Puesta a tierra del gabinete DCS

Conexión a tierra del gabinete DCS Con el rápido desarrollo de la industria energética y la mejora de los niveles de automatización térmica, los sistemas de control descentralizado (DCS) se han utilizado ampliamente en las centrales eléctricas domésticas y desempeñan un papel muy importante para garantizar el funcionamiento seguro, económico y civilizado de la energía. Plantas y han logrado buenos resultados. La conexión a tierra razonable y confiable del sistema DCS es una parte muy importante del sistema DCS. Para garantizar la precisión del monitoreo y el funcionamiento seguro y confiable del sistema DCS, se deben considerar y diseñar cuidadosamente los métodos de conexión a tierra, los requisitos de conexión a tierra, el blindaje de la señal, la selección de la sección transversal del cable de conexión a tierra, el diseño del electrodo de conexión a tierra, el diseño de la caja de conexión a tierra, etc. .

1. Clasificación y funciones de la puesta a tierra:

1. Puesta a tierra de seguridad:

(1) La puesta a tierra de protección (CG, llamada PE en la profesión eléctrica) es La buena conductividad eléctrica se forma entre las partes metálicas del DCS que no deben cargarse en circunstancias normales (carcasas de gabinetes, carcasas de consolas, cajas de conexiones, conductos, bastidores de cables y piezas metálicas expuestas que no se cargan en circunstancias normales pero donde el ser humano el cuerpo puede entrar en contacto con tensiones peligrosas, etc.) conecte. ) y el suelo para proteger el equipo y la seguridad personal. Debido a que la fuente de alimentación DCS es una fuente de alimentación de alto voltaje (generalmente 220 V), la carcasa no se carga en circunstancias normales. Cuando la parte de alto voltaje de la fuente de alimentación se cortocircuita con piezas metálicas conductoras como la carcasa, estas piezas o carcasas metálicas forman cuerpos cargados. Si no hay una buena conexión a tierra, habrá una gran diferencia de potencial entre el cuerpo cargado y la tierra. Si las personas entran accidentalmente en contacto con estos objetos cargados, pueden formar un camino entre la multitud, causando peligro. Por lo tanto, la conexión entre la carcasa metálica y tierra debe realizarse de modo que la carcasa y la tierra tengan el mismo potencial. Además, la conexión a tierra de protección puede evitar la acumulación de electricidad estática.

(2) Protección contra rayos y conexión a tierra: cuando la línea de señal del sistema DCS ingresa a la habitación desde el exterior, se debe realizar protección contra rayos y conexión a tierra cuando se introducen líneas aéreas o puede haber rayos inducidos. La corriente de descarga del rayo puede fluir directamente a la tierra desde la ruta de tierra sin afectar el funcionamiento normal del sistema ni la seguridad personal. La protección contra rayos y la conexión a tierra del sistema DCS deben usarse junto con un sistema de puesta a tierra y protección contra rayos eléctricos profesionales, y no deben usarse junto con un dispositivo de protección contra rayos independiente. Podemos utilizar tubos metálicos para cables o canaletas para tender las líneas de señal. Un tubo de cable bien conectado a tierra o un canal metálico pueden eliminar eficazmente la enorme interferencia de pulso en la línea de señal causada por los rayos cerca del cable de señal. El rayo se acopla a la línea de señal a través de capacitancia e inductancia distribuidas.

(3) Conexión a tierra antiestática: La sala de control donde se instala el DCS debe considerar una conexión a tierra antiestática. La corriente de descarga electrostática puede fluir directamente desde la ruta de tierra a tierra sin afectar el funcionamiento normal del sistema ni la seguridad personal. Estos suelos interiores conductores de estática, suelos elevados, bancos de trabajo, etc. Debe estar conectado a tierra contra la electricidad estática. Se han realizado la conexión a tierra de protección y de trabajo del instrumento y equipo, y no hay necesidad de conexión a tierra antiestática.

2. Conexión a tierra de trabajo: La conexión a tierra de trabajo tiene como objetivo garantizar el funcionamiento confiable del DCS y sus instrumentos conectados y garantizar la precisión de la medición y el control. La conexión a tierra de trabajo se divide en conexión a tierra lógica, conexión a tierra de bucle de señal y conexión a tierra de blindaje.

