探究化工仪表设计的接地系统应用

彭郎郎+孙园园

摘 要：在石油化工产业中，化工仪表是一类比较常用的仪器设备，仪表的接地系统设计对于安全生产以及产品质量的保证都具有重要的实际意义。在进行接地系统设计时，应该按照具体的要求和环境进行系统设计，保证仪表在整个系统中具有良好的适应性。本文将会对接地类型做出一定的介绍，并对化工仪表在接地系统中的设计应用进行一定的阐述。

关键词：化工仪表；设计；接地系统；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.143

在整个石油化工的产业结构中，化工仪表和控制系统的共同作用会对整个生产提供稳定、可靠的数据。相关的分析人员通过仪表提供的数据对整个生产情况做出一定的评估，保证生产的质量。其中接地系统的完善性是保证仪表精准工作的重要前提，良好的接地设计会降低干扰，降低测量过程中产生的误差，对于提高生产效率、改善生产水平都具有积极的意义。一旦接地造成故障，会给整个生产造成一定的不利影响，甚至出现设备和人员安全事故。

1 接地的作用和分类

通常情况下，按照接地的作用来分，可以将接地类型分为保护接地、工作接地和静电接地。

1.1 保护接地

避免设备带电，保证人员不会受到电力伤害是保护接地最直接的作用。在生产过程中，设备的外壳不会带电，但是由于受到环境以及人为何工作时间等因素的影响，随着时间的延长，包裹电线的外壳容易受到损坏，一旦人员碰触，就会有触电的风险。通过保护接地，可以在人员碰触时，将电快速传输给大地，降低对人员的伤害。在实际工作中，会根据设备的类别选择是否使用保护接地，若无生命，可以不用。

1.2 工作接地

工作接地可以为仪表的正常工作提供有利的环境条件，同时还可以起到降低干扰的作用，保证仪表的性能。具体又包含本安仪表接地、屏蔽接地和信号回路接地。

1.2.1 本安仪表系统接地

本安仪表和安全栅是构成本安仪表系统的两个主要部分。安全栅还有隔离式和齐纳式两种类型。隔离式的电路结构中使输入输出和电源三者进行隔离，并对能量进行一定的限制。这种结构由于具备一定的隔离效果，因此不必使用系统接地设计。齐纳式结构则通过对快速熔断器、限流电阻以及限压二极管对输入的电量进行限制，保证结构的安全性。现场仪表使用齐纳式时，为避免出现电势差，通常会使用同一个接地。

1.2.2 屏蔽接地

防止电磁干扰的作用是屏蔽接地的主要目的。屏蔽接地通常在控制室内完成，并将信号线的屏蔽层连接到地板上。当信号源也接地时，应该将信号和屏蔽层同时接地。

1.2.3 信号回路接地

当信号系统未采取隔离措施时，通常按照直流电源的方式进行处理，采用负极接地的方式。对于有隔离措施的信号系统，由于隔离的作用，不用额外的信号回路接地。

1.3 静电接地

静电在自然界是无可避免的，但对于静电不采取及时的措施，也会给生产带来一定的不利影响，甚至是仪表或者整个系统的损坏，导致巨大的经济损失。所以防静电接地也是仪表安装设计过程中的重要工作。静电的接地电阻通常保证在100Ω以内，针对专业的电气设备进行设计时，应该参照说明书有专门的技术人员完成接地作业。

2 仪表接地系统的设计应用

2.1 接地系统的构成

接地导线、接地铜板、接地电极是组成接地系统的三个重要部分。接地导线的截面积在接地系统中是重要的参数，不同的线路段应该使用不同的截面积范围。接地导线的截面积主要受到连接部位、数量长度等因素的影响。

2.2 接地系统的设计原则

接地系统设计最基本的原则是保证工作接地和保护接地使用同一个接地点，以免产生电位差，对仪表造成一定程度的干扰。对于特殊性仪表，应该根据使用情况以及工作环境采取一定的隔离措施。通常仪表盘、控制柜内同时有保护接地和工作接地，接线时应该分别进行。将本安仪表接地、屏蔽接地和信号回路接地按照要求接入工作接地铜板。

其中，接地电阻值的选择也是影响接地设计安装质量的重要因素，在保证功能的同时，使用的电阻值越低，说明实现的接地效果就越好。在仪表系统安装过程中，使用的接地电阻通常可以分为两类：连接电阻和接地电阻。在具体的仪表控制系统接地设计时，不仅要充分考虑接地电阻的大小，对连接电阻的数值也要精准把握。接地使用的連接电阻指的是接地端到总线板之间的电阻值，通常控制在1Ω以内。仪表小节点系统使用的电阻保证在4Ω以内。其中接地导线的截面积、长度以及连接方式都会对阻值造成一定的影响，因此务必将影响因素加以考虑。必要时，还要有专门的技术人员完成焊接和电镀锌的工作。

2.3 隔离仪表自控系统

在化工生产中，不仅要采取一定的措施提高仪表自控系统的防雷能力，还要考虑抗腐蚀能力。因此还可以通过对环境进行改良，比如隔离仪表自控系统的方式防止仪表自控系统的腐蚀。目前隔离的有效措施主要是采用涂覆保护技术，通过使用专门的清洗液对电路板上的尘埃、电解质水膜目前用于将系统与生产等杂质在超声波的配合下进行清理，然后将防腐蚀材料涂覆于电路板上，就可以形成一层保护膜，防止电路板遭到腐蚀。

3 结语

综上所述，在石油化工产业中，仪表系统的安全稳定性对于提供生产数据、反应生产情况具有重要意义。保证仪表系统安全可靠运行的前提是各项工作部分都有稳定的工作环境。其中，仪表系统的正确接地对于仪表排除干扰、稳定运行具有直接作用。由于工业的成产环境具备一定的复杂性，数据的采集对设备的依赖性更强。因此在重视接地设计应用的同时，还应该对干扰因素做出一定的科学处理。

参考文献：

[1]洪小红.安全仪表系统在石油炼化系统中的应用[J].企业管理与科技，2009（05）：11.

[2]李英杰.浅谈化工仪表与工艺专业的相互联系[J].中国高新技术企业，2008（24）：45.

[3]叶向东.石油化工仪表系统防雷工程设计（I）[J].石油化工自动化，2008（02）：112.endprint