1、ICS 27.120J17. 220. 99 F 82 备案号：1950-1998E.J 中华人民共和国核行业标准EJ/T 1065-1998 核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽设计准则The grounding and shielding design criterion for instrumentation and control equipment in nuclear power plant 06053100016 1998-03-25发布1998-09-01实施中国核工业总公司发布EJ IT 1065 1998 目次前言.皿1 范围.2 定义.3 技术要求.4 典型回路的接地和屏蔽实
2、例.附录A提示的附录）电气噪声.23 附录B提示的附录）接地环路的预防.30 EJ /T 1065-1998 古口品剧本标准非等效果用美国国家原子能委员会反应堆发展和技术处的标准RDTCl-IT 0973）仪表和控制设备的接地和屏蔽实施方法。本标准在制定时采用了RDTCl -1T0973）中的基本内容，并针对我国国情和最近二十多年发展的新技术，修改和补充了部分内容：a）吸收了RDTCl-1T1973）中关于仪表和控制设备的接地应符合“一点接地”和“树型连接”的基本原则；b）吸收了RDTCl-1T0973）中关于仪表和控制设备的仪表接地主母线、电厂接地系统、双绞和屏蔽电缆的选用及敷设和机柜及控制
3、盘内接地母线等物项的具体实施方法；c）补充了用两头曲率半径不等的椭圆型铜板来制作机柜或控制盘内保护接地和信号接地母线的制作方法；d）引用的接地母线截面积数据均采用了与RDTCl 1TC1973）中所用的数据最接近的国内标准规格产品的数据。本标准编写规则符合GB/T1. 1 1993的要求。本标准的附录A和附录B都是提示的附录。本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出并归口。本标准由上海核工程研究设计院负责起草。本标准主要起草人z徐伟明、陆曙东。本标准委托全国核仪器仪表标准化技术委员会负责解释。皿中华人民共和国核行业标准核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽设计准则EJ /T 1065-1998 T
4、he grounding and shielding design criterion for instrumentation and control equipment in nuclear power plant 1 范围本标准规定了核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽要求，给出了一些接地和屏蔽的实施方法。应用这些方法可确保在仪表和控制设备回路中进行有效的噪声抑制。本标准还对仪表和控制设备的电缆敷设提出了要求。本标准适用于核电厂仪表和控制设备接地的设计、审查、维护和运行。2 定义本标准采用下列定义。2.1 电气噪声electrical noise 出现在仪表和控制设备的电路或元件中的非有效信号
5、，即本底值。2.2 串模噪声normal mode noise 出现在两根信号线之间的噪声电压，与有效信号成串联状态（横向）。2.3 共模噪声common mode noise 相等地出现在每根信号线与公共参考点之间的噪声电压，公共参考点一般为系统接地点或公共点（纵向）。2.4 低电平信号low level signal 满输出值小于或等于lOOmV的信号。2.5 中电平信号medium level signal 满输出值大于lOOmV但不大于30V的信号。2.6 高电平信号high level signal 满输出值超过30V的信号2.7 数字信号digital signals 数字信号一般
6、可分为三种类型：a）数码信号：由数字计算机、模数转换器或其他数字传输终端输出的编码信息信号；b）开关信号z由报警继电器、过程开关和仪表继电器等引起的触点闭合或断开信号，包中国穰工业总公司1998”。13-25批准1998-09-01实施1 EJ IT 1065 -1998 括125VDC高电平信号；c）脉冲信号：由放射性监测仪表或电度表等发出的计数脉冲信号。2.8 法拉第屏蔽faraday shield 置于隔离变压器的初、次级之间的一层静电屏蔽，它对地有一低阻扰的通路。2.9 仪表接地主母线main instrument ground bus 一根粗大的与安装支架绝缘的母线铜条，所有仪表和控
