电气自动化系统接地问题分析

发表时间:2020/5/22   来源:《城镇建设》2020年7期   作者: 吕明钰
[导读] 随着我国科学技术不断发展,当今自动化技术在工业生产中的应用愈加广泛
         摘要:随着我国科学技术不断发展,当今自动化技术在工业生产中的应用愈加广泛,电气自动化系统作为工业生产的主要动力,为了能够保障电气自动化系统安全运行,必须要做好接地工作。基于此,本文首先提出电气自动化接地系统问题,进而提出相应的对策。
         关键词:电气自动化;系统;接地问题
         0引言
         电气自动化技术应用可保证电气系统运行的稳定性与安全性,实现对于电气系统的自动化与信息化控制,是工厂自动化建设进程的重要组成,为保证系统正常运行,可采取有效的工作接地尧保护接地及防雷接地等措施,为工厂电气系统运行及正常生产提供保障。
         1电气自动化系统接地问题
         1.1电阻单点接地
         电阻单点接地是自动化系统接地问题常见故障,无论是间接性接地还是接地电阻直接降低,都会对自动化系统运行造成影响。如果电阻值低于直流电压,供电系统绝缘监测装置就会发出警报,采用绝缘检测仪,分析那个电阻部位存在接地问题,提升接地问题解决效率。虽然电阻单点接地问题不会影响设备正常运行,但会增加运行隐患,需要及时发现问题、及时解决问题,避免出现双点接地问题。
         1.2多分支接地
         多分支接地是因为电源造成的正负电源接地产生了多分支接地情况。由于自动化系统中每个故障分支都会共享终端系统,所以接地分支接地问题查找十分困难。如果出现了一条接地线路,其他支路点依然存在。此时需要对供电系统进行排查,处理十分繁琐。
         1.3多点高阻接地
         多点高阻接地问题出现时,自动化系统总接地电阻会下降,如果电阻值达到了自动化系统运行阈值时,会发生警报。在多点高阻接地故障中,自动化系统中每个支路电阻会随之升高,如果使用拉路法会难以排除故障,可能会造成支路遗漏问题机。此时要对各个线路电路进行对比,找出接地分支接地故障点,并集中解决。
         2接地要求与接地材料
         2.1接地要求
         在工厂电气自动化系统接地技术应用时,需对接地要求加以明确,确保接地规范与标准。首先,如采用电子自动化接地系统,可通过统一接地,电气设备会形成等电位体,则实现工厂金属材料物体及电气系统的整体连接,接地效果有所提升。如果工厂采用过程控制系统,则可通过三级接地方式,具体包括工厂高压端的一级接地尧低压保护二级接地及回路保护三级接地。
         若采用过程控制系统,需充分明确工厂接地的实际情况与实际要求,合理增加或减少接地防护措施。另外,对于工作台等设备采取接地措施,需全面整合接地线,连接接地总线,以确保接地效果,并采取有效的绝缘防护措施,保证接地安全。接地技术的应用,需有效控制周边环境,合理配置接地线分布的空间资源,以减少接地线之间的相互干扰。
         电气系统采用信号线缆屏蔽层接地方式,屏蔽层本身需进行单点接地,可基于实际情况调整接地方法。若信号源浮空,可采取网络设备侧接地方式,若信号源接地,则可采用信号源侧接地方式。
         2.2接地材料
         (1)碳钢材料,主要为碳素钢材或热镀锌材料,通常可采用圆钢尧扁钢尧角钢等材料,便于取材,且成本低廉,凭借钢材自身优异的性能及成熟的焊接技术,保证接地效果。但同时,这种接地材料容易与其他物质发生化学反应,并存在锈蚀及腐蚀问题,尤其在盐碱酸性环境下腐蚀尤其严重;(2)有色金属材料,通常采用铜尧铅尧锌等材料,可起到较好的耐腐蚀效果,但成本投入较大,且材料本身质软,不利施工;(3)复合材料,基于碳钢,采用高温高压等技术手段,与有色金属复合,比如热镀锌碳钢,可具备较好的材料性能,起到较好防腐蚀效果,且具备较好的经济价值。在实际选择接地材料时,需充分明确接地技术的应用环境,若接地体及接地干线所处环境盐碱酸性较强,会对钢材造成严重腐蚀,则可采用热镀锌等复合材料,若工程对于接地电阻要求较高,或土壤环境不佳,则可采用铜包钢材料接地,或直接采用铜制材料接地,以保证接地效果。

