四、接地措施 接地的作用有两类：一是保护人和设备不受损害，此类接地叫保护接地：二是抑制干扰，此类接地又叫工作接地。接地是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰。 为了使以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度，必须为变频器设立可靠地工作接地。它分为电源地、信号地、模拟地(AG屏蔽地)，在石化和其他防爆系统中还有本安地，按其接地点方式又分为单点地、多点地、混合地和浮地。 4.1、变频器系统地 变频器系统的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段，因此在实际应用中一定要非常重视。从抑制干扰的角度来看，将电力系统地和变频器系统的所有地分开是很有好处的，因为一般电力系统的地线是不太干净的。但从工程角度来看，在有些场合下单设变频器系统地并保证其与供电系统地隔开一定距离是很困难的，这时可以考虑能否将变频控制系统地和供电地(PG)共用一个时，还要考虑几个因素： 4.1.1、系统地上是否干扰较小，有无大电流设备起停频繁， 假若上述均成立则共地成立，否则不能共地。具体做法是各种系统地在机柜内部自己分别接地，汇于变频机柜内的AG汇流排，然后用较粗的导体(铜)将各汇地点联起来，接到一个公共的接地体(PG)上，禁止将变频器系统地接到避雷地上。 另外，变频器的各种接地在没汇到接地汇流排前，彼此之间应保证绝缘，避免接地干扰。 4.2、屏蔽接地 在通信速率低于1MHz时，选用一点接地效果较好，对于采用Profibus，Modbus总线控制的高速率(>30MHz)。通信控制电缆的屏蔽层应该选用多点接地，即在该电路系统中，用一块接地平板代替电路中每部分各自接的地回路。因为接地引线的感抗与频率和长度成正比，工作频率高时将增加共地阻抗，从而影响屏蔽接地效果，所以要求地线的长度尽量短。采用多点接地时，尽量找最接近的低阻值接地面接地，并{zh0}也应该两端接地，并且采取在通信线路较长时在网络的终端加终端匹配电阻等抗干扰措施。对于电缆的多点接地，一个附加的好处是可以减少屏蔽层的静电耦合。 另外，还有一个根据传输信号的波长来判别接地方式的参考标准。以传输信号的波长λ的1/4为界，通信传输线长度小于λ/4时采用一点接地：长度大于λ/4时，由于屏蔽层也能起到天线作用，应采用多点接地。在多点接地时，最理想的情况是每隔0．05-0．1λ有一个接地点。 对于抗干扰要求非常高的场合，可采用双重静电屏蔽的电缆，此时，外屏蔽层接至屏蔽地线，内屏蔽层接至系统地线。对于共模干扰严重的场合，可通过添加共模电感来xx共模干扰，对于多点地电位浮动的场合，可采用DC/DC隔离模块来实现电气隔离，彻底杜绝干扰。 4.3、信号接地 在采用外部传感器的闭环中，距离较远时，一定要保证外部设备和变频器的可靠独立接地，或者选用传感器外壳不与控制屏蔽层连接的传感器，在变频器侧实施一点接地，距离较近时，可采用公共接地母排接地，保证传感器与控制设备接地点之间电位差近似为零，从而xx地环流形成的干扰。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子{jd1}不许和变频控制系统的接地线有任何电气连接，而变频控制系统在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。 4.4、本安接地 本安接地是本安仪表或安全栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。本安接地会因为采用的设备不同而不同，安全栅的作用是保护危险现场端永远处于安全电源和安全电压范围之内。如果现场端短路，则由于负载电阻和安全栅电阻月的限流作用，会将导线上的电流限制在安全范围内，使现场端不至于产生很高的温度，引起燃烧。第二种情况，如果一端产生故障，则高压电信号加入了信号回路，由于齐纳二级的嵌位作用，也使电压位于安全范围。值得提醒的是，由于齐纳安全栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多，因此，在设计输出回路的负载能力时，除了要考虑真正的负载要求以外，还要充分考虑安全栅的电阻，留有余地。 安全栅B、E、D三个接地点，通常B和E两点都在计算机这一侧，可以连在一起，形成一点接地。而D点是变送器外壳在现场的接地，若现场和控制室两接地点间有电位差存在，那么，D点和正点的电位就不同了。假设我们以E作为参考点，假定是D点出现10V的电势，此时，A点和E点的电位仍为24V，那么A和D间就可能有34V的电位差了，己超过安全极限电位差，但齐纳管不会被击穿，因为A和E间的电位差没变，因而起不到保护作用。这时如果不小心现场的信号线碰到外壳上，就可能引起火花，可能会点燃周围的可燃性气体，这样的系统也就不具备本安性能了。所以，在涉及到安全栅的接地系统设计与实施时，一定要保证D点和B(E)点的电位近似相等。在具体实践中可以用以下方法解决此问题：用一根较粗的导线将D点与B点连接起来，来保证D点与B点的电位比较接近。另一种就是利用统一的接地网，将它们分别接到接地网上，这样，如果接地网的本身电阻很小，再用较好的连接，也能保证D点和B点的电位近似相等。但注意，此接地一定与上面几种接地发生冲突。 |
