关于电气系统等电位的重要性一例

   前一段时间的某一天，正在工厂忙着检查呢，接到同事的求助电话，说有一个机器人搬运系统主站模块西门子300的烧了，同时还有其它模块不得而知。问其原因是什么原因引起的烧毁，电话那头支支吾吾说是电焊。又是电焊，那机器人搬运系统几年前曾经帮助同样处理类似的电焊引起的烧毁大片电气元件，有300的cpu（314C）/个、有ABB的通讯模块/个、有若干个I/O模块。再次重复出现的问题本应是不该了的，记得那次恢复后，我重申过恢复后必须检查接地和做等电位连接的，既然你不听，我就该“冷淡”你了。我考虑了一下，马上说现在正忙，等忙完处理一些事情再过去吧。不一会电话不断了，都是相关部门的负责人打来的电话，希望尽快帮助处理，因为停线的损失实在是太大了。没有办法了，只能放下手头上的工作，赶紧过去帮助排查故障。

   到现场后，同事已经把cpu拆下来了，CPU模块也已经打开。我也不想深入关注这些被电焊烧掉的线路板原因，只考虑如何尽快恢复系统。

   赶紧让其它同事找来一个CPU，问原程序是否有备份，还是支支吾吾。没有办法，问设备制作商要一个吧，又是电话又是微信的一顿折腾，所谓的原程序算是通过微信传送到了，有所谓的原程序，处理问题就从容了许多。因为烧毁的CPU与同事拿来的CPU不是同一个型号，所以MMC卡无法删除原配置及程序，CPU无法自动设别MMC卡，我忘记如何通过CPU上的开关清除原程序，没有办法我只好赶回到自己办公室拿了一个4M的MMC卡，断电后，插入新的MMC卡，上电。一会儿自动设别过程后，CPU没有报警，我打开step7，替换好新的CPU，编译、保存后下载，非常顺利的下载了，通过这一番折腾时间已经到中午了。

   吃完饭赶紧让同事拿到现场安装CPU，说不定还有什么“幺蛾子”没有发现呢。固不出其然，不一会电话过来说，CPU上电后，没有报警，但是操作没有响应。我再次赶到现场，看step7软件监控CPU诊断缓冲区是否能够提供一些帮助，打开看了一些信息，也没有什么价值的信息，没有办法，还是回办公室拿了2个输入一个输出模块（系统扩展模块的全部配置），断电后全部先替换上去，再重新上电，初始化过程后，CPU运行，操作有了一些响应，但是无法自动连接到ABB机器人及其它辅助设备。一番折腾确认后，我想起在恢复系统过程中曾经有一些报警，说用户程序的几个FC不存在，难到下载进去的所谓原程序有问题？再次电话设备制作商那里，一会另一个“所谓”的原程序通过微信又发送过来了，好家伙，天天在说备份的重要性，备份的重要性，就是有一小部分人敢天下之不为！随心所欲。

   解压用户程序文件、打开程序后下载，再测试自动状态连接机器人OK！这番折腾已经快下午2点多了。

大家说说，这个本不应该再次出现的问题，快折腾一天时间，也是借助于公司这么多资源才费劲恢复过来，多么的不容易啊、、、、、、

   今天突然想起这个曾经前一段时间的经历，感觉还是随心的写一写，以告诫有类似经历的同行，没有做好接地或等电位的赶紧去处理一下，别等到问题再次出现时，手忙脚乱的去处理，总感觉很是别扭。

几天后，那个同事给我发来的等电位连接的图片：

  今天写此贴之前，我电话给他，想问问那些烧掉了的CPU及模块是否还在？回答说丢掉了，既然丢掉了，那也就无法再拍一些照片了，此。

   这次故障大致估算费用在万元以上了，这个是本不应该再次出现的问题，引以为戒吧，过程值得深思。

是的。

  引以为戒，值得深思的问题。

近期，我接二连三的遇到一些“匪夷所思”的问题，也就在上一个月，一个西门子400系统，关闭总断路器居然没有断开电源，也没有仔细排查，就确认为总断路器触点粘连的可能，让外协帮助来处理、检查。花费4万多更换了一个2000A的断路器，故障“居然”依旧。于是只能仔细查找问题的根源，一查还真找出了问题，原来是多年前不知道那位高人，从控制电源中取了一路电源做外置照明用电，照明的零线还没有连接到系统零线上，而是就近连接到设备系统的接地排上，好家伙，这样一来，我给公司多创造了4万元的所谓经验财富，，看起来的小事情，会演变为所谓的大事情。我也是为了无法正常关闭设备总开关，会牵涉到维修时的安全隐患，才让这让那的，哎、、、、、、无言以对。

