DCS系统的接地和防雷.ppt

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1、DCS系统的接地和防雷浅谈DCS系统的电磁兼容性设计巴陵石化技术交流杭州和利时自动化有限公司电磁兼容性的定义l lEMC:ElectromagneticCompatibilityEMC:ElectromagneticCompatibilityl l电磁兼容性：设备在其电磁环境中能正常工作，且不对该电磁兼容性：设备在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中其它设备构成不能承受的电磁骚扰的能力。环境中其它设备构成不能承受的电磁骚扰的能力。l l研究电磁兼容性，不是处于理论上的目的，而是处于实践研究电磁兼容性，不是处于理论上的目的，而是处于实践上的需要，它是上的需要，它是DCSDCS系统电气抗干扰能力

2、的综合体现。系统电气抗干扰能力的综合体现。l lDCSDCS系统的电磁兼容性是通过一些实践性很强的技术手段系统的电磁兼容性是通过一些实践性很强的技术手段获得的，这些手段主要有：获得的，这些手段主要有：l l接地接地l l隔离隔离l l屏蔽屏蔽l l双绞双绞l l吸收吸收l l滤波滤波IEC61000电磁兼容标准组成l lIEC61000-1:IEC61000-1:总论，一般性的讨论和定义，术总论，一般性的讨论和定义，术语。语。l lIEC61000-2:IEC61000-2:环境，环境分类及描述。环境，环境分类及描述。l lIEC61000-3:IEC61000-3:限值，发射和抗扰度限值。限

3、值，发射和抗扰度限值。l lIEC61000-4:IEC61000-4:测试技术，测量和试验技术。测试技术，测量和试验技术。l lIEC61000-5:IEC61000-5:安装于调试指南，安装指南，调安装于调试指南，安装指南，调试方法与设备。试方法与设备。l lIEC61000-6:IEC61000-6:通用标准，规定不同环境下的抗通用标准，规定不同环境下的抗扰度和发射要求。扰度和发射要求。工业控制中常用的IEC61000-4系列标准 标准内容标准内容IEC61000-4IEC61000-4标准标准对应原对应原IEC801IEC801标准标准(GB/T17626(GB/T17626系列）系列

4、）（GB/T13926GB/T13926系列）系列）抗扰度试验综述抗扰度试验综述 IEC61000-4-1IEC61000-4-1IEC801-1IEC801-1静电放电抗扰度静电放电抗扰度 IEC61000-4-2IEC61000-4-2IEC801-2IEC801-2辐射电磁场抗扰度辐射电磁场抗扰度 IEC61000-4-3IEC61000-4-3IEC801-3IEC801-3快速瞬变脉冲群抗扰度快速瞬变脉冲群抗扰度IEC61000-4-4IEC61000-4-4IEC801-4IEC801-4浪涌抗扰度浪涌抗扰度IEC61000-4-5IEC61000-4-5IEC801-5IEC80

5、1-5射频场传导骚扰抗扰度射频场传导骚扰抗扰度IEC61000-4-6IEC61000-4-6IEC801-6IEC801-6电压瞬时跌落和中断抗扰度电压瞬时跌落和中断抗扰度IEC61000-4-11IEC61000-4-11DCS的电磁兼容性的一般要求:控制柜设备l lIEC61326-1-1997（等效GB/T18268-2000）测量,控制和实验室用电气装置电磁兼容性要求DCS的电磁兼容性的一般要求:信息设备l lCISPR24CISPR24标准为国际无线电干扰标准化委员会制定，标准名称为信标准为国际无线电干扰标准化委员会制定，标准名称为信息技术设备抗扰度限值和测量方法息技术设备抗扰度限

6、值和测量方法GB/T17618-1998(idt CISPRGB/T17618-1998(idt CISPR 24:1997)24:1997)，它的测量方法引用基础标准，它的测量方法引用基础标准IEC61000-4IEC61000-4系列（系列（“电磁兼容电磁兼容 试验和测量技术试验和测量技术”即即GB/T17626GB/T17626系列：系列：19981998）项目项目标准号标准号要求要求静电放电抗扰度静电放电抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1998第第1 1条条B B级合格级合格连续波辐射骚扰抗扰度连续波辐射骚扰抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1

7、998第第2 2条条A A级合格级合格电快速瞬变脉冲群抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1998第第3 3条条B B级合格级合格浪涌（冲击）抗扰度浪涌（冲击）抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1998第第4 4条条B B级合格级合格连续波传导骚扰抗扰度连续波传导骚扰抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1998第第5 5条条A A级合格级合格电压暂降和短时中断抗扰度电压暂降和短时中断抗扰度GB/T17618-1998GB/T17618-1998第第7 7条条暂降：暂降：B B级，中级，中断：断：C C级合格级合格DC

