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 回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论

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总坛主
西门子官方工程师西门子官方工程师

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楼主    2015-04-15 10:59:30
主题:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
最近我们工程师处理了不少的现场EMC的问题,感觉大家对接地越来越重视了,因为现场的柜体内的接地似乎比前几年都规范了不少,但谈到一些接地的细节,又似乎还不是很清楚。比如有些情况下,当我们建议用户处理接地时,用户不太理解,觉得出现问题的地方似乎跟接地没有关系;还有的现场,用户会认为接地都是按照标准做的,但实际上,可以看到接地并不是很规范……
诸如此类的问题,其实还是大家对接地并不是非常的清楚,比如:接地到底应该遵循哪些规范或者标准?里面到底是如何规定的?具体接地应该使用什么材料?尺寸是多大?
当然,大家如果对这些信息了解的非常清楚也比较困难,因为很多情况下,我们很难直接看到或者观察到实际的接地体的敷设情况,而且也很难观察到接地电流或者接地电阻的情况,但我们希望大家能对接地的这些信息有个相对详细的了解,因此我们本次网上话题的讨论,就想让大家一起来聊聊接地的规范和相关的标准,以及标准里的一些具体内容,看看大家平时都接触过哪些行业,这些行业里对接地具体都有哪些要求,都可以总结一下,另外对标准里的内容也可以提出来,大家一起讨论学习一下。
为了便于讨论,我们这里先提出几个话题:
1、接地的相关标准和规范
2、接地在不同行业的要求
3、接地标准中的具体内容
4、接地应该遵循的原则
5、接地如何设计
6、接地现场如何检测
7、接地应如何施工
8、接地电阻应如何测量
9、PLC、仪表、总线、变频器等设备的接地要求
。。。
当然,这不是全部的内容,大家对于接地话题所关心的问题,平时遇到的关于接地的疑问,也都可以以提问的方式提出来一起讨论,目的也是希望让大家对接地有个系统的了解,期待大家的分享。

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晓阳
游士

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14楼    2015-04-15 16:40:58
精华帖  主题:回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
工业供电系统是比较复杂的,尤其是有变频器、可控硅整流器、电焊机、高频电炉等用电设备的系统,如果接地做的不好轻者干扰模拟信号,严重的甚至会烧毁PLC。这里先说说PLC的供电,一般300、400PLC都有独立的电源,它的输入电压一般是220V AC,按目前国内的供电方式接一个L和一个N似乎就可以了,其实这样做是忽视了工厂里的N(工作零线)的复杂性,很多人也许认为零线的电位就是零,其实不然,工厂里的N线由于种种原因对真正的零(大地)是有电位的,而且很不稳定,所以最佳的供电方式应该用一台带初次级静电屏蔽的双绕组变压器,用两个火线(R/S)把380V变成220V再通过一台滤波器供给PLC的电源模块。再来说说PLC的接地问题,大家把地线想得很神秘,其实不然充其量就是一个等电位基准线,对三相五线制供电的单位保护零线似乎就是地线,但是我认为从供电角度讲是为人身安全设计的,和PLC系统的“接地”没有必然的关系,所以我的做法是在PLC控制柜的内部做一条不小于160平方毫米的铜排(镀锡防氧化)把所有的接地M端都用1.5平方的导线接到这里,尤其要说明的是,很多传感器用的是屏蔽线,请注意屏蔽线要在控制柜里接在地线铜排上,另一端要做好绝缘处理哪里也不要接,对较远距离的传输,可以考虑把控制柜里的地线铜排和保护零线接在一起,当然接之前要测测之间的电位差,如果差值比较大,可以用RLC网络连接
随想感受
游士