7、制系统的模拟或数字仪表的无噪声接地线最终都应接到这根母线铜条上。用一根截面积不小于95mm2的带绝缘外套的铜芯电缆通过母线铜条上一点将仪表接地主母线与电厂地下接地网络相连。在仪表接地主母线与电缆连接器之间要安装一个可拆卸的连接片以便在接地系统试验中使用。2.10 电厂接地系统plant ground system 该系统包括厂房内的钢结构、电厂的地下接地网络、厂内所有电源设备、开关设备、外壳、机架和控制盘的保护接地线，该系统应与现场水井、化学接地井或河流等相连接。2.11 无噪声接地noiseless grounding 仪表和控制设备的信号零线或公共参考点的接地，无噪卢接地在连到电厂地下接地
8、网络以前应与控制盘外壳和电厂接地系统绝缘，以防止来自大地的电气干扰。2. 12 保护接地protection grounding 在电气设备发生故障时，为防止对人电击而进行的接地。2. 13 一点接地grounging at one point 只能通过一点把任仪表和控制设备的信号零线或公共参考点与仪表接地主母线相连。2. 14 树型连接treeing connection 在把多台仪表和控制设备或多个仪表和控制系统的信号零线或公共参考点接到仪表接地主母线上去时，应按树权形的方式进行连接，即把仪表接地主母线作为树干，把不同的仪表和控制系统分别放在树的主权上，把每个系统内各自的仪表和控制设备放在
9、主权的分权上。在这种连接方式中不存在封闭的接地环路，因此可把地线中的噪声降至最小。为了确保树型连接的实现，仪表和控制设备的信号零线或公共参考点必须与机架绝缘，接地电缆必须有绝缘外套。3 技术要求3. 1 屏蔽的绞合要求3. 1. 1 一般要求a）所有模拟信号回路的导线均应绞合和屏蔽，以便将静电噪声降至最低；b）所有传输低电平信号的电缆均应为绞合屏蔽电缆，以便将串模噪声降至最低；c）对于传输特别低电平信号的电缆或在要求最大噪声抑制场合使用的电缆，应具有双层屏蔽，现层屏蔽的外层屏蔽应接到就地仪表接地母线上，内层屏蔽则应与仪表放大器的屏蔽外壳相连Fd）对于传输中、高电平信号的电缆也应带屏蔽，以防将其
10、信号祸合到附近的其他中、低2 EJ /T 1065 - 1998 电平的信号中去；e）所有模拟信号的传输均应至少有两根导线，不允许几个信号共用一根公共零线；f)进出多路传输系统信号回路的导线一般情况下应绞合和屏蔽；在接点间距离较近且接收电路允许时，可选用单独的屏蔽绞合对组成的带有整体屏蔽的多芯电缆，如图1所示；g）电缆屏蔽层在电气上应连续，当两根屏蔽电缆在一个接线盒的端子板上进行连接时，应在端子板的邻近点上把屏蔽层连起来，为了防止屏蔽层的多点接地，每根电缆的屏蔽层均应有适合于电缆使用环境的绝缘外套包覆；h）电缆屏蔽层在通过安全壳的电气贯穿件时除了应把安全壳内外的屏蔽层连起来以外，当该电缆屏蔽层
11、在贯穿件以外的其他地方存在接地点时则在贯穿件处不应接地；i）当制造厂对仪表和控制设备的屏蔽电缆的长度或敷设方式有特殊要求时，还应遵循制造厂的要求。3. 1. 2 屏蔽材料仪表和控制设备电缆的屏蔽材料可用带有铜引出线的敷铜或其他等效材料的聚醋辞膜。必须使用金属托架、线槽、电气金属管或硬质金属管作为仪表和控制设备电缆的支撑和屏蔽。3. 1. 3 计算机连接电缆计算机输入输出电缆的屏蔽和绞合要求除了应符合本标准的规定外还应符合计算机制造厂的有关规定。3. 2 仪表和控制设备的接地要求3. 2. 1 接地系统核电厂的仪表和控制设备的接地应设计成使信号电缆中的噪声见附录A提示的附录）最小，并在配电系统的