8、S的接地l l接大地的本质：地球是一个巨大的导体和巨大的电容，可接大地的本质：地球是一个巨大的导体和巨大的电容，可以存储海量的电荷，维持最稳定的参考点。以存储海量的电荷，维持最稳定的参考点。l l保护接地保护接地l l防电击接地防电击接地l l防雷接地防雷接地l l防静电接地防静电接地l l防腐蚀接地防腐蚀接地l l功能接地功能接地l l逻辑地逻辑地l l屏蔽地屏蔽地l l信号地信号地l l本安地本安地DCS系统的接地示意图操作层设备操作层设备保护地保护地接地铜板接地铜板控制层设备控制层设备屏蔽地屏蔽地接地铜板接地铜板系统系统接地铜板接地铜板接地桩接地桩屏蔽地屏蔽地绝缘层绝缘层安装架安装架4

9、4 1 机柜保护地机柜保护地DCS系统的各种接地DCS系统的接地施工本安接地B,E两点一般在DCS机柜一侧，应等电位。D点为变送器外壳接地，必须设法使D点电位与B,E等电位，才能保证本安！变送器外壳（1 1）控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）（2 2）安全引导雷电流入地网）安全引导雷电流入地网（3 3）完善的低阻地网）完善的低阻地网（4 4）消除地面回路）消除地面回路（5 5）电源的浪涌冲击防护）电源的浪涌冲击防护（6 6）信号及数据线的瞬变保护）信号及数据线的瞬变保护防雷的六方面防雷标准l lGB50057-94：建筑物防雷设计规范l lIEC61024

10、系列：建筑物防雷设计规范l lGB/T3482-83：电子设备雷击试验方法l lGB/T3483-83：电子设备雷击试验导则l lGB/T9361-88：计算机场站安全要求l lGB/T7450-87：电子设备雷击保护导则l lIEC61000-4-5：浪涌抗扰度试验l lIEC61312系列：雷击电磁脉冲的防护通讯线防雷：采用RJ45的以太网通讯线防雷l l通讯线路的雷击模拟测试，现普遍采用的是国际电联通讯线路的雷击模拟测试，现普遍采用的是国际电联ITU-TITU-TK20K20（局端使用）和（局端使用）和ITU-TK21ITU-TK21（用户端使用）标准，测试（用户端使用）标准，测试方法为

11、方法为10/700uS;1KV10/700uS;1KV和和10/700uS;4KV10/700uS;4KV，正反向各打，正反向各打5 5次。次。外部采用防雷管(Q1-Q3)，内部采用TVS信号线的防雷对于非架空信号线，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。（两端接地）对于架空信号线（一般是不允许的），在信号进入DCS之前应连接专门的防雷器。其原理与通讯线防雷相似。电源系统的防雷l l根据根据GB50057GB50057，防雷区分为几个区，按由外及内雷电能量，防雷区分为几个区，按由外及内雷电能量大小分布分为大小分布分为LPZ0LPZ0，1 1，2 2，n n区。其中区。其

12、中LPZ0LPZ0区又分这区又分这A A、B B两区。对某一建筑而言：两区。对某一建筑而言：LPZ0ALPZ0A区指不在避雷保护范围区指不在避雷保护范围以内的外部裸露区域；以内的外部裸露区域；LPZ0BLPZ0B区指虽然在避雷保护范围内，区指虽然在避雷保护范围内，但裸露在建筑外没有任何屏蔽在区域（如窗户）。这个区但裸露在建筑外没有任何屏蔽在区域（如窗户）。这个区的电气设备最易遭受雷电波侵入，之后向内每增加一屏蔽的电气设备最易遭受雷电波侵入，之后向内每增加一屏蔽层，划分一个区域，如层，划分一个区域，如LZP1LZP1、2 2等区。等区。l l对应于不同的防雷区，电源系统防雷分为多级保护：对应于不

13、同的防雷区，电源系统防雷分为多级保护：（1 1）在）在LPZ0LPZ0LPZ1LPZ1区的交界处、电源总进线处安装电源第区的交界处、电源总进线处安装电源第一级防雷保护产品。一级防雷保护产品。（2 2）在）在LPZ1LPZ1LPZ2LPZ2区的交界处、电源分配电箱处安装电源区的交界处、电源分配电箱处安装电源第二级防雷保护产品。第二级防雷保护产品。（3 3）在）在LPZ2LPZ2LPZ3LPZ3区的交界处、重要用电设备插座处安装区的交界处、重要用电设备插座处安装电源第三级防雷保护产品。电源第三级防雷保护产品。电源系统防雷器l l第一级电源防雷：安装高能量电源防雷器，目的第一级电源防雷：安装高能量电

