仪表系统的接地目的是什么？

如何正确接地减少故障和误差？

那么，又有哪些系统接地？

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仪表系统中6种不同类型的接地

接地系统指将接地导线、接地连接导体、接地汇流排、接地板、接地装置等连接在一起的网络。

在一个接地系统中，存在各种不同类型的接地。

保护接地：为了人身安全和电气设备安全而设置的接地。

工作接地：仪表信号或直流电源与公共电位参考点的连接

屏蔽接地：为实现电场、电磁场屏蔽功能对电缆屏蔽层或屏蔽体所做的接地

防静电接地：用于泄放静电所做的接地

防雷接地：用于泄放雷电流的接地

本安接地：使用齐纳式安全栅时，需要进行本安接地

图1. 接地系统示意图

如何处理不同类型的接地

一、分类汇总

在一个系统中，不同类型的地，最终都连接到同一个接地网络。但是不同类型的地，不能因为其在物理空间上临近而就近连接，而是要分类汇总，采用“梳状”接地方式。犹如百川，虽然最终都要汇入大海，但是不同类型的水，如干净的水、污水、洪水……，在其汇入江、海之前，不应混在一起。

图2. 仪表接地系统示意图

如图2中仪表系统的接地示意图，在同一个控制柜内，有工作接地和保护接地，两个地在柜内没有直接相连，而是分别汇总到各自对应的接地汇总板上，再连接到总接地板。

二、不推荐独立接地系统

不推荐使用独立接地系统，除非两个系统之间无任何连接，否则当发生雷击时，两个地之间出现很高的电位差，易引起绝缘击穿、设备损坏。

图3. 独立接地存在的问题

三、关注接地电阻

在保证合理的接地架构后，再关注接地连接电阻。

接地电阻一般分为两部分：

关于本安接地

为什么齐纳式安全栅需要本案接地？

齐纳式安全栅是串联在信号回路中的，如果安全侧发生故障，故障能量可能窜入危险侧，引起爆炸事故。进行本安接地后，在安全侧形成故障回路（如上图中红色线所示），避免故障能量进入危险侧。

图4. 本安接地示意图

齐纳式安全栅和隔离式安全栅的区别

隔离式安全栅，安全侧和危险侧是隔离的，所以不需要本安接地。

屏蔽接地的3点注意事项

一、合理使用隔离器

如果信号回路两端都不可避免都要接地，则需要用隔离器将两点接地隔离开。

三、双层屏蔽电缆的外层屏蔽

电缆外层屏蔽，一般采用两端接地方式（有条件的话可以采用多点接地方式），这样能有效避免高频信号的干扰，如雷电感应过电压干扰。

图5. 屏蔽接地

如图5所示，左侧电缆为带铠装（穿管）的单层屏蔽电缆，右侧为双层屏蔽电缆。

新版石油化工仪表接地规范中，还提出了仪表系统网型接地方式，如图6。采用这种网型接地方式，可以使得整个接地架构更“扁平化”。

图6. 网型接地示意图

在网型接地架构中，同一机柜内的保护接地和工作接地直接就近连接到网型接地排即可，不必将保护接地和工作接地分别汇总到保护接地汇总板和工作接地汇总板。

图7. 控制柜网型接地示意图

新版石油化工仪表接地规范注释

为了更加规范石油化工仪表接地设计，根据工信厅科[2015]115号文要求，规范编制组结合规范执行和实际工程的实践经验，参考有关国际标准和国内、外标准，在广泛征求意见的基础上，针对SH/T 3081-2003 《石油化工仪表接地设计规范》进行了修订，SH/T 3081-2019《石油化工仪表接地设计规范》，2020年1月1日起实施。

5类电源系统的接地形式

电源系统，一般有以下五种接地形式，TN-C，TN-S，TN-C-S，TT，IT。

前面的2个字母：

第1个字母表示电源系统接地情况：T表示直接接地，I表示不接地或经高阻抗接地。

第2个字母表示装置外露导电部分的接地情况：N表示通过电源接地点接地，T表示不通过电源接地点，直接接大地。

后面的字母：

C（combination）表示N和PE合在一起。

S（separation）表示N和PE分开。

在电源系统中，中性线N是有电流流过的，当三相电压不平衡时，中性线上是会有电压的。

TN-C系统，N和PE合在一起，这种方式安全性不高，不适合长期有人活动的场所。

TN-S系统，N和PE分开，N线上有电流，而PE线上是没有电流的，因此安全性较高。在TN-S系统中，N和PE仅在变压器中性点处连接在一起，不允许N重复接地，而PE是允许重复接地的。

TN-C-S系统，即前半部分采用TN-C系统，后半部分采用TN-S系统，兼顾成本和安全性，也是比较常见的。

TT系统，电源侧和装置侧各自接地，相比TN-S系统而言，少用了一根PE线，因此成本较低，但是当发生相与地短路故障时，因为接地电阻比较大，故障电流较小，回路上的过流保护装置（熔断器、断路器）可能不会动作，不能及时切除故障。但是TT系统相比TN系统，当某一装置发生接地故障时，故障电压不会沿着PE或PEN线传导到其他装置。所以在不方便做等电位连接的户外装置，较多采用。

IT系统，发生（一相）接地故障时，由于电源端没有接地，所以不能形成故障电流回路，其故障电流很小，对地故障电压低，不会引起人身安全事故，而且不会切断电源，因此适用于对供电不间断要求较高的电气装置。但是由于没有中性线，无法引出单相（220V）电源，只能接3相用电设备。