12、电路与机箱或机架之间因故障而发生电击时能对工作人员进行保护。仪表和控制设备的接地可分为保护接地和无噪声接地两类。保护接地用于对工作人员的人身安全保护，无噪声接地则用于使信号电缆中的噪声变得最小。仪表和控制设备的保护接地可通过与电厂接地系统的连接来实现。仪表和控制设备的无噪声接地可分为模拟信号接地和数字信号接地两种，都应遵循一点接地和树型连接的原则。3. 2.2 一般要求仪表和控制设备接地的一般要求为：a）数字型触点信号不得在电摞以外的任一点接地；b）所有的屏蔽均应接地zc）所有的屏蔽均应在信号回路接地的同一点上接地井只能在这一点上接地4们对于安装接地型或非接地型热电偶的热井的屏蔽，应在井口与电
13、厂接地系统相连，而不应与无噪声接地线相连；e）由一个电源和一个或多个电阻温度探测器RTD）组成的电阻温度探测系统只能一EJ /T 1065-1998 点接地，电缆的屏蔽层应直延伸到探测器处，但不应在探测器处接地或与其相连串。在公用电源的情况下（如一组毫安变送器，应把信号导线对的低电平端与屏蔽层一起在电惊处接地Eg）除非在电阻温度探测器电路中使用了齐纳二极管或其他器件防止出现危险的过电压，否则嵌装在变压器线圈或转动机械中的电阻温度探测器应在各自设备的框架上接地。对于每一个变压器线圈或转动机械装置的电阻温度探测器均需提供独立的不接地电源：h）在安全和仪表性能有特殊要求的场合，信号可以浮空。3. 2
14、.3 控制盘内的接地母线仪表和控制设备一般都安置在落地安装的控制盘内。控制盘内应设置接地母线供仪表和控制设备接地用。接地母线有三种za）保护接地母线；b）模拟信号接地母线；c）数字倍号接地母线。任何控制盘都应设置保护接地母线。模拟信号接地母线和数字信号接地母线应视控制盘内仪表和控制设备的具体要求进行设置。图2是推荐使用的接地方案。所有信号回路都应与控制盘的机架实行电绝缘。所有的仪表机箱应与机架或保护接地母线坚固连接。在每个机架中垂直安装的模拟和数字信号接地母线除了单独与仪表接地主母线连接外，还应互相绝缘并与所有其他的地线绝缘。在电厂正常运行期间仪表接地主母线应使用一根截面积不小于95mm2的带
15、绝缘外套的铜芯电缆和一个可拆卸的连接片接到电厂地下接地网络，如图3所示。在电厂正常运行期间可拆卸的连接片应正确就位，否则会在电力系统对地短路事故中对操作人员和仪表设备造成潜在的危险。3.2.4 保护接地每个控制盘都应设置保护接地母线。保护接地母线一般应用截面积不小于25mm6mm的铜条制作。保护接地母线应纵向或横向地贯穿于控制盘内合适的地方。组成控制盘机架的所有相邻的钢结构部件都应牢固地连在一起，同时钢结构部件应与各自的保护接地母线牢固地连在一起。每个保护接地母线都应设置一个非焊接型的接线端子用于与来自电厂摆地网络的截面积不小于95mm2的裸铜接地电缆相连接，如图2所示。保护接地母线也可制成两
16、头曲率半径不等的椭圆状铜板，见图4。曲率半径小的那一头设置一个非焊接型的接线端子，用于与来自电厂地下接地网络的截面积不小于95m旷的裸铜接地电缆相连接，曲率半径大的那一头设置了一组接线夹子用于与控制盘内的仪表和控制设备的保护接地相连。3.2.S 信号接地3.2.S. 1 模拟信号接地为了使模拟信号回路能一点接地，应设置模拟信号接地母线。所有模拟信号回路均应与机架、机箱或控制盘外壳实行电绝缘。信号回路的公共点在机箱内应浮空（与机箱不连接），并引到机箱的绝缘端子或连接器上以便与模拟信号接地母线相接。4 KT /T 1065 1998 模拟信号接地母线应与控制盘的外先lj_.行电绝缘。模拟信号接地母
17、线.般应用截面积不小f25mm6mm的铜条制作并纵l;iJJ也员穿j控制盘的全高度上。与保护接地母线一样，模拟信号接地母线也可制成两头曲率半径不等的椭圆状铜板。每个模拟信号接地母线都应设置一个非焊接型的接线端子，用于与来自仪表接地主母线的截面积不小于95m旷的带绝缘外套的铜接地电缆相连接。同a仪表和控制设备系统的控制盘模拟信号接地母线应按一点接地和树型连接的原则连到一个点上（如位于某一控制盘内的公用的模拟信号接地母线上），随后再把该点与仪表接地主母线连起来。所有模拟信号接地母线之间的连接均应用截面积不小于95m旷的带绝缘外套的铜接地电缆进行。除了仪表接地主母线通过可拆卸的连接片与厂房下方的接地