  因为当时更换断路器时，我没有在现场，后来电话咨询了外协，那个人也支支吾吾说我原断路器的什么线圈烧了，我问触点是否有粘连，他没有正面回答，也只能这样了。

电气系统要等电位，机械设备之间也要做等电位，我公司电焊时，烧了好几次电机接地线，原因就是机械设备之间未做等电位，还有电焊操作不规范

请问，在电气控制系统中，存在多个电源给不同负载供电的情况。这种情况下是否需要将电源的负极都相连或者所有负极都接地，请指教下

多电源这里指同电压等级的，如24 V DC，或者不同电压等级的，如系统中有12 V DC也有24V DC，及其它同电压等级的多电源，或不同电压等级的多电源组成的系统，甚至是与交流回路的参考点，如果需要在一起做控制，参考点连接在一起是必须的，也是有效的。

请问我们在讨论的电压几伏、多少伏这个数据是从哪里来的，是不是以一个参考点，如，标记M点与某一点电源两点之间的电压差得来的。那么，我们既然又有确定电压等级，那一定要确定在共同的一个参考点下测得的电压值，不然，这些测试出来的电压，我们只能叫作“浮地”（只能是各自的参考点）。

看了半天，也没明白楼主描述的等电位与电焊及模块烧毁是个啥因果关系？

等电位严格意义是基于一定截面积的铜导体来实现的，是电的良导体，烧电焊回路线一般就近搭接焊接件，如果在控制系统安装的钢构件边上烧电焊，甚至直接搭接电柜柜体进行电焊作业，那电焊电流势必会流向阻抗较小的控制柜内部电路。

因此，我认为，电焊作业烧毁控制系统元器件，与等电势没有太大关系，而是电焊作业时最好控制系统断电，并且搭接回路线应尽量远离电控系统才是避免损毁元器件的有效方法。

呵呵，仔细想想是这么回事吗？

烧电机接地线，是因为电焊作业的人把回路线直接搭接了电机的接地线，但线路载流量不够，或接地端子比较松，阻抗较大，导致的烧接地线。

即使有等电势又能如何？照样烧！

@Zane：

  不是的，在系统中做好等电位连接，可以确保设备的金属外壳（这个是电焊焊接作业时，电焊工随手搭接电焊地线的主要原因）。电气烧了很明显能够看到，或者能够有明显的反应。那么机械呢？比如轴承，稍不注意电焊电缆很有可能过设备轴承，造成轴承滚子、滚珠表面打火。

  做好等电位连接，相对等电位连接导线较信号的屏蔽导线截面大的多，电阻小，这样不容易使电焊电缆过信号屏蔽层。

  纵观2次烧cpu及模块的过程，并不是信号屏蔽层松弛或者接触性问题，而是设备没有做等电位连接，焊接时造成的过电流通过信号线（包含I/O模块）。

  昨天，我想起这个问题，打电话过去问那些烧了的cpu及模块是否还在，如果还在可以看看过电流是从那些元器件中进入的，这个可以判断电焊电流进入的大致位置，回复说丢掉了，那也无从说起过电流是从那些部位进入的，听同事说是cpu底板部位烧的最严重，他说是从那个部位进入的。

  话说西门子cpu质量还是过硬的，有一次，我维护时，发现300的cpu单元上有很多铝粉之类的金属物质，想到掉进cpu可能会烧线路板，就用***吹扫，一阵霹雳巴拉声过后，cpu还是一直正常工作，这个时间大概有5-6年了。

看了大家热烈讨论，感觉Z版主说的很有道理：”电焊电流会流向阻抗较小的电路··········”

以前也遇到这么一个场景：一个钢结构平台上安装了机械设备、电器设备，电控柜也安装在这个钢结构的平台上，接地、等电位做的都非常好。在一次电焊作业后，发现电机的接地线绝缘已经被烧，还发生了火灾，还好扑救及时，避免了更大的损失。为何接地和等电位做的那么好，电焊时还会出现这种情况呢，后来现场勘查，发现主要原因是：电焊操作人员，把焊机的接地线随便在钢结构上搭接，就在设备上开始焊接作业，因电机的接地线离焊接处距离近且阻抗小，导致焊机大电流从电机接地线上流过，所以导致了上面的一幕。

个人认为：真正能杜绝焊接作业烧坏电气设备最有效做法是：接地和等电位连接当然要做好，焊机的接地线尽量靠近焊接处搭接，越近越好，让焊机的大电流回路不流经其它地方，这样可以避免焊机大电流无规则到处乱窜的可能。说到底，规范操作非常重要。