(1) La tierra lógica, también llamada tierra del sistema CC (PG), es el terminal negativo del nivel lógico en la computadora. Se requiere que tenga un potencial de referencia y se utiliza para la transmisión de corriente y la información. Conversión de equipos electrónicos a todos los niveles. Esta "tierra" no es necesariamente una "tierra geográfica". Puede ser la carcasa metálica, la base, el cable de tierra en la placa de circuito impreso del equipo electrónico o un terminal de tierra universal o una línea troncal de tierra en el edificio; base para todos los componentes del equipo electrónico y Link proporciona un potencial de referencia estable (generalmente cero). El terreno puede estar conectado a la tierra o simplemente a un punto común. Si el sistema no está conectado a tierra, se encuentra en estado de funcionamiento suspendido y se denomina flotante.

(2) La tierra de la señal, también llamada tierra del bucle de señal, es el extremo negativo de la señal de retorno en el sitio, como el extremo negativo de cada transmisor y el extremo negativo de la señal del interruptor.

(3) Conexión a tierra de blindaje, también llamada conexión a tierra analógica (AG, conexión a tierra de la capa de blindaje del cable de señal). El blindaje electromagnético es una de las principales medidas de la tecnología de compatibilidad electromagnética. Es decir, medidas para sellar fuentes de interferencia electromagnética con materiales de protección metálicos de modo que la intensidad del campo electromagnético externo sea inferior al valor permitido o medidas para sellar circuitos sensibles electromagnéticos con materiales de protección metálicos de modo que la intensidad del campo electromagnético interno sea inferior a la permitida; valor. La pantalla metálica está bien conectada a tierra. Para el blindaje electrostático, las cargas inducidas fuera del blindaje fluirán hacia el suelo y no se generará ningún campo eléctrico inducido.

Para el blindaje de campo eléctrico alterno, la tensión de interferencia de acoplamiento del campo eléctrico alterno a circuitos sensibles depende del producto de la tensión del campo eléctrico alterno, la capacitancia de acoplamiento y la resistencia de tierra del blindaje metálico. Mientras la pantalla metálica esté bien conectada a tierra, la tensión de interferencia de acoplamiento del campo eléctrico alterno a los circuitos sensibles puede ser muy pequeña.

3. La conexión a tierra intrínsecamente segura se refiere a la conexión a tierra de instrumentos o barreras de seguridad intrínsecamente seguros. Utilizado principalmente en sistemas a prueba de explosiones como la industria petroquímica. Además de suprimir las interferencias, esta conexión a tierra también es una de las medidas para que los instrumentos y sistemas sean intrínsecamente seguros.

4. Además de los tres métodos de conexión a tierra anteriores, también existe un método de conexión a tierra de punto neutro. Es la tierra del sistema de energía (principalmente el transformador o generador) y se utiliza para el funcionamiento normal y las necesidades de seguridad. El cable con el punto neutro conectado a tierra se llama línea neutra o línea neutra, y se puede dividir en la línea neutra protectora (línea PE, comúnmente conocida como cable de tierra), la línea neutra de trabajo (línea N, comúnmente conocida como línea neutral), o una combinación de las dos. Se llama línea PEN.

2. Método de conexión a tierra del sistema DCS: Se deben conectar varias conexiones a tierra de seguridad y de trabajo del sistema DCS al cable de conexión a tierra del gabinete, respectivamente. Después de conectar los cables de tierra correspondientes de cada gabinete, use cables con núcleo de cobre para llevarlos a la planta baja principal. Según los diferentes métodos de conexión entre la placa de tierra general y el electrodo de tierra, existen los siguientes métodos de conexión a tierra:

1. Cuando se utiliza conexión a tierra equipotencial, se requiere que la estructura metálica del edificio (o dispositivo), las barras de acero básicas, el equipo metálico, las tuberías, la barra colectora de PE (cable de tierra de protección) de la caja de distribución entrante y el cable de bajada del descargador formen una conexión equipotencial. La conexión a tierra de seguridad y la conexión a tierra de trabajo del sistema de control deben clasificarse y resumirse en una placa de conexión a tierra general para lograr una conexión equipotencial, y el dispositivo de conexión a tierra y el dispositivo eléctrico deben compartirse y conectarse a tierra. Sin embargo, el punto de acceso del sistema de control a la red de puesta a tierra debe mantenerse al menos a 5 metros de distancia del punto de acceso de los equipos de protección contra rayos, de alta corriente o de alto voltaje. A menos que el fabricante lo indique explícitamente, no se permite conectar directamente los gabinetes del sistema de control por computadora a las barras de acero del edificio.

2. Utilizar la rejilla de tierra eléctrica como rejilla de tierra DCS, es decir, con la rejilla de tierra eléctrica. En circunstancias normales, la red de conexión a tierra eléctrica se conecta a igual potencial; cuando no se puede cumplir con la conexión a tierra equipotencial, se permite conectar a tierra la tierra de trabajo del sistema por separado y la tierra de protección del sistema se conecta a la tierra eléctrica. Cuando la conexión a tierra del sistema y la conexión a tierra de protección no se pueden separar, la conexión a tierra de protección del sistema y la conexión a tierra de trabajo se pueden conectar a tierra por separado. Cuando se comparte una red de tierra con el sistema de energía de una planta de energía, la conexión entre el cable de tierra del sistema de control y la red de tierra eléctrica debe utilizar cables de alimentación aislados de bajo voltaje y solo se permite un punto de conexión. La resistencia de la tierra debe ser menor. que 0,5? . Cabe señalar que el punto de acceso debe estar lo más lejos posible del punto de acceso de motores grandes, y la distancia desde el punto de acceso a la puesta a tierra de protección contra rayos debe ser superior a 20 m.

3. Configure una rejilla de puesta a tierra dedicada e independiente para el sistema DCS; cuando utilice una rejilla de puesta a tierra independiente, debe estar lo más alejada posible de la rejilla de puesta a tierra de protección contra rayos. Si el fabricante no tiene requisitos especiales, la resistencia de conexión a tierra (incluida la resistencia del cable de conexión a tierra) no debe ser superior a 2ω. Además, la distancia entre los cuerpos de puesta a tierra independientes y otros cuerpos de puesta a tierra profesionales eléctricos debe ser superior a 5 m, y la distancia entre los cuerpos de puesta a tierra independientes y los cuerpos de puesta a tierra de protección contra rayos debe ser superior a 20 m. La forma específica de conexión a tierra de un punto se puede seleccionar según las condiciones del sitio en las siguientes situaciones. (La siguiente es la conexión de la tierra de trabajo. En circunstancias normales, la tierra de protección debe conectarse a la tierra eléctrica. Si la tierra de trabajo y la tierra de protección no se pueden separar, la tierra de protección y la tierra de trabajo se pueden conectar a la mismo cuerpo de tierra separado).

4. Configure una rejilla de tierra dedicada para el DCS y luego conéctelo a la red de tierra eléctrica a través de un cable de tierra.

3. Requisitos y principios de conexión a tierra: dado que el cable de conexión a tierra y la resistencia de conexión a tierra del sistema no pueden ser cero, y cuando se inyecta una gran corriente a la tierra desde el electrodo de conexión a tierra, el potencial de tierra del electrodo de conexión a tierra y su vecindad aumentará. Si hay varios puntos, habrá una diferencia de potencial entre los puntos de tierra, lo que provocará interferencias. Incluso varios cables de conexión a tierra dentro del mismo dispositivo deben cumplir con el principio de conexión a tierra de un punto; de lo contrario, se formará un bucle de conexión a tierra y la diferencia de potencial de tierra entre cada punto causará interferencias y se introducirá en otros circuitos.

Por lo tanto, a menos que el fabricante lo estipule explícitamente, varias conexiones a tierra en todo el sistema de control informático deben conducirse al piso de tierra principal a través de cables o alambres aislados para garantizar "una conexión a tierra en un solo punto". Si el espacio entre equipos es grande, se debe utilizar un punto de conexión en serie para la conexión a tierra. Los distintos suelos se deben recoger individualmente en armarios y finalmente recogerlos en un punto.