18、网络连接以外，所有与仪表接地主母线相连的电缆、模拟信号接地母线及仪表和控制设备均应与电厂接地系统绝缘。3.2.5.2 数字信号接地为了使数字信号回路能一点接地，应设置数字信号接地母线。所有数字信号回路均应与机架、机箱或控制盘外壳实行电绝缘。信号回路的公共点在机箱内用浮雪（与机箱不连接），并引到机箱的绝缘端子或连接器上以便与数字信号接地母线相接。数字信号接地母线应与控制盘的外壳实行电绝缘。数字信号接地母线一般应用截面积不小于25mm6mm的铜条制作并纵向地贯穿于控制盘的全高度七与保护接地母线FA样，数字信号接地母线也可制成两头曲率半径不寺的椭圆状艇。来自每a数字电路的接地线应独立地接到数字信号接
19、地母线上。每个数字信号接地母线都应提供a个非焊接型的接线端子用于与来自仪表接地主母线的粗大的带绝缘外套的铜接地电缆相连接。同J数字系统的控制盘的数字信号接地母线应按点接地和树型连接的原则连到一点上（如位于某控制盘内的公共数字信号接地母线上，随后再把该点与仪表接地主母线用J根粗大的绝缘铜电缆连起来。由高频信号引起的集肤效应必然会使大部分电流在薄薄的导体外层通过，这样在通路上会造成高阻扰，因此可用具有大表面积的导体来实现公共数字信号接地母线与仪表接地主母线连接。由于数字信号在电路中会产生高频脉冲，而接地线在到达公共接地点以前不能被认为是参考零电位，所以每数字系统接地t.91路应有单独的电缆接到仪哀
20、接地主旺线上去。相互强立的数字系统接地电缆应尽可能地分开以便把它们之间的电磁影响减至最小。数字系统接地电缆不应捆扎成电缆束。除了仪表接地主母线通过可拆卸的连接片与电厂的地下接地网络连接以外，所有与仪表接地主母线相连的电缆、数字信号接地母线及仪表和控制设备均应与电厂接地系统绝缘。3.2.6仪表电源的隔离如果仪表和控制设备的电源不具有隔离特性，则控制盘应设置带有隔离特性的电源以防止在电源接地点和无噪声接地点之间形成接地环路。在电源隔离变压器的初级和次级之间应使用法拉第屏蔽网来防止输电线上的静电噪声进入仪表和控制设备。隔离变压器的外EJ/T 1065 1998 壳和法拉第屏蔽网应与电厂接地系统相连。
21、3.2.7 多路传输系统的接地多路传输系统的整体性能在很大程度上取决于系统的接地和信号电缆的安装对噪声的相对抑制能力。要实施系统的正确接地和信号电缆的正确安装除了应遵循本标准其他章条有关要求和计算机制造厂的安装要求外还应遵循下述原则：a）所有机柜应与厂房内的钢结构实行电绝缘，在机柜下可铺设乙烯树脂型地坪（或同类材料以便进行电气隔离和防止水泥灰尘zb）每个机柜的框架均应连到柜内的保护接地母线上，该接地母线则应由一根裸铜电缆连到电厂接地系统；c）主计算机接地母线应用截面积不小于95mm2的带绝缘外套的铜接地电缆连到仪表接地主母线上。电缆的长度应尽可能短。为了对电缆进行实体保护并把它与其他电缆平行铺
22、设的路程减至最小，应用一根独立的50mm管道作为该接地电缆的穿管，见图7。3.2.8接地例子为了进一步理解仪表和控制设备的接地要求，举两个例子来加以说明。图5和图6是420mA信号的传输回路。图中所示为仪表和控制设备的典型通道结构在回路电摞公共点即信号回路的公共点接地。在信号变送器中可包括回路电源，变迭器同时也是个信号转换器。仪表和控制设备的电路应一点接地，包括那些需要有两根接地线的通道。3. 2.8. 1 需要一根接地线的通道不要求检测元件在就地接地或物理量（如压力）直接驱动变送器的情况下，变迭器输出回路（电流回路）只需要一根接地钱。这根地线应接到回路电掘的公用端即回路信号公用线端（也就是变
23、送器公用输出端）。图5表示一个使用一根接地线的仪表和控制设备的典型通道。3. 2. 8. 2 需要两根接地线的通道在接地的热电偶通道中要求传感器与设备相连，因此变送器或中间设备在输入和输出的电路之间需要很好的电绝缘。每个通道应作为两个独立的电路来处理，每个回路一点接地防止电流流过两个接地点之间的信号线。图6表示使用两根接地线的仪表和控制设备的典型通道。3. 3 电缆敷设3. 3.1 分类敷设要求a）仪表和控制设备的信号电缆应使用油立的电缆托架或铜管进行敷设，模拟信号和数字信号电缆应分开敷设；b）数字脉冲型的信号电缆应敷设在没有任何其他类型电缆的独立的电缆托架、线槽或管道内；c）安全级OE级）系
