隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展和熱工自動化水平的提高，分散控制系統(tǒng)(DCS)已在國內各電廠中得到廣泛應用，這對保證電廠安全、經(jīng)濟和文明運行起到了十分重要的作用，并取得了良好的效果。
        DCS合理、可靠的系統(tǒng)接地，是DCS 系統(tǒng)非常重要的內容。為了保證DCS 系統(tǒng)的監(jiān)測控制精度和安全、可靠運行，必須對系統(tǒng)接地方式、接地要求、信號屏蔽、接地線截面選擇、接地極設計、接地箱布置等方面，進行認真設計和統(tǒng)籌考慮。本文根據(jù)DCS系統(tǒng)的設計規(guī)范要求，對DCS系統(tǒng)接地進行討論和簡要的介紹，以供大家在DCS系統(tǒng)設計、安裝、維護中參考。
        1、DCS系統(tǒng)接地的基本要求
        DCS系統(tǒng)接地是為了保證當進入DCS系統(tǒng)的信號、供電電源或DCS系統(tǒng)設備本身出現(xiàn)問題時，有效的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導入大地。接地系統(tǒng)能夠為DCS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個控制系統(tǒng)提供公共信號參考點(即參考零電位)。當接地系統(tǒng)發(fā)生問題時(接地電阻過大，多點接地，接地線斷線或接地線與高電壓、大電流設備相接觸等)，會造成人員的觸電傷害及設備的損壞，據(jù)了解，有些電廠DCS系統(tǒng)經(jīng)常“死機” (或不明原因的“死機”)，大多是因為接地系統(tǒng)不良或存在問題所引起的。 因此，完善、可靠、正確的接地，是DCS 系統(tǒng)能夠安全、可靠和良好運行的關鍵。
        1.1DCS接地分類
        在一般情況下，DCS控制系統(tǒng)需要兩種接地：保護地和工作地(邏輯地、屏蔽地等)。對于裝有安全柵防爆措施的系統(tǒng)如化工行業(yè)所用的系統(tǒng)，還要求有本安地。
        1.1.1保護地(CG，Cabinet Grounding) 是為了防止設備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護措施。DCS系統(tǒng)所有的操作員機柜、現(xiàn)場控制站機柜、打印機、端子柜等均應接保護地。保護地應接至廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)，接地電阻小于4Ω。
        1.1.2邏輯地：也叫機器邏輯地、主機電源地，是計算機內部的邏輯電平負端公共地，也是+5V等的電源輸出地。如CPU的正負5伏、正負12伏的負端。需要接入公共接地極。
        1.1.3屏蔽地(AG，Analog Grounding) 也叫模擬地，它可以把現(xiàn)場信號傳輸時所受到的干擾屏蔽掉，以提高信號精度。DCS系統(tǒng)中信號電纜的屏蔽層應做屏蔽接地。線纜屏蔽層必須一端接地，防止形成閉合回路干擾。鎧裝電纜的金屬鎧不應作為屏蔽保護接地，必須是銅絲網(wǎng)或鍍鋁屏蔽層接地。接入公共接地極。
        1.1.4本安地 應獨立設置接地系統(tǒng)，接地電阻≤4Ω。本安地的接地系統(tǒng)應保持獨立，與廠區(qū)電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應在5m以上。
        1.2DCS系統(tǒng)接地方式 DCS系統(tǒng)一般接地方式
        1.2.1利用電氣接地網(wǎng)作為DCS接地網(wǎng)，即與電氣接地網(wǎng)共地;
        1.2.2設DCS系統(tǒng)獨立的接地網(wǎng);
        1.2.3設DCS接地網(wǎng)，經(jīng)接地線、再接至電氣接地網(wǎng);
        由于第三種接地方式與第二種接地方式有較多相同處，過去，計算機或DCS系統(tǒng)曾經(jīng)較多的采用過的接地網(wǎng)。但這種接地方式存在的缺點是：占地面積太大，投資高，電纜及接地網(wǎng)鋼材耗量大，距廠房有相當?shù)木嚯x(因不易在廠房內找到合適的位置)，管理、維護、測量及查找接地極和接地線不方便，且效果不甚良好。根據(jù)實際運行表明，設置的DCS接地網(wǎng)是既困難又不安全的。如某電廠曾因接地問題，造成機組跳閘數(shù)十次。根據(jù)調查，不少電廠DCS后來改用電氣接地網(wǎng)接地，取得了良好的效果。
        1.3對公共接地極(網(wǎng))的要求
        1.3.1當廠區(qū)電氣接地網(wǎng)對地分布電阻≤4Ω時，可將廠區(qū)電氣接地網(wǎng)當著DCS系統(tǒng)的公共接地極(網(wǎng))。
        1.3.2當廠區(qū)電氣接地網(wǎng)接地電阻較大或雜亂時，應獨立設置接地系統(tǒng)，即為DCS系統(tǒng)的公共接地極(網(wǎng))。
        1.3.3沒有本安地接入的公共接地極(網(wǎng))的對地分布電阻小于4歐姆;有本安地的小于1歐姆。接地總干線的線路阻抗小于0.1歐姆。
