Заземление приборов кип требования
Обновлено: 02.05.2024
Земля в АСУ ТП
Сегодня поговорим о заземлении в АСУ ТП и промышленных системах, основными целями которой являются защита обслуживающего персонала и стабильной работы РСУ. Многие недопонимают тему заземления в промышленных системах, а ее неправильное подключение ведет к плохим последствиям, авариям и даже дорогостоящим простоям из-за нарушения и поломки оборудования. Помехи являются случайной величиной, детектировать которых очень сложно без спец аппаратуры.
Источники помех на шине Земля
Все помехи, воздействующие на кабели, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и металлические шкафы автоматики, в большинстве случаев протекают и по заземляющим проводникам, создавая паразитное электромагнитное поле вокруг них и падение напряжения помехи на проводниках.
Источниками и причинами помех могут быть молния, статическое электричество, электромагнитное излучение, "шумящее" оборудование, сеть питания 220 В с частотой 50 Гц, переключаемые сетевые нагрузки, трибоэлектричество, гальванические пары, термоэлектрический эффект, электролитические процессы, движение проводника в магнитном поле и др. В промышленности встречается много помех, связанных с неисправностями или применением не сертифицированной аппаратуры. В России уровень помех регулируются нормативами - ГОСТ Р 51318.14.1, ГОСТ Р 51318.14.2, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3, ГОСТ Р 51317.4.2, ГОСТ 51317.4.4, ГОСТ Р 51317.4.11, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 50648. На этапе проектирования промышленного оборудования, чтобы снизить уровень помех, применяют маломощную элементную базу с минимальным быстродействием и стараются уменьшить длину проводников и экранирование.
Основные определения по теме "Общее заземление"
Защитное заземление - соединение проводящих частей оборудования с грунтом Земли через заземляющее устройство с целью защиты человека от поражения током.
Заземляющее устройство - совокупность заземлителя (то есть проводника, соприкасающегося с землёй) и заземляющих проводников.
Общий провод - проводник в системе, относительно которого отсчитываются потенциалы, например, общий провод БП и прибора.
Сигнальное заземление - соединение с землёй общего провода цепей передачи сигнала.
Сигнальная земля делится на цифровую землю и аналоговую. Сигнальную аналоговую землю иногда делят на землю аналоговых входов и землю аналоговых выходов.
Силовая земля - общий провод в системе, соединённый с защитной землей, по которому протекает большой ток.
Глухозаземлённая нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая к заземлителю непосредственно или через малое сопротивление.
Нулевой провод - провод, соединённый с глухозаземлённой нейтралью.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству.
Зануление - соединение оборудования с глухозаземлённой нейтралью трансформатора или генератора в сетях трёхфазного тока или с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока.
Заземление АСУ ТП принято подразделять на:
- Защитноое заземление.
- Рабочеее заземление, или функциональное FE.
Цели заземления
Защитное заземление нужно для защиты людей от поражения электрическим током для оборудования с напряжением питания от 42 В переменного или от 110 В постоянного тока, за исключением взрывоопасных зон. Но в тоже время защитное заземление часто приводит к увеличению уровня помех в АСУ ТП.
Электрические сети с изолированной нейтралью используются для избежания перерывов питания потребителя при единственном повреждении изоляции, поскольку при пробое изоляции на землю в сетях с глухозаземлённой нейтралью срабатывает защита и питание сети прекращается.
Сигнальная земля служит для упрощения электрической схемы и удешевления устройств и систем промышленной автоматизации.
В зависимости от целей применения сигнальные земли можно разделить на базовые и экранные. Базовая земля используется для отсчёта и передачи сигнала в электронной цепи, а экранная земля используется для заземления экранов. Экранная земля используется для заземления экранов кабелей, экранирующих перегородок, корпусов приборов, а также для снятия статических зарядов с трущихся частей транспортёрных лент, ремней электроприводов.