在选择接地材料时,需充分考量,系统保护与系统屏蔽之间的连接材料需匹配接地极材料,可选用性能较好的铜制材料。
         3电气自动化系统接地问题措施
         3.1控制接地电阻
         对于独立安全接地、交流接地、直流接地,其电阻值必须要不低于4Ω。共用接地体,包括DCS系统、联合接地系统、仪表系统等,接地电阻不得超过1Ω。独立防雷保护电阻不得超过10Ω,防静电接地电阻不得超过100Ω。
         3.2共用接地与等电位接地
         共用接地是将整个建筑物不同性质接地装置,包括电气自动化系统接地、防雷接地、弱电系统接地、防静电接地、交直流接地、屏蔽接地等线路相连接,成为一个等电位体。之后将等电位体连接,将整个电气系统以及建筑物内金属、电力系统线路、零线、电气接地系统采用等电位接地方法连接起来,这样即可让整个电气自动化系统空间成为一个等电位体,及时某个支线出现了接地问题,也不会对整个等电位体造成影响。本文建议采用TN-S系统。
         3.3三级雷电防护
         对于电气自动化控制系统中的电源系统,需要采用三级雷电防护系统。在生产建筑中,将总配电高压端各相安装高通容量的防雷装置,该装置为一级保护。在低压配电进线部位安装阀型防雷器,该装置为二级保护。在分配箱配出回路位置安装防浪涌装置,该装置为三级保护。如果电气自动化系统需要更高等级防护,还需要增加更多级别的防护措施,例如在UPS电源输出位置安装防雷器,以及重要设备电源输入端增设终端防雷器等。
         3.4仪表柜、仪表盘、控制柜接地
         仪表柜和仪表盘接地端子以及接地汇流排,通过接地分干线直接连接到接地连接板上,之后接地总干线和接地体相连。汇流排、分干线要保证绝缘性能符合系统要求。接地直线连接、接地分干线连接以及总干线和连接板连接,都要增设铜制的接线片,采用铜材制造的紧固件固定。需要注意一点,每个接地连线当中都不得接入熔断器和开关。此外,在接地当中,尽可能采用自然接地方法,并通过人工接地和自然接地结合方法构建接地网。以自然接地为基础,人工接地为辅,整个电气自动化系统采用统一接地网,采用一点接地方案,并保证接地电阻值符合最小接地电阻值。
         3.5信号电缆屏蔽层接地
         对于大多数电气自动化系统接地方式来说,信号屏蔽电缆屏蔽层都是采用单点接地方法,结合信号源、接地仪表特性针对性选择接地方法。如果信号源浮空,此时屏蔽层需要在计算机侧接地。如果信号源接地时,此时屏蔽层需要在信号源侧接地。如果屏蔽新阿兰通过接地盒分段、合并,需要将把两端电缆在接地盒内进行屏蔽层连接。此外,通讯系统尽可能采用光纤或无线,减少金属导线的应用,这样也可以降低通讯系统接地故障。
         4结束语
         综上所述,为了能够保障电气自动化系统的运行安全,做好接地工作尤为重要。需要针对电气自动化系统容易产生的接地故障和问题,针对性采取接地解决措施,明确电阻标准、接地方案、防护类型,从而提升电气自动化系统的运行安全系数。安全有序的工厂自动化电气系统的建设,以及接地系统的有效应用,是保障电气运行安全稳定的重要途径,而电气自动化系统接地方案的选用,需充分保障技术应用及系统设计的严谨性与规范性,基于自动化系统接地应用的实际环境合理选用接地技术。
         参考文献
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         [2]苏茂均.火电厂电气综合自动化系统的研究[D].华北电力大学(河北),2004.
         [3]田志岗.变电站二次系统防雷接地及现场测试方法研究[D].西华大学,2013.
         [4]孟延明.电气自动化系统的接地与防雷技术[A].北京大学经济管理学院:,2017:1.
        
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