地的基本要求
DCS系統(tǒng)接地是為了保證當進入DCS系統(tǒng)的信號、供電電源或DCS系統(tǒng)設備本身出現問題時,有效的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導入大地。接地系統(tǒng)能夠為DCS提供屏蔽層,消除電子噪聲干擾,并為整個控制系統(tǒng)提供公共信號參考點(即參考零電位)。當接地系統(tǒng)發(fā)生問題時(接地電阻過大,多點接地,接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設備相接觸等),會造成人員的觸電傷害及設備的損壞,據了解,有些電廠DCS系統(tǒng)經常“死機” (或不明原因的“死機”),大多是因為接地系統(tǒng)不良或存在問題所引起的。 因此,完善、可靠、正確的接地,是DCS 系統(tǒng)能夠安全、可靠和良好運行的關鍵。
1.1DCS接地分類
在一般情況下,DCS控制系統(tǒng)需要兩種接地:保護地和工作地(邏輯地、屏蔽地等)。對于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng),還要求有本安地。
1.1.1保護地(CG,Cabinet Grounding) 是為了防止設備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護措施。DCS系統(tǒng)所有的操作員機柜、現場控制站機柜、打印機、端子柜等均應接保護地。保護地應接至廠區(qū)電氣專業(yè)接地網,接地電阻小于4Ω。
1.1.2邏輯地:也叫機器邏輯地、主機電源地,是計算機內部的邏輯電平負端公共地,也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負5伏、正負12伏的負端。需要接入公共接地極。
1.1.3屏蔽地(AG,Analog Grounding) 也叫模擬地,它可以把現場信號傳輸時所受到的干擾屏蔽掉,以提高信號精度。DCS系統(tǒng)中信號電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。線纜屏蔽層必須一端接地,防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應作為屏蔽保護接地,必須是銅絲網或鍍鋁屏蔽層接地。接入公共接地極。
1.1.4本安地 應獨立設置接地系統(tǒng),接地電阻≤4Ω。本安地的接地系統(tǒng)應保持獨立,與廠區(qū)電氣地網或其它儀表系統(tǒng)接地網的距離應在5m以上。
1.2DCS系統(tǒng)接地方式 DCS系統(tǒng)一般接地方式
1.2.1利用電氣接地網作為DCS接地網,即與電氣接地網共地;
1.2.2設DCS系統(tǒng)專用獨立的接地網;
1.2.3設DCS專用接地網,經接地線、再接至電氣接地網;
由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處,過去,計算機或DCS系統(tǒng)曾經較多的采用過專用的接地網。但這種接地方式存在的缺點是:占地面積太大,投資高,電纜及接地網鋼材耗量大,距廠房有相當的距離(因不易在廠房內找到合適的位置),管理、維護、測量及查找接地極和接地線不方便,且效果不甚良好。根據實際運行表明,設置專用的DCS接地網是既困難又不安全的。如某電廠曾因接地問題,造成機組跳閘數十次。根據調查,不少電廠DCS后來改用電氣接地網接地,取得了良好的效果。
1.3對公共接地極(網)的要求
1.3.1當廠區(qū)電氣接地網對地分布電阻≤4Ω時,可將廠區(qū)電氣接地網當著DCS系統(tǒng)的公共接地極(網)。
1.3.2當廠區(qū)電氣接地網接地電阻較大或雜亂時,應獨立設置接地系統(tǒng),即為DCS系統(tǒng)的公共接地極(網)。
1.3.3沒有本安地接入的公共接地極(網)的對地分布電阻小于4歐姆;有本安地的小于1歐姆。接地總干線的線路阻抗小于0.1歐姆。
1.3.4接地極周圍15米內無避雷地的接入點,8米內無 30KW 以上的高低壓用電設備外殼的接入點。當現場無法滿足該條件時,防雷保護地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網搭接在一起,二者應距離10米以上。