Luego use una barra colectora de cobre de sección grande (o un cable aislado) para conectar el punto de conexión a tierra central de cada gabinete del equipo y luego conecte la barra colectora de conexión a tierra directamente al electrodo de conexión a tierra. El cable de conexión a tierra debe ser un cable de cobre con una sección transversal superior a 22 mm2 y se debe utilizar una barra colectora con una sección transversal superior a 60 mm2. La resistencia de conexión a tierra del electrodo de conexión a tierra es inferior a 1ω y es mejor enterrarlo a una distancia de 10 a 15 m del edificio. El punto de conexión a tierra del sistema DCS debe estar a más de 10 m del punto de conexión a tierra del equipo de alto voltaje. . La suma de la resistencia entre el terminal de tierra del instrumento o equipo y el electrodo de tierra y el punto de conexión se denomina resistencia de conexión a tierra. La resistencia de la conexión a tierra no debe ser superior a 1 ohmio. La suma de la resistencia de tierra y la resistencia de la conexión a tierra se llama resistencia de tierra. La resistencia a tierra no debe ser superior a 4 ohmios. Cuando la longitud del troncal de puesta a tierra supera los 10 metros o hay equipos de campo magnético fuerte alrededor, se deben tomar medidas de blindaje para proteger el troncal de puesta a tierra a través de tuberías de acero, que están conectadas en su conjunto. O utilice cables blindados. La capa protectora del tubo de acero o del cable blindado debe estar conectada a tierra en un extremo. Cuando el troncal de conexión a tierra corre al aire libre y la distancia supera los 10 metros, se debe utilizar un blindaje de doble capa: la capa interior está conectada a tierra en un punto y la capa exterior está conectada a tierra en ambos extremos para evitar interferencias de pulsos electromagnéticos.

Los diferentes tipos de conexión a tierra dan como resultado diferentes métodos y requisitos de conexión a tierra. La siguiente es una declaración de los métodos y requisitos de conexión a tierra según los diferentes tipos de conexión a tierra.

1. Conexión a tierra de protección: Todos los equipos DCS tienen una conexión a tierra de protección, que generalmente se conecta internamente durante el diseño y procesamiento de gabinetes y otros equipos. En algunos sistemas, la tierra de protección está conectada internamente a la tierra de protección de la línea de alimentación entrante (la cabeza central del enchufe tripolar) y algunos no permiten que la tierra de protección esté conectada a la línea. Los usuarios deben leer atentamente las instrucciones de instalación de conexión a tierra del fabricante, independientemente del método. El CG debe conectarse al CG de todos los dispositivos o sistemas periféricos del dispositivo (estación de control, estación de operador, etc.). ), luego conecte cada estación CG con un cable de cobre grueso aislado y finalmente conéctelo al sistema de puesta a tierra en un punto. También vale la pena recordar que todos los periféricos del DCS deben estar alimentados por una línea de suministro de energía. La fuente de alimentación de un dispositivo (como todos los periféricos conectados a la estación del operador y al sistema host (CRT, impresora, sistema host de fotocopiadora)) debe. debe ser suministrado desde el dispositivo. El distribuidor de energía toma energía y no está permitido tomar energía de otros lugares, de lo contrario, la interfaz o incluso el dispositivo podrían quemarse. Para ocasiones en las que se deben conectar líneas largas, utilice cables gruesos para el suministro de energía o tome medidas de aislamiento de comunicación. Los CG de cada estación pueden conectarse radialmente o en serie. Los instrumentos de campo con voltajes de suministro inferiores a 36 V se pueden conectar a tierra sin protección, excepto los instrumentos que puedan entrar en contacto con equipos con voltajes superiores a 36 V. Cuando los instrumentos instalados en paneles, cajas, gabinetes o bastidores de instrumentos metálicos están en buen contacto eléctrico con los paneles, cajas, gabinetes o bastidores de instrumentos metálicos conectados a tierra, no se requiere conexión a tierra de protección. La tierra de protección PE del equipo eléctrico debe conectarse a la red equipotencial (rejilla o estrella).