        1.3.4接地極周圍15米內無避雷地的接入點，8米內無 30KW 以上的高低壓用電設備外殼的接入點。當現(xiàn)場無法滿足該條件時，防雷保護地通過避雷器/沖擊波抑制器與公共接地極的主干線相連。電焊地切勿與公共接地極及其接地網(wǎng)搭接在一起，二者應距離10米以上。
        2、DCS系統(tǒng)的接地原則
        2.1DCS系統(tǒng)設置的接地裝置
        2.2.1操作臺、打印臺、服務器柜：設有保護地螺釘。
        2.2.2繼電器柜、UPS柜、配電柜：設有保護地螺釘。
        2.2.3DCS的I/O機柜：設有屏蔽接地匯流排，保護地螺釘。系統(tǒng)地(+24V地)懸浮。
        2.2.4儀表柜、手操盤臺：設有屏蔽地接地匯流排，保護地螺釘。
        2.2.5安全柵柜：設有屏蔽地接地匯流排，本安地接地匯流排，保護地螺釘。
        2.2信號屏蔽及其接地
        2.2.1根據(jù)有關技術規(guī)定要求，計算機或 DCS系統(tǒng)信號電纜的屏蔽層不得浮空，必須接地，其接地方式應符合下列規(guī)定：
        2.2.1.1當信號源浮空時，屏蔽層應在計算機側接地;
        2.2.1.2當信號源接地時，屏蔽層應在信號源側接地;
        2.2.1.3當放大器浮空時，屏蔽層的一端與屏蔽罩相連，另一端宜接共模地(當信號源接地時，接信號地。當信號源浮空時接現(xiàn)場地)。
        2.2.1.4當屏蔽電纜途經(jīng)接線盒分斷或合并時，應在接線盒內將其兩端電纜的屏蔽層連接。
        2.2.2 DCS系統(tǒng)信號電纜的選擇與敷設，應嚴格按照有關規(guī)定執(zhí)行。屏蔽電纜的屏蔽層應按以上要求進行接地。為了提高DCS 系統(tǒng)的抗*力，DCS系統(tǒng)開關量輸入/輸出信號，選用阻燃型對絞銅網(wǎng)屏蔽計算機電纜還是比較恰當?shù)摹?br />        3、DCS系統(tǒng)的接地方法
        3.1集中布置的DCS設備接地方法

        3.2分散布置的DCS設備接地方法
        分散布置DCS系統(tǒng)設備之間的連接一般是網(wǎng)絡(通訊)線，例如：現(xiàn)場控制站分散到現(xiàn)場，而操作員站位于不同的控制室，分散直徑在500米的范圍內，各站點間使用多模光纖或5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線等連接。
        3.2.1使用光纖連接的站點：各站點內的接地方法同集中布置的DCS設備。
        3.2.2使用5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線連接的站點：
        3.2.2.1控制室的各類地線先連接到公共連接板，公共連接板通過接地總干線與公共接地極相連。從公共接地極看過去，整個接地網(wǎng)絡是一個星型結構。
        3.2.2.2 使用5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線兩頭通過網(wǎng)絡浪涌保護設備(信號避雷器、通流量不小于5KA)與DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他網(wǎng)絡設備相連。兩邊的站點有各自的公共接地極，二者不必有金屬連接，各站點的接地方法同集中布置的DCS設備。5類雙絞線或DP屏蔽雙絞線必須穿鍍鋅鋼管或金屬橋架敷設，鋼管或橋架必須可靠接地。當雷擊，或者電氣事故造成兩邊地電位差過大時，信號避雷器可以保護兩邊的設備。
        3.3 DCS設備接地安裝
        3.3.1接地體：為釘入地下的良導體，由接地總干線傳來的電流通過接地體導入大地。接地體與接地總干線之間采用銅焊，焊接后應做防腐處理?？捎媒拥鼐W(wǎng)干線把多個接地體連接成網(wǎng)，接地網(wǎng)應滿足DCS系統(tǒng)接地電阻的要求。當接地網(wǎng)干線與接地體采用搭接焊時，其搭接長度必須為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。圖3-2為典型的多接地體安裝圖。

        3.4 DCS系統(tǒng)接地降低土壤電阻率的方法
        3.4.1改變接地體周圍的土壤結構。在接地體周圍的土壤2～3m范圍內，摻入不容于水的、有良好吸水性的物質，如木炭、焦碳煤渣或礦渣等，該法可使土壤電阻率降低到原來的1/5～1/10。
        3.4.2用食鹽、木炭降低土壤電阻率用食鹽、木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層，約10～15cm厚，再鋪2～3cm的食鹽，共5～8層。鋪好后打入接地體。此法可使電阻率降至原來的1/3～1/5。但食鹽日久會隨流水流失，一般超過兩年就要補充一次。
        3.4.3用*化學降阻劑。用*化學降阻劑方法可使土壤電阻率降至原來的40%。
        3.5 DCS系統(tǒng)接地材料及要求
        3.5.1接地體與接地網(wǎng)干線的材料要求
        接地體和接地網(wǎng)干線所用鋼材規(guī)格可按下表選用，若接地電阻滿足不了要求時，也可選用銅材。如果接地體和接地網(wǎng)干線安裝在腐蝕性較強的場所，應根據(jù)腐蝕的性質采取熱鍍鋅、熱鍍錫等防腐措施或適當加大截面。