关于工厂电气自动化系统接地问题研究

关于工厂电气自动化系统接地问题研究

赵作臣

神华包头煤化工有限责任公司内蒙古包头014010

摘要：随着我国经济的不断发展，我国现代化进程不断加速，带动了电气行业的不断发展。在电气工程中，人们逐步研发出用于处理解决信息和自动控制的技术就是电气自动化技术。并且自动化技术也随着科学的发展而发展。在工程工作中，自动化技术带来了许多便利，提高了工作效率。在系统中，接地对生产、工程中电气设备的运行，数据的可靠和系统的安全性都有着很大的影响。接地故障后，故障主要是由于金属材料绝缘损伤发生，就会引起设备故障，导致设备的数据出现偏差，导致设备失去了准确性和参考价值，严重的话可能使电气设备的零部件造成很大的损害，甚至对工作人员的生命安全造成威胁。因此，电气接地在电气自动化系统中是非常重要的。

上文说到的接地，是在工厂电力系统中常常遇到的问题。接地就是在工作中，将电气设施的一部分线路与大地连接，使其紧密相连。这时电力系统就会通过接地作用，将电力系统中多余的电流或者是电压输送到大地中，进一步保障设备的使用和人员的安全。接地是工厂中必不可少的部分。但在设计和安装上，接地经常会出现一些问题，影响电气设备的准确运行，从而影响系统的正常运行。下文将从工厂电气自动化系统接地存在的问题，和如何改善的角度进行分析。

关键词：电气自动化；工厂；接地；改善方案

一、浅析电气自动化系统的发展现状

改革开放以来，我国的市场经济飞速发展，传统工厂的许多弊病暴露了出来；在传统工厂的生产线中是以人工生产为主。人工生产，工人的技术水平也不一样，无法保证质量，其次就是工作效率较低，再就是工厂车间员工众多，又会有很大的安全隐患，这些问题严重地影响了工厂的发展。在同时期，国外的工厂电气自动化技术已经得到了应用。并且技术较为成熟，电气自动化降低了生产成本、提升了生产效率，具有很强的竞争优势。于是我国工厂开始引进了电气自动化技术，并且将DCS集散控制系统贯穿在工厂的各个生产环节中，有利于在生产工程中对生产线进行管理。随着现在科技和经济的发展，我国的电气自动化水平有了很大的提高，电子自动化系统整体得到了优化，一些工厂开始应用PCS控制系统，有利于进行数据收集、分析与管理，并可对生产过程进行远程控制，提高管控效果，具有良好的发展前景。

二、工厂电气自动化系统接地技术

目前，我国很多工厂开始向自动化、智能化展，大大提高了工厂的生产质量和生产效率，降低了生产需要的成本，很大程度上提高了企业的的经济收入。但是一些工厂在应用电气系统时，经常会受到接地故障、雷击故障等一系列因素的影响，系统的运行效率和安全性将失去很好的保障，因此做好接地保护工作是目前我们非常需要的，而且我们不但要做好接地保护工作，也要一并降低雷电、静电等因素的干扰。

2.1接地标准

工厂在日常的生产时会应用到很多不同种类的电子设备，这是就需要进行分类。分类过程中，我们要根据设备功能、特点等对设备进行分析，制定出合理的接地标准和分类。

当对工厂操作台、控制柜、配电柜这一类设备进行接地处理时，就要以接地保护为主，能保障设备及人身的安全性。在对PIC.DCS这类的控制系统进行接地时，它们为工作台、活动地板以接地对象，以此保护，能防止静电对电子元件造成损害。而在对电缆、电涌保护器等进行接地处理时，主要是要起到防雷接地的作用，从而减少雷击事故的发生。在进行接地工作时，应遵循单点接地原则。单点接地原则顾名思义就是需要分析电气系统的连接方式之后，将直接连接的系统设备聚集在一点之后再进行接地处理。单点接地原则的应用，可以保护弱电系统，并且可以减少雷击的发生，具有很大的应用价值。

此外，在进行接地作业时，为了保障接地的效果，应合理确定各个接地电阻的阻值，不要超过最高的阻值。一般来讲分为四种。

1.直流或交流接地，接地电阻值最大是4Ω。

2.防雷接地电阻值最大为10Ω。

3.防静电电阻值最大不能超过100Ω。

4.PLC系统、DCS系统的接地电阻值最大为10Ω。

还有要注意的就是最重要的――供电系统的接地

（1）供电系统的两个接地

供电系统内电源一端的带电导体的接地和负荷端外露出来的导电部分的接地就是供电系统的两个接地问题。在低压供电系统中我们将电源端的称作作系统接地；将负荷端的称作背后接地。

（2）系统接地的作用

系统接地最重要的功能是保证系统的稳定运行。当雷击的事故发生时，强大的瞬变电磁场使设备和线路承受巨大电压的冲击。系统接地就会将电流导入大地中大大降低了这一瞬态过电压，减轻了设备和线路绝缘被击穿的危险。当负荷过大超过安全强度使系统发生故障时，如果有接地系统的话，高压侧故障电流的低压接地供电系统就可以将电流导入大地，大大分散系统受到的负荷压力，使系统可以继续持续稳定的运行。如果系统不接地，当系统某一阶段发生接地故障时，由于无导线通道降低电压分散故障电流，导致故障电流仅为线路与接地之间的电容电流。这种过电压将继续存在。如果人体接触无故障相线，接触电压将高达380V，这对设备和线路绝缘的安全性也是非常不利的。

