DCS机柜接地

DCS机柜接地随着电力工业的迅速发展和热工自动化水平的提高，分散控制系统(DCS)已在国内各电厂中得到广泛应用，这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用，并取得了良好的效果。DCS合理、可靠的系统接地，是DCS 系统非常重要的内容。为了保证DCS系统的监测控制精度和安全、可靠运行，必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面，进行认真设计和统筹考虑。

一、接地的分类和作用：

1、安全接地：

（1）保护接地（CG，电气专业中称PE）是将DCS中正常情况下不应带电的金属部分(机柜外壳、操作台外壳、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电但人体有可能接触到危险电压的裸露金属部件等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。因为DCS的供电是强电供电(一般是220V)，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生造成电源的高压部分与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。

（2）防雷接地：当DCS系统的信号线路从室外进入室内后，在架空线引入或可能受感应雷的场合，应实施防雷接地连接。使雷击放电电流可从接地通路直接流入大地，而不影响系统的正常工作和人身安全。DCS系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用，但不得与独立避雷装置共用接地装置。我们可用金属电缆管或槽铺设信号线，电缆管或金属槽有很好的接地可有效消除因信号电缆附近受到雷击，通过分布电容和电感耦合到信号线，在信号线上产生很大的脉冲干扰。

（3）防静电接地：安装DCS的控制室，应考虑防静电接地。使静电放电电流可从接地通路直接流入大地，而不影响系统的正常工作和人身安全。这些室内的导静电地面、活动地板、工作台等都应进行防静电接地。已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备，不必再另做防静电接地。

2、工作接地：工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。工作接地分为逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地。

（1）逻辑地，也叫直流系统地（PG），是计算机内部的逻辑电平负端公共地，电子设备中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位。这个“地”不一定是“地理地”，可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等；它为电子装置各个部分、各个环节提供稳定的基准电位(一般是零点位)。这个地可以接大地，也可以仅仅是一个公共点。系统地如果与大地不相连，即系统地处于悬浮工作状态，称之为浮空地。

（2）信号地，也叫信号回路地，是现场返回信号的负端，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。

（3）屏蔽接地，也叫模拟地(AG，信号电缆屏蔽层的接地)。电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。金属屏蔽体良好接地，对静电屏蔽而言，将使屏蔽体外侧的感应电荷流入大地，而不会有感应电场存在。对交变电场屏蔽而言，由于交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积，只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。

3、本安接地，是本安仪表或安全栅的接地。主要用于石化和其它防爆系统中。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。

4、除了上述三大类接地外，还有一个中性点接地。它是电力系统主要是变压器或发电机为了正常运行和安全需要而设的接地。中性点接地的引出线叫中性线或零线，又根据供电系统不同的工作和保护方式可分为保护零线（PE线，俗称地线）、工作零线（N线，俗称零线）、或两者合二为一，称为PEN线。

二、DCS系统接地方式：DCS系统的各种安全接地、工作接地应分别接到本机柜各地线上，各机柜相应地线连接后，再用铜芯电缆引至总接地板。根据总接地板与接地极的连接方式的不同有下列几种接地方式：

1、采用等电位接地方式进行接地。当采用等电位接地时，要求将建筑物（或装置）的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的PE（保护接地线）母排、接闪器引下线形成等电位联结，控制系统安全接地和工作接 地应分类汇总到该总接地板，实现等电位联结，与电气装置合用接地装置并与大地连接。但控制系统在接地网上的接入点应和防雷地、大电流或高电压设备的接入点保持不小于5 米的距离。除非制造厂有明确说明，否则计算机控制系统的机柜，不允许与建筑物钢筋直接相连。

2、利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地。一般情况下电气接地网做了等电位联结；在无法满足等电位接地的情况下，允许系统工作接地进行一点单独接地，同时将系统保护接地接到电气地。在系统地和保护地无法分离的情况下，可以将系统保护接地和工作接地进行一点单独接地。当与电厂电力系统共用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网的连接须用低压绝缘动力电缆，且只允许一个连接点，接地电阻应小于05。且要注意选取接入点时应尽可能远离大电机的接入点，同时与避雷地的接入点间的距离也应大于20m。

3、设DCS系统专用独立的接地网；当采用独立接地网时，应尽可能远离防雷接地网，若制造厂无特殊要求，接地电阻（包括接地引线电阻在内）应不大于2Ω。且单独接地体与其他电气专业接地体应相距5m以上，和独立和防直击雷接地体须相距20 米以上。具体的一点接地的形式根据可现场条件，在以下几种情况下选择。（以下所列情况为工作接地的连接，正常情况下保护接地应接到电气地，若无法将工作接地和保护接地分开，可以将保护接地与工作接地连接到同一单独接地体）。

4、设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网。

三、接地要求和原则：因为系统接地线和接地电阻都不可能为零，且当有大电流从接地极注入大地时，接地极及其附近的大地电位升高，如有多点地则会出现接地点间的电位差，形成干扰。即使是同一台设备中的各种地线，也应遵守一点地原则，否则就会形成接地环路，各点之间的接地电位差将会形成干扰被引入其它电路。

