電廠熱工電纜施工與接地淺析

　　摘 要：隨著自動化程度的提高，新建電廠中熱工控制地位突出，全部實現(xiàn)DCS分集散控制系統(tǒng)，熱工測點越來越多，而熱工電纜的施工技術(shù)顯得尤為重要，施工質(zhì)量的好壞直接影響到生產(chǎn)，且會帶來不可挽救的后果。
　　關(guān)鍵詞：熱工電纜 接地 探討
　　中圖分類號：TM7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0134-01
　　目前在全國各地都在進(jìn)行環(huán)保型電廠的建設(shè)，雖然這種電廠規(guī)模小，但都一般都會選用DCS控制和現(xiàn)代熱工儀表，而這類設(shè)備對信號要求比較高，由于電纜施工的不慎，會形成的信號干擾，對生產(chǎn)運行造成嚴(yán)重后果。本人就現(xiàn)場積累的一些經(jīng)驗，結(jié)合自己的觀點，與大家一起探討熱工電纜施工與接地的關(guān)系。不正之處，敬請讀者不吝指教。
　　1 熱工信號分類
　　電纜的合理布設(shè)可以有效地減少外部環(huán)境對信號的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
　　信號分類如下。
　?。?）Ⅰ類信號：熱電阻信號、熱電偶信號、毫伏信號、應(yīng)變信號等低電平信號。
　?。?）Ⅱ類信號：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模擬量輸入信號；4～20mA、0～10mA模擬量輸出信號；電平型開關(guān)量輸入信號；觸點型開關(guān)量輸入信號；脈沖量輸入信號；24VDC<50mA的阻性負(fù)載開關(guān)量輸出信號。
　?。?）Ⅲ類信號：24VDC～48VDC感性負(fù)載或者電流>50mA的阻性負(fù)載的開關(guān)量輸出信號。
　?。?）Ⅳ類信號：110VAC或220VAC開關(guān)量輸出信號，此類信號的饋線可視作電源線處理布線的問題。
　　我們?nèi)粘９ぷ髦兄饕沁@四類信號，其中，Ⅰ類信號很容易被干擾，Ⅱ類信號容易被干擾，而Ⅲ和Ⅳ類信號在開關(guān)動作瞬間會成為強烈的干擾源，通過空間環(huán)境干擾附近的信號線，分清信號種類后，有利于我們在施工過程中對不同信號的電纜有一個分類處理。
　　2 接地分類
　　接地分為安全接地和工作接地，安全接地是為保護(hù)人和設(shè)備的安全；工作接地包括屏蔽接地、信號接地、本安接地等。
　　電纜的屏蔽接地屬于工作接地。一般所有電纜的屏蔽接地進(jìn)行纏繞短接后接在控制柜的工作接地板上，工作接地板和控制柜是絕緣的。特別注意的一點是電纜的屏蔽層要作屏蔽接地，屏蔽接地只能單點接地，絕不能和本安接地、系統(tǒng)接地連接在一起，公用一個接地體，接地電阻要<4Ω。
　　接地屏蔽提高信號抗干擾的原理，當(dāng)兩個物體表面存在電勢差，就會在兩端接地的屏蔽層上產(chǎn)生電磁場，反而不利于信號的抗干擾，所以對于兩個物體表面電勢不等的設(shè)備，屏蔽層不要兩端接地，應(yīng)該單端接地。
　　3 干擾與接地的關(guān)系
　　熱工信號的Ⅰ類信號，Ⅱ類信號主要用于檢測與控制，而這些信號大多是模擬量信號，現(xiàn)在由于生產(chǎn)的規(guī)?；驮O(shè)備的分散性，控制距離較遠(yuǎn)，熱工信號電纜鋪設(shè)長度較長，電纜數(shù)量眾多。電荷的積聚成為一個重要因素，所以會在某一點會存在著靜電干擾，強電線路以及轉(zhuǎn)動機械的動力電纜特別存在著電磁干擾源。
　　在電纜施工過程中，往往存在著施工不規(guī)范、電纜鋪設(shè)的層次錯亂、距離不足、順序交叉，電纜橋架、電纜溝設(shè)計中存缺陷，這些都會直接形成干擾源的產(chǎn)生。電流與電壓的突變會產(chǎn)生電磁信號，增加了信號所受干擾的可能性，而接地的好壞直接關(guān)系到信號傳輸?shù)暮脡模簿陀绊懙缴a(chǎn)運行的穩(wěn)定性，甚至?xí)?dǎo)致事故。
