【电气学院】为什么DCS系统热控单点接地,电气两点接地?

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现场中常用的屏蔽手段是采用屏蔽电缆。使用屏蔽电缆时,应注意进入DCS的信号电缆应采用单点接地的方式。当屏蔽电缆有中继点时,在中继处应注意屏蔽层的连续性。为保证屏蔽层一点接地,屏蔽层外应有良好的绝缘性能。对于多芯对绞屏蔽电缆,每对对绞线外应有单独的屏蔽层,以防止对绞线之间产生感性耦合,对绞线的屏蔽应是彼此绝缘的,电缆外还应有总屏蔽层和绝缘层。现场中磁屏蔽的一般做法是将信号电缆敷设在铁制槽盒内,或者将信号电缆穿入铁管。

现场中常用的屏蔽手段是采用屏蔽电缆。使用屏蔽电缆时,应注意进入DCS的信号电缆应采用单点接地的方式。当屏蔽电缆有中继点时,在中继处应注意屏蔽层的连续性。为保证屏蔽层一点接地,屏蔽层外应有良好的绝缘性能。对于多芯对绞屏蔽电缆,每对对绞线外应有单独的屏蔽层,以防止对绞线之间产生感性耦合,对绞线的屏蔽应是彼此绝缘的,电缆外还应有总屏蔽层和绝缘层。现场中磁屏蔽的一般做法是将信号电缆敷设在铁制槽盒内,或者将信号电缆穿入铁管。



电气专业将接入DCS的电气信号电缆屏蔽层在设备端和DCS机柜端分别接地,这与热工专业规定电缆屏蔽层需集中一点接地的要求不一致。但根据《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》规定,当采用静态保护时,采用屏蔽电缆,屏蔽层宜在两端接地。故电气与热工专业对于电缆屏蔽层接地的规定产生了矛盾。


对于通过电容耦合的电场干扰,一点接地即可降低干扰电压,发挥屏蔽作用。对于通过感应耦合的磁场干扰,传递信号的屏蔽双绞线两线上感应的干扰电压接近相等且方向相反,在应用回路中是互相抵销的。但采用两端接地方式时,外部干扰电流产生的磁场在屏蔽层中感应产生一个与外部干扰电流方向相反的电流,这个电流起到抵销降低干扰电流的作用,也可以产生屏蔽作用。可是两端接地时,如果两端地电位不一致(在地网流过暂态电流时),则将在屏蔽层中产生一个附加电流,这个电流将在屏蔽电缆中信号线产生干扰电压。


热工自动化设备比较分散,就地设备处的屏蔽层都要接到全厂公用地困难较大,且仪表及控制系统信号绝大多数是低频信号,低频信号接地的原则是单点接地,以避免形成接地回路。正是由于两点接地的这种“有利”和“有弊”之间的矛盾,电气规程规定高频信号较多的电气电缆屏蔽层宜在两端接地,但热工专业规定电缆屏蔽层需在控制柜处集中一点接地。


现为了保证DCS卡件不受地电位不一致导致的干扰电压的影响,已规定所有进入DCS的信号均应采用单点接地的方式。


屏蔽层接地通常采用的方式


屏蔽层接地通常采用两种方式来处理:屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地


   
① 屏蔽层单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地,另一端不接地或通过保护接地。
           

单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。这种接地方式适合长度较短的线路,电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。


② 双端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地。

         

在屏蔽层双端接地情况下,金属屏蔽层不会产生感应电压,但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过,如果地点A和地点B的电势不相等,将形成很大的电势环流,环流会对信号产生抵消衰减效果。


屏蔽电缆屏蔽层为何不能重复接地?


系统接地有浮地、直接接地和电容接地三种方式。

      

对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。


集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式,用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。

         

信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地。多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接地。

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  • lyy2010lyy
    lyy2010lyy 2019年07月03日 09:27:07 3楼

    谢谢分享~

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  • qsy
    qsy 2019年07月03日 14:15:03 4楼

    比较典型的错误做法,屏蔽层改咋接电缆设计规范已讲得比较清楚了

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  • 寻星星
    寻星星 2019年07月04日 11:42:10 5楼

    谢谢分享..............................

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  • 自由在在的鱼
    自由在在的鱼 2019年07月06日 23:19:54 6楼

    谢谢分享,学习了!

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  • yuyanhui63
    yuyanhui63 2019年07月09日 03:46:25 7楼

    谢谢分享

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  • jianzhudianqic
    jianzhudianqic 2019年07月14日 06:09:51 8楼

    好资料,谢谢楼主。

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