你说你做好等电位和接地了，请问你的等电位连接导线截面采用的是多少平方？

我这里要求的是25平方以上的多股铜线做。

没有足够的导线截面，无法做到阻抗小这个含义。

焊机只有形成回路才能焊接，试想一下，如果焊接点再电机附近，如果焊机的搭接线接触不好，焊接会不会和电机地线形成回路呢？如果电机地线很细，会不会烧呢？

烧线相对是小事情，烧模块、烧cpu、烧通讯板是大事情了。

2次烧掉，大概估计维修成本在近3万以上了，还不包含大量的资源利用。

我写这个贴的主要目的是，提醒大家电气设备上务必做好等电位、接地连接，连接必须符号要求（上面我说的25平方以上是我的理解，不是官方的规定），相对这个等电位连接导线越粗越好，只要你能够满足现场安装条件。我在给一台80MN液压压力机安装接地线就是用240平方的多股铜线做的。

当然，接地导线的截面按规范来做是最好。如果焊接时，焊接的接地线乱接，那么再好的接地，和等电位也是徒劳，反而成为焊机大电流最容易通过的途径。试想，弱电系统能抗的住几百安的电流么。

你说的非常对。

  但是这个焊接操作，我们很难控制，自己能够做好的只能是防御性措施。

真如前面我说到的焊接伤害不仅仅只是电气，电气只不过明显一点而已，其实，还有机械，如主轴轴承、丝杆螺母、螺杆，电气方面如，电机轴承。

是的，讨论到现在，真正的关键点我认为是：在焊接作业时控制焊接时大电流的流向和路径，那么如何去控制焊接大电流的流向和路径呢？必然是：禁止乱拉焊机接地线，让焊机的接地线离焊接点越近越好，构成最短的电流回路，这样，焊接时的大电流就不会乱窜了，不会窜入电控柜，不会窜入电气接地系统，不会窜入电机的轴承···  所以电焊作业按规范操作非常重要。

早几年我们曾经对电焊机线做过严格规定，焊机电源线不得超过5米，焊接线没有规定过，违反者（机修、外协（与项目主管对应）扣款50-100元的处理。

就2次同样的设备故障，同样的烧毁，还是同样的机修线作业人员电焊操作，同样的事故（虽然不是我管辖的范围）如果让我定性，我非扣当班作业人员500以上。机修主管（我的同事负主要责任扣款更高），为什么同样的问题重复出现？主要还是漠视、冷漠对待，反正出了问题到最后公司可以调动资源帮他们会处理的。

  通过这次讨论，大家会更多的认识到等电位的重要性。

工程中的信号线都要集中接到PLC柜里地排？

西门子一个触摸屏操作箱的等电势接地线径就要求是16平方，25平方的导线对于动辄上百平方的电控系统的接地截面积来说阻抗要大得多。

平时我们接触的钢构件经过焊接或铆接，看看其截面积不小，但其阻抗实际上要远远大于以铜材料为主的电控接地系统，尤其是在高频的情况下；我们可以把焊接回流导线与控制系统的接地导体看成是等效电阻并联导体，电阻小的导体流经的电流就多，不是这样吗？

所以还是同意 @ n次看你的背影 的观点，规范操作很重要！

在设备处焊接我一直强调，就是搭铁一点要在焊接最近地方，防止电焊回路电流通过其他途径进入不该进入的地方造成事故。电流总是从电阻最小回路走。

@Zane：

  可问题是相对与信号电缆，16、25平方多股铜线的阻抗，远比信号电缆（外层屏蔽）小的多，所以，我理解如果有电焊大电流进入时，有该16、25平方线并联在信号电缆屏蔽外层，相对与信号电缆的屏蔽外层电流会降低。

如果拿简单的欧姆定律来理解，假设信号电缆的外层屏蔽线截面为1.5平方，那么，大致是原电流的1/10的关系。

黄工好！

  强调我一直是有的，同时也是与薪金有挂钩的，但是，做好防御总比硬梆梆的制度管理人性化的多，一味的与奖惩挂钩，并不一定起到积极的作用，我这个例子从一个侧面也说明一个现实问题，该故障同样的问题是第2次出现了，为什么？上至机修主管、领班，下到员工，从本质上是冷漠对待的，我也只能讲到此，个中原因是综合性的，并非单方面能够解决的。

全文强调两个事情：1.备份；2.等电位

备份这个事情，作为一个设备使用者，各种各样的加密也是让人心灰意冷；

关于等电位，还是建议，不要把和电焊有关的任何东西与CPU靠近得好。

在一些比较脆弱的弱电系统焊机时，比如：荷重传感器处，尽管有编织软铜带跨接、分布式从站。。。以前吃过苦头，干脆我们电工就陪着电焊工，把接地线拉到就近点焊接，来控制焊接电流不经过脆弱设备。罚款不是目的，而是一种管理手段，这个帮着拉接地线的电工，出色完成任务，奖励50元，多好。当某种风险超出我们所能承受的忧虑时，需专职人员现场重点把控。