24、统的电锁反敷设在独立的电缆托架、线槽或管道内，冗余通道自ftl, 缆应在各自的电缆托架、线槽或管m内触设；d）仪表和控制设备的信号和l控制电缆的敷设应避开电动机、发电机、射频设备、电弧或6 EJ /T 1065 - 1998 工业电；即设备等强电磁场区域；e）两个导体之间的电容直接正比于导体相互邻近敷设的路程而反比于它们之间的距离。在仪表和控制设备的信号电缆的敷设路程中应与动力和控制电缆保持一定的距离以降低来自动力和控制电缆的电气唤声表1给出了信号电缆与动力或控制电缆之间的最小空间距离但不适用于散设在管道内的电缆。3. 3. 2 电缆托架和管道a）为了提供最大限度的实体保护，信号电缆托架应为钢
25、制的，并应有好的接地连续性，电缆托架形式可为托盘或梯形，应使用钢盖，盖子应用带子、夹子或其他紧回件固定；t】）信号电缆托架应在多层电缆托架的最低层；c）对于露天的信号电缆敷设管道，在管道与托架的连接处应进行密封以防潮气进入管道。表1信号电缆和动力或控制电缆之间的最小距离动力或控制电缆额定值电压I V I 120 240 480 2400 4160 4160 电流A 10 100 600 1200 1200 1200 3.4仪表和控制系统的浮空性能试验信号电缆和动力或控制电缆之间的最小允许距离口lffi305 458 915（当使用屏蔽电缆时）1220（当无屏蔽时）对于已经安装完毕的仪表和控制系
26、统，在进行调试以前应对系统的浮空性能进行试验，以确保系统无噪声接地的正确连接。对于每个仪表和控制系统可接下述步骤分别进行试验（见图的，断开该系统与仪表接地主母线之间的连接，在系统的无噪声接地和仪表接地主母线之间进行阻抗测试，当电阻值超过lOMD时为合格。如果电阻值小于lOMD，则可按下述步骤进行检查：a）电阻测试表保持在系统的无噪声接地和仪表接地主母线之间，分别由近及远依次断开系统中各设备的无噪声接地电缆，观察电阻测试表看其电阻值是否改变到大于lOMD，直到找出有接地的故障回路；b）找出有接地故障回路的控制盘后，应对该盘进行全面的检查并对所有的接地错误进行修正；c）断开任一接地线时都应注意安全
27、，因为在发生某些接地故障的情况下，独立的接地系统之间会出现危险的电压，试验期间应认为接地导体均带电。4 典型回路的接地和屏蔽实例4. 1 热电偶7 EJ/T 1065-1998 对于不同的现场条件可选用不同类型的热电偶。不接地的热电偶可用于测量平均温度和对地绝缘的轴承温度等。通常，应选用接地型热电偶，因为它的噪声抑制能力最强。对于接地型热电偶，引线的屏蔽层应与热电偶现场信号回路终端的低电平端相连，如图1所示。对于非接地型热电偶，引线的屏蔽层应与热电偶现场终端的保护接地线相连，如图9所示。热电偶的引线应与其材料相匹配，引线的极性在热电偶回路的整个敷设路程中都应清楚标识。引线应成对绞合并具有带绝缘
28、外套的屏蔽层，屏蔽层应在热电偶井或尽可能接近热电偶的地方接地，如图6所示。使用多芯电缆作引出线时，每对绞合导线应分别屏蔽，电缆还应整体屏蔽，如图1所示。所有热电偶的屏蔽层均应在热电偶井处接地，以便在某些非接地型热电偶或屏蔽层在现场发生意外接地时把共模干扰降至最小。4. 2 电阻温度探测器电阻温度探测器的接地应直接与电源的公共端相接，如图10所示。若有一个特定的电阻温度探测器必须在就地接地，那么电源和使用该电源的其他电阻温度探测器如果要接地则应在这一点接地。若就地接地的电阻温度探测器的数目多于一个，一般应使用独立的电源。当接地的一组电阻温度探测器非常接近时（如电动机或发电机绕组中的电阻温度探测器
29、，可使用同一个公用电源，如图11所示。对于嵌入旋转机械绕组中的电阻温度探测器，也需要使用电阻温度探测器的电摞组和变换器组（调频遥测技术或旋转变换系统）。在所有的电阻温度探测器回路中，回路引线均应保持相等的长度以保持电桥电路的对称性并在绞合和正确接地时能抵消串模噪声。带屏蔽的三芯绞合电缆可用于三线电阻温度探测器的全行程，也可与成对绞合的多芯整体屏蔽电缆相连接，如图11所示。四线电阻温度深测器应使用两对带独立屏蔽和整体屏蔽的电缆。4,3低电平模拟信号传输低电平模拟信号应用成对绞合的屏蔽电缆，以便尽可能降低传输过程中的干扰。信号线应尽可能互相靠近地绞合而行，在通过终端接线板端子或连接器插针时也应尽可