所以除制造厂有明确规定外，整个计算机控制系统内各种不同性质的接地，均应经绝缘电缆或绝缘线引至总接地板，以保证“一点接地”。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。各种地在机柜内部各自分别汇总，最终汇于一点，然后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。接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于1Ω，接地极最好埋在距建筑物10~ 15m远处，而且DCS系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。仪表或设备的接地端子到接地极之间的导线与连接点的电阻总和，称为接地连接电阻。接地连接电阻不应大于1 欧姆。接地极对地电阻与接地连接电阻之和称为接地电阻。接地电阻，不应大于4 欧姆。接地干线长度若超过10 米或周围有强磁场设备，应采取屏蔽措施，将接地干线穿钢管保护，钢管间连为一体；或采用屏蔽电缆，钢管或屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地。若接地干线在室外走线并距离超过10 米，应采用双层屏蔽，内层单点接地，外层两端接地，以防止电磁脉冲的干扰。

接地种类不同，接地的方式和要求就不同，下面按不同的接地种类陈述接地的方式和要求。

1、保护接地：DCS的所有设备均有一个保护地，该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好，有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三极插头的中间头)连在一起，有的不允许将保护地同该线相连，用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书，不管哪种方式，CG必须将一台设备(控制站、操作员站等)上所有的外设或系统的CG连在一起，然后用较粗的绝缘铜导线将各站的CG连在一起，最后从一点上与大地接地系统相连。还有一点值得提醒的是，DCS的所有外设必须从一条供电线上供电，而且一台设备(如操作员站位所连接的所有外设和主机系统(CRT、打印机、拷贝机主机系统)的电源必须从设备的供电分配器上取电，而不允许从其它地方取电，否则可能会烧坏接口甚至设备，对于不得不用长线连接的场合，或用较粗导线提供供电，或采取通信隔离措施。各站的CG在连接时可以采用幅射连接法，也可以采用串行接法。低于36V 供电的现场仪表，可不做保护接地，但有可能与高于36V 电压设备接触的除外。当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表，与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时，可不做保护接地。电气装置的保护地PE应并人等电位连结网络中(按照网格形或星形方式)。

2、工作接地：工作接地的原则为单点接地，信号回路中应避免产生接地回路，如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地，则应采用隔离器将两点接地隔离开。

（1）逻辑地(PG)，各站内的逻辑地必须位于一点PG，然后用粗绝缘导线以辐射状接到一点上，然后接到大地接地线上。只要接地良好，这种方式的抗干扰能力是比较强的。但接地工艺复杂，一旦接地不良反会引起不必要的干扰。在有些系统中，所有的输入，输出均是隔离的，这样其内部逻辑地就是一个独立的单元，与其它部分没有电器连接，这种系统中往往不需要PG接地，而是保持内部浮空。浮空接地方法简单，但是对于与地的绝缘电阻要求较高，一般要求大于50MΩ，否则由于绝缘下降，会导致干扰。此外，浮空容易引起静电干扰。

（2）屏蔽地（模拟地AG)是所有的接地中要求最高的一种。全线路屏蔽层应有可靠的电气连续性，当屏蔽电缆经接线盒或中间端子柜分开或合并时，应在接线盒中间的端子柜内将其两端的屏蔽层通过端子连线，同一信号回路或同一线路屏蔽层只允许有一个接地点，接地电阻要小于1欧姆，各机柜之间的电阻也要＜1欧姆。屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的总屏蔽层及对绞线屏蔽层均应接地。电缆屏蔽层应在机柜侧单端接地。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地。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电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。

（3）信号地的处理：原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地，而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子(上双端)绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接，而计算机在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。

（4）安全栅的接地：采用隔离式安全栅的本质安全系统，不需要专门接地。采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。

在不同的系统中，对这几种接地的要求不同，但大多数系统对AG的接地电阻一般要求1欧姆以下，而安全栅的接地电阻应＜4欧姆，最好<1欧姆，PG和CG的接地电阻应小于4欧姆。

一般机柜，设备都有一个接地口，在背面，同样有线，大多是绿黄的，一端接设备相应的口，另外一端接在地板的金属上（这个会预留的，专门用于接地）。如果设备线不够长，那么机柜接地上金属，设备绕在机柜上

机柜接地一般有两种

一，机柜壳体接地

二，机柜内设备接地

机柜底层一般会有一个接地端子（如没有可设置一小铜排做为等电位接地端子板），机柜内的设备接地可以通过导线直接与此接地端子连接；机柜的壳体接地是此接地端子与室内（机房）总等电位箱（或局部等电位箱，或机房内均压环）就近连接。

你说的接地等电位和接地体是两个概念，如你所说是接地等电位端子板（箱）的话就可以直接连接，如果是室外接地体最好是引入室内后设置一等电位箱再做连接。

链式接地，很不常用的名字和术语，上网跟踪查询，偶然见在考试题（考死官啊）音响论坛出现过。非标准用语（属于标准化是国家进步的根本）

楼上说得好，链式接地就是串联接地，通过一个个机柜的接地端子连接，最后的线端口才接到接地端子上。如果是星形接法就是每个机柜单独连线到接地端子（通常是等电位排）。

机柜间链式接地和其他串联接地一样（特别是家庭装修）要特别注意严格按照地线不能断节连接的规范工艺要求，换句话说，就是不能当断开某端地线时会导致整个地线环路开路。