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18楼    2015-04-15 19:13:10
精华帖  主题:回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
对接地的标准规范确实没有一个系统的了解,希望有人能做个系统的介绍。现就我现场调试曾经遇到的有关接地的问题与大家分享一二。我们设备用DP通讯总线控制,安装一般都客户自己负责。有一次客户在电机侧的电机电缆屏蔽层没跟电机外壳接起来,当时因为电机侧电缆头子都用胶带包好了的,也没太在意。调试编码器反馈信号不稳定,DP通讯也受干扰,有时会通讯不上。后来将电机电缆屏蔽层与电机外壳连接起来就好了。还有很多客户变压器侧都没做接地措施,很多都把地线连到厂房的钢梁上,也不知道这样究尽好不好?还有一次公司的装配工没把变频器的接地线直接接到接地铜排上,而是将其连到了柜子的底部的框梁上。结果现场调试也是通讯不好。后来改为直接连到接地铜排上就好了。还有就是编码器的屏蔽层也一定要处理好,不然干扰也很大。我们设备的电机离变频器都较远,中间都要加接编码器线。加接线时编码器一侧,一定要编码器的引出线的屏蔽层与加接线屏蔽层连接,最好是焊接。千万不要与电机外壳相连。有一次客户就将其与电机外壳相连了,结果编码器反馈极不稳定。
实践求真知
hynnoed84
侠客

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23楼    2015-04-16 15:36:54
精华帖  主题:回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
正如坛主所说的确实没有覆盖全部行业的接地规范,而且非电专业的项目经理也觉得不重要。我去年完成的一个项目,一条小型的扁钢Z型钢轧钢线。生产线是外委的,电控系统用的全是西门子的,传动是S120,主要设备轧机和感应电热炉。了解任务以后,第一反应接地一定要做规范,因为现场的变频器、感应电热炉都是有可能的干扰源。我介绍一下我的思路,仅供参考,可能有错误的地方,希望对大家有帮助。
1、 首先是查找相关的规范,确实国标的规范比较少,没有统一的标准。
主要的参考资料:
1) 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范——GB50169-2006
2) 《工业与民用配电设计手册》第三版
3) 电力设备接地设计技术规程
4) 工业厂房配电系统几种接地方式的探讨
5) 电气设备接地、接零保护规定
6) 仪表及控制系统接地

2、 电力接地、防雷接地
电力系统接地:变压器中性点接地(低压系统是TN-S),3根2.5米5*50的热镀锌角钢做地极,等边三角形布置,用4*40的热镀锌扁钢相连,用电缆与变压器中性点相连。10根地极,每根间距5米做闭环接地网,用热镀锌扁钢相连。厂房的防雷利用钢构架接地,厂房一角接地。
接地网技术要求:
1) 垂直接地体选用的热镀锌角钢规格50*50*5mm;垂直接地体长2.5m,其间距离≥5m;并用镀锌扁钢相连为闭环形,外缘各角为弧形。
2) 水平接地体选用的热镀锌扁钢截面规格为40*4mm
3) 接地干线选用的热镀锌圆钢规格为Φ22mm,穿PVC32A管做保护
4) 水平接地极、水平接地极与垂直接地极、水平接地极与基础镀锌扁钢直接的连接采用焊接
5) 接地体应埋设于墙外,距离不小于3m,接地体顶面埋设深度≥0.8m
6) 接地干线与接地体连接点不少于2个
7) 接地网接地电阻必须≤4欧姆

3、 厂房的接地系统
按照轧钢线图纸布置,利用各个设备外壳、变频控制柜、电缆护管、电缆沟桥架全部用4*40的热镀锌扁钢相连,做等电位联结。也起到网状均压环的作用。该接地网最少有两点与接地干线相连。接地网接地电阻必须≤1欧姆。

4、 轧钢线电气系统接地
传动部分三点接地:电气柜、电机外壳、电缆屏蔽层接地
DP网线、传感器、编码器电缆屏蔽层均接在控制柜的地排上,采用单端接地
感应电热炉单独接地
PLC和CU320用UPS或稳压电源供电