2.2接地要求

正确规划接地要求，有利于保障接地的规范性，例如。一是，当对电子自动化系统进行接地时，应采用共用接地的方式，使其成为等电位体。在这种情况下，有利于将工厂内的金属物以及系统零件等连接起来，整体提高接地效果。二是，当工厂采用PCS控制系统时，应采用三级接地的方式。其中，在工厂高压端进行一级接地，低压防雷保护作为二级接地，分配电箱回路保护为三级接地，并根据实际情况增减防护措施。三是，当对工作台，控制柜等进行接地作业时，应将各个接地线整合到连接板上，并与接地总线进行连接，以保障接地质量。但要做好绝缘保护工作，且不能在接地线中接入开关等装置，确保接地的安全性。四是，合理控制接地极周围环境，并正确设置各个接地线之间的距离，避免发生相互干扰的问题。

2.3实例分析

在日常建设工程中，通常把导体和接地体称为接地装置；电气设备和接地良好的接地称为接地；直接与土壤接触的金属体称为接地体或接地电极；接地体和连接到金属线的电气设备称为接地线。必须使用电的良导体接地电极，通常是采用裸铜线，金属板，金属管道，钢框架基础上，或其他符合国家标准的金属导体。

在桩基建设工程的实际应用中，通常采用桩基础作为接地体，以基础钢筋为接地网，以主柱加固为引线与桩基连接，形成自然接地装置。因为这种系统可以防雷，使用钢筋主要是为了考虑雷电的热效应，不要使接地系统因过热而断开某处，建筑物的防雷接地系统必须在使用寿命内建筑物不受雷电损坏。桩基和地基加固柱钢筋只占一部分的防雷接地、防雷系统、上层和避雷针，电线，防雷网带。避雷器等防雷设施。下面我们通过实例来分析一下在施工中具体应该怎样做：

某个工厂位于雷电高发区、且年降水量比较大，给工厂电气自动化系统接地工作带来了很大的难度，对系统的安全性造成了很大影响。技术人员在进行接地作业时，分析了工厂的生产线及电气自动化系统的应用情况。在整条生产线中，一共采用了3个配电站和5个车间变电所，而且该生产线使用了600KW的柴油发电机，由其承担生产线的主要供电负荷。同时，工厂采用了PCS控制系统，通过这套系统可对整条生产线进行控制与管理。网络系统采用了PROFIBUS总线连接方式，并利用屏蔽双绞线来连接各主站与从站，从而利用DP、FMS技术进行通讯传输，而且主要采用以太网传输方式来进行工作人员之间的通信传输，合理设计TCP/IP接口，从而实现了整个工厂之间的通讯传输。

技术人员在综合考虑工厂电气自动化系统的建设情况后，设计了一套接地方案。采用弱电接地的方式，包括仪表系统接地、回路接地、DCS系统接地等，并将接地线设置在中控室周围，有利于与附近电气室的接地线进行连接，确保接地网效果。自该工厂于2015年1月开始实行这一套接地方案以来，现已投入运行3年多的时间，并未出现接地故障、静电干扰、雷击故障等问题，可保障工厂电气自动化系统安全稳定的运行。

从而可见对实地情况的分析对于电气自动化系统的优化具有重要的作用，由于低压电力设备接地装置接地电阻不大于4欧。当发电机、变压器和其他电力设备与同一接地装置并联运行的总容量不超过100kVA时，接地电阻不应超过10欧。仪表和DCS接地系统，我们通常要求接地电阻不大于4欧。电力系统接地与仪表DCS接地系统需要分离，以避免电力系统的高压通过接地系统反馈给仪表DCS系统来影响设备的运行。

而在日常施工中，我们还需要知道5项供电系统接地的注意事项：

（1）接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连。每个电气装置的接地应通过单独的地线连接到主接地线，不能和在地线上接地的若干电气装置串联。

（2）接地线应使用黄绿色双色线。

（3）绝缘胶带使用时应使用双面胶带。中性线应该涂上蓝色标志。

（4）直接接地或经消弧线圈接地的变压器.旋转电动机的中性点应用单独的地线连接到接地体或主接地线上。

（5）随着科学技术的发展，变电站综合自动化系统大多采用消弧线圈接地，或采用小电阻接地。还要使用理想的单相接地选线装置，用于判断是否接地的基础。因为设备使用相关概念作为标准，因此现场接线时一定注意电压.电流的关系和相位不能逆转，否则会导致选线误差。

三、结束语

综上所述，随着我国电气自动化水平的提高，在工厂方面得到了广泛应用，有利于管理人员对生产全过程进行监控与管理，以保障生产质量.效率和安全性。但在实际应用阶段。经常会出现接地故障或干扰等问题，影响了系统的运行效率。对此，需要技术人员对工厂电气自动化系统的建设情况进行分析，合理设计接地方案，从而保障接地效果，实现工厂的综合效益。

参考文献：

[1]张军.电气自动化中电气接地及电气保护技术探究[J].电子制作，2018（21）：98-99.

[2]姜大宝，浅谈水泥厂电气自动化系统的接地技术和防雷技术[J]，四川水泥，2016（02）：10.

[3]张方辉，水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术[J].科技传播，2016，8（03^：143-144.