14、源防雷器，目的是吸收高能量。安装在是吸收高能量。安装在UPSUPS配电箱进线端。配电箱进线端。l l第二级电源防雷：安装过电压保护器，目的是吸第二级电源防雷：安装过电压保护器，目的是吸收第一级过后的过电压，在机房的三相电源进线收第一级过后的过电压，在机房的三相电源进线端，安装过电压防雷箱。端，安装过电压防雷箱。l l第三级电源防雷：安装浪涌抑制器，目的是吸收第三级电源防雷：安装浪涌抑制器，目的是吸收二级保护后的微小能量。在服务器和网络交换机二级保护后的微小能量。在服务器和网络交换机等重要设备的电源接入端分别安装一套插座式防等重要设备的电源接入端分别安装一套插座式防雷器，作为其电源的末级保护。雷

15、器，作为其电源的末级保护。关于接地和防雷的建议l l检查全厂接地网和防雷系统。检查全厂接地网和防雷系统。DCSDCS系统尽量远离系统尽量远离防雷地。（减少感应）防雷地。（减少感应）l lDCSDCS控制机房选在中间非外墙处，采用控制机房选在中间非外墙处，采用4x40mm4x40mm扁铜带沿机房墙壁处布放成环状作为工作地接地扁铜带沿机房墙壁处布放成环状作为工作地接地环，每根扁铜带需要用膨胀螺钉架空环，每根扁铜带需要用膨胀螺钉架空5-10cm5-10cm铺设铺设在地面上。此接地环要用在地面上。此接地环要用4x40mm4x40mm扁铜带或扁钢扁铜带或扁钢与直流接地引下线作焊接处理。机房内的设备的与直

16、流接地引下线作焊接处理。机房内的设备的接地线以最短的方式，直接连接到环状工作地接接地线以最短的方式，直接连接到环状工作地接地环上。地环上。l l通过防雷器建立等电位连接通过防雷器建立等电位连接 l l电源部分采用两级防雷。电源部分采用两级防雷。关于接地和防雷的建议第一级电源防雷器采用第一级电源防雷器采用OBOOBO公司公司 的的V25-B/3+NPEV25-B/3+NPE电源防雷器。在机电源防雷器。在机房总配两路输入配电母线控制开关的次极出线端上安装房总配两路输入配电母线控制开关的次极出线端上安装V25-B/3+NPEV25-B/3+NPE电源防雷器电源防雷器。第二级电源防雷器采用第二级电源防

17、雷器采用OBOOBO公司的公司的V20-C/3+NPEV20-C/3+NPE电源防雷器。并联电源防雷器。并联安装在的机房分配电箱的主空开后，安装在的机房分配电箱的主空开后，UPSUPS的输入端的输入端。l lDCSDCS系统控制线路的防雷主要采用系统控制线路的防雷主要采用2 2种措施，一是种措施，一是屏蔽，二是安装防雷器。所有的控制线路应采用屏蔽，二是安装防雷器。所有的控制线路应采用屏蔽电缆；对于穿越不同防雷分区的控制线路应屏蔽电缆；对于穿越不同防雷分区的控制线路应在两端安装在两端安装OBOOBO测量控制系统防雷器（测量控制系统防雷器（FLD24FLD24工工业控制防雷器业控制防雷器）。）。l

18、 l所有插座采用防浪涌措施，交换机选用防浪涌型，所有插座采用防浪涌措施，交换机选用防浪涌型，所有计算机设备可靠接地。所有计算机设备可靠接地。关于接地和防雷的建议l l通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。l l不论是何种金属线缆，已经过SPD保护后的电缆与未经过保护的线缆不应平行布放，如受条件限制只能平行布放，则也要对已经过SPD保护后的电缆采取屏蔽保护，并且屏蔽层至少要两端接地。l l通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。关于接地和防雷的建议l l由于机房所处大楼是钢筋混凝土的建筑物，当安装有接闪器时，由于接闪器可能利用建筑物主筋柱作为引下线，除了上述几点外，还要注意2点：通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁，避免沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离。通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。结语l lDCS系统的接地和防雷是较为复杂的系统工程，需要用户、厂商、设计方、施工方的共同努力。l l谢谢大家！