轧钢线调试完成,已经生产。

问题:
1、 等电位联结的具体方式和使用场合?我理解的是把所有接地连到一块。
2、 电缆屏蔽层什么时候单端接地和双端接地?
工控人生
画乡工控人
奇侠

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43楼    2015-04-18 16:56:53
精华帖  精编帖  主题:回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
关于规范接地,我也谈谈自己现场调试遇见的接地不规范引起的干扰问题,那是几年前我进入一家设备制造公司,公司是私企规模不大,公司的产品是铝箔涂布机及分切机。我负责电气设计,安装及调试。记的第一次出去调试设备,用户按我们提的接地要求,用四根60*60的镀锌角钢长度各3米,一端切割成45度角,另一端端部焊上一块100*100厚度12mm的钢板,敲入地下2.8米深,再用整袋的盐倒在接地点上浇水渗入地下。用60*60的镀锌扁铁将四根镀锌角钢焊在一起,焊接面积大于2倍的材料面积,再用50平方的导线接到电柜的接地点上。设备调试一次成功。
后来公司发展了,又陆续招了几个电工,自己出去调试的也少了。但是有一次处理现场干扰问题使我对现场规范接地有了更深的认识。
设备安装完成后,调试中出现了问题,拉带总是断带。用户很是着急,公司老板决定让我出发到现场解决问题,当时我心里也没有把握,毕竟伦茨代表处的专家都解决不了的问题,我去了能解决吗。到了现场看看接地,原来用户没有做接地,我们去的电工也没有坚持要求用户做,整个设备造成没有接地。我们的设备用的伦茨EVF9300系列变频器,还有蒙特福的张力传感器,对现场接地要求很高。我去后给变频器加上使能,速度给定为零,观察张力放大器的输出(0-10V),电压在0-0.8V变化,问题找到了,是张力传感器的信号受到干扰了。于是首先让用户在电柜旁边的电缆沟中用80*80的镀锌角钢埋入地下3米,再用50平方的导线接到电柜的接地点上。将所有的屏蔽线接到接地点上,变频器上所有屏蔽电缆做360度接地。由于张力传感器到张力放大器的信号是250mv信号,对干扰要求特别高,首先将张力放大器拆下装在另一个电柜中(原来装在变频器旁边),放大器的屏蔽线接地,露出屏蔽层的线越短越好够接就行。经过上述处理再开机观察张力放大器的信号很稳定,试拉带一次成功,用户很是满意。自己也很高兴。后来又遇见几个现场开卷铝卷掉下来的事故都是接地没处理好造成。
努力努力再努力
老学童
奇侠

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78楼    2015-05-01 12:31:34
精华帖  主题:回复:应用探讨——关于接地标准和接地规范的讨论
工业环境下的接地要求非常严格:
1. (车间或厂房)接地必须在厂房以外施工;如果在车间范围内施工,尤其在气候比较干燥的地区,车间地面下的土壤逐渐干燥,随之会使接地效果逐渐变差;
2. 接地极一般要在地面以下足够深的位置(一般1米左右)埋入(镀锌)铜棒并用铜条通过焊接将所有铜棒并联在一起,周围撒碳粉并浇盐水(焊接要在之前完成,否则会非常困难);
3. 接地施工完成后要进行测试,在距离接地极足够远的土壤中打入一根铜棒,测量它们之间的电阻,一般要求至少在3欧姆以下(越小越好)。
4. 从接地极到车间内的各个配电柜的接地要用铜条连接,铜条的连接要用焊接而非螺丝连接。
案例:
曾经北方某客户有一台设备经常出现各种奇怪的故障,车间内的高频设备、或相邻的其它设备一启动经常会导致这台设备出现奇奇怪怪的故障,有时关机重启后故障消失,有时关机重启也无法消除,去了很多工程师、换了很多配件均无法彻底解决问题,客户怨声载道,最后只好亲自出马。
说来也怪,到了客户工厂后,客户一边讲解故障现象和历史,一边试图通过启动其它设备来引发故障,谁知搞了一天,平时很容易出现的各种故障,居然一个也没发生,客户很是无奈,一边听取客户的讲解,一边做着各种检查,同时思考问题的症结,包括电源接地等外部条件,也未发现任何异常,眼看天色已晚,在离开车间的路上随口问了车间接地建造情况,客户说整个接地是在车间建造时一起建造的,在车间地面以下,这时我才恍然大悟,结合当天天降大雨,车间下面的土壤也随之变得湿润,有助于接地,当然故障就没发生,将我的判断向客户做了解释,得到了客户认同,客户按我的建议在室外建造了接地,根据事后客户说随后几年设备再未频繁出现任何奇怪的故障。
感谢老天冥冥之中给了我一个暗示,通过多年前的这个案例也让当时的我深深地认识到接地的重要性。
人的生命似洪水在奔流,不遇着岛屿、暗礁,难以激起美丽的浪花。
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