30、能靠近，并在邻近点上把屏蔽层也连起来。对于极低信号则应用双屏蔽电缆。4.4 中电平模拟信号传输中电平模拟信号应使用成对绞合或三线绞合的带屏蔽的电缆，以便尽可能减少对同一电缆托架中其他仪表电缆的嘿声干扰。4.S 毫安信号传输50mA以下的信号应使用绞合屏蔽电缆，一般情况下电源的负端和电缆的屏蔽层应一点接地，如图12所示。4.6 数字信号数字信号不应在接收仪表以外的任一点上接地。可使用单对绞合的屏蔽电缆传输信号，当输入点很接近时也可使用带整体屏蔽的多对绞合电缆。对于一般的开关信号，电缆则应与低电平模拟信号电缆分开敷设。若在数字系统的输入8 EJ/T 1065-1998 接口处已设置了有效的50Hz
31、滤波器，则开关信号电缆可以在控制回路的电缆托架中敷设。如外部报警触点这一类的开关信号可使用绞合屏蔽电缆。对于放射性监测仪表或电度表这类计数脉冲型的输入回路，应使用独立的绞合屏蔽电缆连接每一测点，电缆应尽可能短，宜在管道中敷设。图13表示了一个数字信号输入电路的例子。4.7 特殊信号对于堆芯中子测量和放射性监测等微电流仪表，应使用制造厂规定的电缆并与其他模拟量信号电缆分开敷设，宜穿管敷设。9 EJ/T 1065-1998 多芯导体补偿电缆LJ I I 寸，一m,I I 11/J/ I I 11111111 / | /Ill/Ill 一L _ _j/UJIJL一一一一一( l I I 单独绞合屏蔽
32、补偿电缆( ) A ( ) ( A ( l | | I I 一L一一一一一一一一一(| + 二蔽二一）哪一一刷一-1Lj- 一！L(十与热电偶接地点接近的接地线单独的热电偶使用多芯补偿电缆图110 阴时，严。冉矶山田i国喝喝绝缘电缆ll数字信号绝缘接地母线来自其他数）字信号的绝缘接地母线数字设备机架盯阳气接一备一设一铜裸1)所有信号回路应与机架绝缘，因路的公共零线应汇集到输一入或编出连接器上，这样在需要时就可连接到仪表接地母线上去。12）数字设备机柜接地的详情见图7.绝缘电缆来自其他模拟信（号的绝缘接地母线仪表和控制系统的接地连接图2d如“模拟仪表接地数字仪表接地可拆卸的连接Jt12 EJ/T
33、 1065 - 1998 仪表接地主母线图3点接地系统机架和控制盘设备接地塑塑皇些水井或化学接地EJ /T 1065 -1998 与控制盘内的仪表和控制设备相连的一组接线夹子0 0 0 0 0 0 0 椭圆板形接地母线000 0 图4椭圆板形接地母线与控制盘外的接地电撞相连的非焊接型接线端子13 ￥ 华( l A ( l 记录仪i一l Jv l ) -C? 一吃l一)一卜1l -0 + 变送楞+ 直流电源220V AC 回时Meha严唱唱一一。一一一报警椿一-0一一一ll ) v l ) ( l A ( l 一-0飞电源和信号公用线控制器-0-i-l一一一二7-)一厂！/i l一接线端子板单根
34、接地线的典型仪表通道图5指示捞r ) / r ) Ll J v l J 输入和输出回路必须实行电隔离电流回路r 1 f( 1 LJ v l J 温度变送辘T，到I(-1 ,A ( 1 阴时，Fehmmm丐嗡报警器屏蔽层与井口终端的负端相连在井中接保护接地r i / r 1 - 控制器多路传感樱接线端子板两根接地线的典型仪表通道图6. E刀来自多路信号传输器的多芯信号电缆EJ/T 1065-1998 与计算机柜绝缘的主计算机事地母线最小截面为95mm2的绝缘铜电缆保护接地母线主气与机柜绝缘的时半LL、与电厂接地系统绝缘的仪表接地主母线与电厂钢结构绝缘的计算机机柜裸铜接地电现可拆卸的连接片电厂地下
35、接地网络水井或化学接地f ”- - 图7计算机系统的接地16 EJ/T 1065 - 1998 模拟量系统JJJJ 步骤l一一一一一一州2举例说明如何找出4号模拟盘中发生接地故障的步骤g i气气步骤1：断开数字量系统接地电缆与仪表接地主母线| t_L_一的连接检查数字量系统没有发现短路J 仪表接地主母线C二号ii 步骤2：断开模拟量系统接地电缆与仪表接地主母线L一主一的连接，检查模拟量系统，发现有短路存在可拆卸连接器v可、步骤3：依次断开模拟量系统各控制盘的接地电一一一一一镜，检查各控制盘，发现4号盘有短路。广一气yI 川步骤4：检查4号盘的接地情况，直至找出有一一一一一一问题的接地回路，修复