其实很多焊工现在都知道了这个常识，焊接时控制系统断电，即使无法断电，也要焊接地线也要远离控制系统，焊接时尽量把焊机地线与被焊接工件连接牢固，一般就是直接焊在工件上比较可靠。

楼主的问题，确实不是等电势的问题。

就是电焊操作执行规范的问题。

我们是焊接行业的。几百安，上千安的焊接是常事儿。

生产线设备避免不了维修，避免不了焊接。新安装设备更是常常需要焊接操作。

很简单，所有焊接都是两条等长的电缆。地线一定是焊夹，焊接前确认焊接电流不会通过脆弱的部件（轴套、轴承、滑动部件，间隙配合的部件）。

因为我们常用直流电源焊接，以前遇到过大电流焊接后，含硅量高的钢会产生剩磁，这会导致一些仪表出现莫名其妙的问题。堆焊过的轧辊也会像磁铁似的吸附铁粉。

很多情况下，你想去磁都很难。

尤其是直流焊接，是负极接地？还是正极接地是根据焊接工艺要求的。对控制设备的作用可不一样。（焊接空载电压不会低于70V。）

所以，不要省下那一条地线电缆。切记！切记！

我们不是造船，造船焊接才是一根焊把线。

非常赞同 34楼的做法。

接地、等电位确实是系统两个重要问题，这两个问题往往得不到足够重视，现场有的接地，等电位，很像是应付工事，做的不标准，感觉设备能运转起来，就万事大吉，最后受伤的还是自己。西门子有专门一本书是介绍关于接地和等电位的，写得比较专业，大家可以看看。西门子模块这么贵，有时一烧几万块没了。研究过这方面的人，估计都是吃过亏的，比如我。

对我印象最深的就是，97年时，刚刚磨好一把铁质切刀，放在地上，刚好此时有个维修工烧焊，焊接回路刚好从切刀刃口过电流，烧焊瞬间大电流通过刃口，导致刃口熔焊损坏，经过这件事后，我就非常注意烧焊的搭铁问题。

个人认为，焊接时设备断不断电关系不大，关键是搭铁一定要就近搭铁就会减少很多问题的，简单说就是不通过其他导电体传输电流。

曾遇到过因为等电位没有连接好，电焊作业烧了两只编码器

 在那里烧焊就把地线固定在那里。这个是基本要求。距离太远了，中间的设备就要遭殃。

电焊作业，的确很危险，记得第一次见到烧毁器件是，现场工人交叉作业，在PLC柜体附近焊接作业，导致300CPU和扩展模板直接烧毁，CPU接地的端子处都烧糊了，已经无法弄出来；之后也又曾经历过把工业交换机烧毁之类的案例，最后，就是禁止在PLC系统附近接外电，接地线，

对了，之前还因为不同柜体间等电位问题，烧过好几个200smart PLC的串口，当时由于项目时间紧迫，直接改成网口方式进行通讯了，其实，等电位是个大学问，虽然道理简单、直白！

正如大家所关注的交点那样，这个等电位连接是已经做了，看这个区域在以后的一段时间内能否再次出现同样类似的问题。

以前也经常遇到等电位问题，比如编码器一般用的外供24V电源模块，而模块上好多人喜欢用CPU电源模块提供的24V，这样很容易出问题，有时候也会刚开始正常，用一段时间都不正常！不过最近这种问题少多了！

今天又看到近一年前的故障排除贴，总让我想起很多的话题。其实在那次故障前的一段时间（具体故障时间没有记录，或者是记录了也没有必要去查阅这个时间问题的必要），类似的故障已经发生过一次，那次是把ABB的机器人通讯卡及自己主站的多个模块烧毁掉的，究其原因仍然是电焊机焊接不当引起的。实际上大家也都说了很多，如，要求电焊时，尽可能缩短焊接件之间的通路等方式，但，我总感觉这些是不可控性。如果把可能会出现的故障前期做足准备，后期会少很多麻烦。自第2次排障已经近一年了（去年12月份的贴），到目前为止还没有发生相似的故障问题，我认为至少一点自等电位导线连接后，关于电焊焊接工作在这一年中仍然需要进行，但目前还没有发生。说明这条导线起了一定的作用。当焊接时，焊接的大电流不足以再从原信号电缆等弱电回路中经过了，而由这条16平方的等电位连接线上经过，有机会我记得去确认一下，这根电缆线是否有发热的迹象，如果有，更能够说明一切问题。