2. Conexión a tierra de trabajo: el principio de conexión a tierra de trabajo es la conexión a tierra de un solo punto y se deben evitar los bucles de tierra en el bucle de señal. Si la fuente de señal y el instrumento receptor en una línea deben conectarse a tierra inevitablemente, se debe usar un aislador para aislar los dos puntos de tierra.

(1) Tierra lógica (PG). La tierra lógica en cada estación debe ubicarse en el punto PG y luego conectarse radialmente a un punto con un cable aislado grueso y luego conectarse al cable de tierra. Siempre que la conexión a tierra sea buena, este método tiene una capacidad antiinterferente relativamente fuerte. Sin embargo, el proceso de conexión a tierra es complicado. Una vez que la conexión a tierra es deficiente, se producirán interferencias innecesarias. En algunos sistemas, todas las entradas y salidas están aisladas, por lo que su interior es una unidad lógicamente independiente sin conexiones eléctricas a otras partes. En este sistema, el PG a menudo no está conectado a tierra sino que permanece flotando internamente. El método de conexión a tierra flotante es simple, pero se requiere que la resistencia del aislamiento de tierra sea alta, generalmente superior a 50 MΩ; de lo contrario, el aislamiento se reducirá y causará interferencias. Además, la flotación puede provocar fácilmente interferencias estáticas.

(2) La tierra de blindaje (tierra analógica AG) es la más exigente de todas las conexiones a tierra. La capa de blindaje de toda la línea debe tener una continuidad eléctrica fiable. Cuando los cables blindados se separan o combinan a través de una caja de conexiones o un gabinete de terminales intermedio, las capas de blindaje en ambos extremos deben conectarse a través de los terminales en el gabinete de terminales intermedio de la caja de conexiones. El mismo bucle de señal o la misma capa de blindaje de línea solo puede tener un punto de conexión a tierra. La resistencia de conexión a tierra debe ser inferior a 65438±0 ohmios y la resistencia entre gabinetes también debe ser inferior a 65438±0 ohmios. El blindaje total y el blindaje de par trenzado de cables blindados, conductores blindados y conductores de compensación blindados deben estar conectados a tierra. El blindaje del cable debe estar conectado a tierra en un extremo del lateral del gabinete.

Cuando la fuente de señal está conectada a tierra, el blindaje debe estar conectado a tierra en el lado de la señal. Cuando hay un conector en el medio de la línea de señal, la capa de blindaje debe estar firmemente conectada y aislada, y se debe evitar la conexión a tierra multipunto cuando el par trenzado blindado de múltiples señales de puntos de medición está conectado al multipunto principal blindado; Cable de par trenzado de núcleo, las capas de blindaje deben estar conectadas entre sí y con aislamiento.

(3) Procesamiento de conexión a tierra de la señal: en principio, no se permite que todos los transmisores y otros sensores estén conectados a tierra en el extremo del campo, pero su extremo negativo debe estar conectado a tierra en el extremo de la computadora. Sin embargo, en algunos casos, el terminal de campo debe estar conectado a tierra. En este momento, se debe tener en cuenta que no se permite en absoluto que el extremo de entrada (extremo doble superior) de la señal original tenga ninguna conexión eléctrica con el cable de tierra de la computadora. Cuando la computadora procesa dichas señales, se deben tomar medidas de aislamiento efectivas. tomado en la parte delantera.

(4) Puesta a tierra de la barrera de seguridad: al utilizar un sistema intrínsecamente seguro con una barrera de seguridad de aislamiento, no se requiere una conexión a tierra especial. Los sistemas intrínsecamente seguros con barreras Zener deben estar equipados con un sistema de conexión a tierra. La conexión a tierra del sistema intrínsecamente seguro de la barrera Zener no debe separarse de la conexión a tierra del bucle de señal del instrumento.

En diferentes sistemas, los requisitos para estos tipos de conexión a tierra son diferentes, pero la mayoría de los sistemas generalmente requieren que la resistencia a tierra del AG sea inferior a 1 ohmio, y la resistencia a tierra de la barrera de seguridad sea preferiblemente menor. de 4 ohmios