36、后短路消失水井或化学接地图8接地故障检查试验17 EJ /T 1065 -1998 至接地回路如有要求1l/lJ/ 入输号信、4飞JIJ4E 至记录仪. . ( I ( ! !/ ! r丫j( ) ,0 I l ! I i 0 ) v ) o ( ) A ( I 。单支I J _Jv _ 0 因9带有双绞屏蔽引出线的非接地型热电偶+ 18 EJ /T 1065 -1998 一RTD和输入引线模拟RTD 绞合三芯导线1 ( I !( I A 2 B c 屏蔽层应尽可能延伸到靠近RTD处图10现场非接地型的RTD计算机RTD 电源+ 模拟量输入到滤波糖和多路倍号传输糯19 N 0 吨J可用三芯绞合
37、电缆也可用成对绞合多芯电缆 、二一八（l ，fTLl1电动机RTD接地母线电动机端子板( ) A ( ) 3线RTD不接地RTD电源和电桥电路、气! I ! ; _ l j ;J l j 回时FeAG号叫W，畸、. -一) v ) - C- ( ）户、（) 3线RTD飞）v l - ) 电动机定子的RTD图11一一一一( l A ( l （） 八广1阴时户。趴回M嗡嗡数字数据系统飞JV飞）电路连接端子板变送器正极母线（） A( ) 接地母线控制室指示仪负极母线l ) v飞）厂一 I 6 + 叮电源和端子柜毫安信号图12E、2- EJ/T 1065一1998多路信号传输器机柜可以是绞合的但不是必
38、要的广一一一一一（外部报警触点|i! 一二一一一一kW-h计-0 多路信号传输器接地母线图13数字输入信号22 Al 电气噪声源最常见的噪声源有2a）电源线；b）电动机启动装置；c）断路器；d）变压器ze）电磁阀；f)逆变装置；g）发电机；h）蓄电池充电装置；i）整流器（包括硅晶闸管hj）调节装置；k）整流机械装置；I)焊接设备；m）继电器；11）射频设备。EJr1065 -1998 附录A（提示的附录）电气噪声这些源能连续地或间断地产生噪声。间断噪声可由负载的瞬态变化引起，如系统的损坏或电动机的启动或停止等。A2 电气噪声的类型对仪表和控制设备有影响的噪声按电磁特性可分为静电噪声和磁噪声两种
39、基本类型。静电噪声可由电源的辐射电场通过电容搞合到仪表回路。减少静电噪声的最有效的方法是把回路置于屏蔽之内，屏蔽在电气上必须连续，具有100%的覆盖率并接地。磁噪声有时是电睹噪声。导体中流过变化的电流时产生的变化磁场向周围辐射，当该电磁场穿过仪表回路导体的空间时，在回路中会产生感应电流，该电流构成了噪声并叠加到回路信号上。绞合导线在导线相邻部分产生的噪声会互相抵消。这是减弱这类噪声的最经济和最有效的方法。另外还可在导线周围设置各种防电磁辐射的屏蔽材料以减弱入射的电磁场强度。电气噪声按其与有效信号的连接方式可分为串模噪声（横向）和共模噪声（纵向两种类型。串模噪声出现在两根信号导线之间与有效信号成
40、串联状态，它直接迭加到有效信号上，成为影响仪表和控制设备正常工作的最直接的原因。23 EJ/T 1065 1998 共模噪声则是相等地出现在每根信号线与公共参考点之间的噪声电压在一定的条件下它将转化为串模噪声，从而构成对仪表和控制设备正常工作的威胁。A3 电气噪声对信号回路的影响A3.1 接地环路的桐合影响最大的共模噪声是由电源系统的两个分离的接地点引起的接地环路对信号回路的搞合造成的。由于在电源系统不同接地点和接地点之间土壤的电阻率各不相同，使得厂内不同接地点上的电位不一样。通常这些接地点之间电位差的频率为50Hz。当一个仪表回路接到两个分离的“接地点”后，在这两个接地点之间就会产生电流，从
41、而把共模噪声迭加到正在传输的信号上。可以认为这两个接地点之间的电位差是一个“共模噪声源”，见图Al.某些共模噪声可由电路和终端装置转换为串模噪声。如图Al所示，在回路bdef之间存在一个低阻抗回路。在acdefb之间也存在着一个回路。在第二个回路中，回路电流的一部分在变送器阻抗上产生一个电压降，该压降将作为信号电压的一部分在记录装置中出现。这一个明显的信号就是共模向串模转换的信号。这种干扰的最大危害是造成接收数据误差。使用具有高度共模抑制比的接收器可有助于控制这种类型的共模干扰。防止这种接地回路引起的噪声的最佳途径是回路一点接地。如果在一个仪表通道中不可避免地要使用两个接地点，例如接地的热电偶