　　4 如何改善現(xiàn)場儀表接地連接方法
　　對于現(xiàn)場儀表電纜槽、儀表電纜保護(hù)管以及36V以上的儀表外殼的保護(hù)接地，每隔30m必須用接地連接線與就近已接地的金屬構(gòu)件相聯(lián)，并應(yīng)保證其接地的可靠性及電氣的連續(xù)性。嚴(yán)禁利用貯存、輸送可燃性介質(zhì)的金屬設(shè)備、管道以及與之相關(guān)的金屬構(gòu)件進(jìn)行接地。
　　控制室（集中）安裝儀表的自控設(shè)備（儀表柜、臺、盤、架、箱）內(nèi)應(yīng)分類設(shè)置保護(hù)接地匯流排、信號及屏蔽接地匯流排和本安接地匯流條。
　　各儀表設(shè)備的保護(hù)接地端子和信號及屏蔽接地端子通過各自的接地連線分別接至保護(hù)接地匯流排和工作接地匯流排。各類接地匯流排經(jīng)各自的接地分干線分別接至保護(hù)接地匯總板和工作接地匯總板。干線接到工作接地匯總板。
　　其實問題的關(guān)鍵不在怎么接地，也不在于接在那個柜子上，而在于接地極本身。接地的目的就是讓屏蔽層中的電荷泄放掉，屏蔽層本身沒有電勢，使線纜中的信號與外界的電磁干擾隔絕，從而保證了傳輸信息的可靠性。在控制室內(nèi)，現(xiàn)場所有的信號電纜都匯總在一起，只要做一個符合規(guī)定的接地極即可滿足要求。
　　5 信號電纜布設(shè)原則
　?。?）對于Ⅰ類信號電纜，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。
　?。?）對于Ⅱ類信號，盡可能采用屏蔽電纜，其中Ⅱ類信號中用于控制、聯(lián)鎖的模入模出信號、開入信號，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。
　?。?）對于Ⅳ類信號嚴(yán)禁與Ⅰ、Ⅱ類信號捆在一起走線，應(yīng)作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，有條件時建議采用屏蔽雙絞電纜。
　?。?）對于Ⅲ類信號，允許與220V電源線一起走線（即與Ⅳ類信號相同），也可以與Ⅰ、Ⅱ類信號一起走線。但在后者情況下Ⅲ類信號必須采用屏蔽電纜，最好為屏蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類信號電纜要有適當(dāng)?shù)木嚯x。
　?。?）絕對禁止采用一根多芯電纜中的部份芯線用于傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的信號，另外部分芯線用于傳輸Ⅲ類或Ⅳ類信號。嚴(yán)禁同一信號的幾芯線分布在不同的幾條電纜中（如三線制的熱電阻）。
　　6 結(jié)語
　　電纜鋪設(shè)完成后，一亙產(chǎn)生電磁干擾，將會是致命的，由于干擾源的排查相當(dāng)困難。我公司在視頻同軸電纜的布設(shè)過程沒有做好電磁干擾的隔離工作，視頻信號受到干擾，出現(xiàn)雪花點現(xiàn)象，但電纜已鋪設(shè)完成，無法檢查與更換，只好采用重新鋪設(shè)光纜來解決問題。
　　為降低電磁干擾的風(fēng)險，對于重要信號且干擾較強而又無法避免時，建議考慮光纖線纜，能完全不受電磁干擾，保證了信號的可靠性。電纜在鋪設(shè)過程中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，做好各項接地，才能盡可能地減少電磁干擾。
　　參考文獻(xiàn)
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