42、通道，则应在变送器的输入和输出电路之间实行电隔离使接地回路断开。为了避免产生接地环路电流，电缆屏蔽层也应一点接地，接地点应正确选择。如果不采取这些措施，屏蔽本身就可能把噪声引入到被屏蔽的信号回路中去。在许多场合下使用的热电偶都是接地型的。这些热电偶与它们的安装井在实体上和电气上都是相连的。这样在热电偶回路的屏蔽层与热电偶之间就有一个电位差，干扰信号就会进入热电偶的信号回路中去。如果使热电偶的屏蔽层接地点尽可能地靠近热电偶的接地点，就会有利于消除这种共模干扰。多个热电偶共用的电缆中每对芯线必须带有单独绝缘的屏蔽层，以便使各屏蔽层的电位与对应的热电偶的电位一致。A3. 2 静电或电容桐合这是仪表和
43、控制系统中最难处理的干扰源之一。靠近敷设的两条电源线和仪表控制信号线之间的电容藕合是这种噪声的最常见的原因。因为在电源线和每根信号线之间的电容精合程度在理论上是相等的，所以在每根信号线上都将引入噪声电压（50Hz），该噪声信号将以共模电压的型式出现在仪表输入端上。引入的噪声信号大小与电容精合程度和负载阻抗大小有关。图A2(a）是一个带有电源线的典型仪表团路（电流转换器h该电源线通过电容精合Cl和C2把噪声引入电路。C3是仪表输入回路和机箱接地线之间的杂散电容。只有每根导线对地的泄漏阻抗精确相等并且两根信号线的阻抗也相等，在仪表接线端子上才不会产生串模电压，也就不会有噪声信号24 EJ/T 10
44、65二1998被仪表传输或放大。不过这种情况下不会发生，总有一部分共模电压被转化为串模电压并在仪表中与正常的信号电压一起传输。引入的噪声信号大小与电容精合程度和负载阻抗的大小有关。图AZCb）表示一个线干扰惊呼口电源线）与仪表回路正端信号线进行电容精合的情况。图A2(c）表示用阻抗来代替杂散电容的等效电路。等效电路中的网络是一个电压分配器，信号线上的噪声电压可由下式计算：0. 5R，十Z,Ein=E d (Al) Z1 +o. 5R1Z3 式中：Ein在信号导线中被引入的噪声电压；E，一噪声源电压PR1 仪表输入阻抗；Z1噪声源与信号线之间的电容性阻抗：z3 仪表输入电路与机箱接地线之间的电容
45、性阻抗。从公式（Al)可以得到：a）被引入的感应电压正比于噪声惊电压；b）从一个给定源引入的噪声信号大小与相应的捐合程度和负载阻抗大小有关，也就是当Z1相对于其他两项变小或R1或z3变大，则引入的电压也变大。不管引入的共模电压多大，只有转换成串模电压的那一部分电压才会在仪表输出端出现被引入的共模电压与转换成串模电压的那一部分之比定义为共模抑制比CMR,CMR可用于仪表抗干扰性能的度量，并按下列公式计算（参见图A3):穷，Z2Enm=Ec卜一一一一一一一） CAZ) m R1+Z1 Rz十Z2F丁二(R，十Z,)(R.十Z2)R旦1 1 . CA3) Enm Z1R2 Z2R1 式中：Enm转换
46、后的串模电压zE,m 引入的共模电压；R1,R2一仪表导线电阻；Z1、Z2一仪表导线对地的阻扰。公式CA3）分母趋向零时，CMR会变大。因为要使札凡是不现实的，所以假设Z=Z1二Z2，则有：R1R2十RzZ+R1Z+Z2CMR = CA4) 因为：z2R1R2+R1Z+R2Z所以有：ZCR2-R1) CMR一.他们Rz-R1 由此可见，漏阻抗越大，导线的不平衡越小，CMR就越大。获得高的漏阻抗的最现实的方法是使用具有屏蔽覆盖率为100%的仪表屏蔽电缆和具有高CMR比率的仪表。为了有效25 地降低静电噪声，屏蔽层必须接地。A3. 3 电磁感应桐合EJr1065 1998 为了使电磁感应藕合降至最
47、低，仪表和控制电缆不应敷设在强电破场区域，如电动机、发电机、高频辐射设备或电弧和电感性的电焊设备所在区域。电磁榈合引入的电压在每条信号线中是串模噪声且正比于噪声惊电流。把信号导线绞合起来是减弱或消除电磁搞合串模睐声的最有效的方法。将信号线交叉换位可使每条导线都处于同等的电磁场中，从而使每条导线中引入的电压相等，因此每条导线对地会有相等的共模电压。这时假设回路是对称的那么感应电压在导线端子处将相互抵消。一对绞合导线不会使感应电压减少而是使每根导线上的感应电压相等。减少电磁感应电压的另一有效方法是使用高导磁率的铁磁屏蔽体但费用高。钢管道也能提供部分磁屏蔽，但因为导磁率较低而限制了它的应用。A3. 4 通过漏电回路的直接搁合仪表和控制回路中常见的噪声引入途径是通过漏电回路的直接搞合。喋声、源和信号回路之间的绝缘不良或因潮温等原因在端子板上形成的世漏电阻往往引起泄漏电流。确保仪表和控制导线的绝缘能适合外界的环境，同时防