Виды заземлений
Одним из путей ослабления вредного влияния цепей заземления на системы автоматизации является раздельное выполнение систем заземлений для устройств, имеющих разную чувствительность к помехам или являющихся источниками помех разной мощности. Раздельное исполнение заземляющих проводников позволяет выполнить их соединение с защитной землёй в одной точке. При этом разные системы земель представляют собой лучи звезды, центром которой является контакт к шине защитного заземления здания. Благодаря такой топологии помехи "грязной" земли не протекают по проводникам "чистой" земли. Таким образом, несмотря на то что системы заземления разделены и имеют разные названия, в конечном счёте все они соединены с Землёй через систему защитного заземления. Исключение составляет только "плавающая" земля.
Силовое заземление
В системах автоматизации могут использоваться электромагнитные реле, микромощные серводвигатели, электромагнитные клапаны и другие устройства, ток потребления которых существенно превышает ток потребления модулей ввода/вывода и контроллеров. Цепи питания таких устройств выполняют отдельной парой свитых проводов (для уменьшения излучаемых помех), один из которых соединяется с шиной защитного заземления. Общий провод такой системы (обычно провод, подключённый к отрицательному выводу источника питания) является силовой землёй.
Аналоговая и цифровая земля
Системы промышленной автоматизации являются аналого-цифровыми. Поэтому одним из источников погрешностей аналоговой части является помеха, создаваемая цифровой частью системы. Для исключения прохождения помех через цепи заземления цифровую и аналоговую землю выполняют в виде несвязанных проводников, соединённых вместе только в одной общей точке. Для этого модули ввода/вывода и промышленные контроллеры имеют отдельные выводы аналоговой земли (A.GND) и цифровой (D.GND).
"Плавающая" земля
"Плавающая" земля образуется в случае, когда общий провод небольшой части системы электрически не соединяется с шиной защитного заземления (то есть с Землёй). Типовыми примерами таких систем являются батарейные измерительные приборы, автоматика автомобиля, бортовые системы самолёта или космического корабля. Плавающая земля чаще используется в технике измерений малых сигналов и реже – в системах промышленной автоматизации.
Гальваническая развязка
Гальваническая развязка решает много проблем заземления, и её применение фактически стало стандартом в АСУ ТП. Для осуществления гальванической развязки (изоляции) необходимо выполнить подачу энергии развязывающим трансформатором и передачу сигнала в изолированную часть цепи через оптроны и трансформаторы, элементы с магнитной связью, конденсаторы или оптоволокно. В электрической цепи полностью устраняется путь, по которому возможна передача кондуктивной помехи.
В АСУТП заземление для гальванически связанных цепей сильно отличается от заземления развязанных цепей.
Заземление гальванически связанных цепей
Мы рекомендуем избегать применения гальванически связанных цепей, а если другого варианта нет, то желательно, чтобы размер этих цепей был по
возможности малым и чтобы они располагались в пределах одного шкафа.
Пример неправильного заземления источника и приёмника стандартного сигнала 0…5 В
Здесь допущены следующие ошибки:
- ток мощной нагрузки (двигателя постоянного тока) протекает по той же шине заземления, что и сигнал, создавая падение напряжения земли;
- использовано однополярное включение приёмника сигнала, а не дифференциальное;
- использован модуль ввода без гальванической развязки цифровой и аналоговой частей, поэтому ток питания цифровой части, содержащий помеху, протекает через вывод AGND и создаёт дополнительное падение напряжения помехи на сопротивлении R1
Перечисленные ошибки приводят к тому, что напряжение на входе приёмника Vвх равно сумме напряжения сигала Vвых и напряжения помехи VЗемли= R1· (Iпит + IМ)
Для устранения этого недостатка в качестве проводника заземления можно использовать медную шину большого сечения, однако лучше выполнить заземление так, как показано ниже.
- все цепи заземления соединить в одной точке (при этом ток помехи IМ уже не протекает через сопротивление R1);
- проводник заземления приёмника сигнала присоединить к той же общей точке (при этом ток Iпит уже не протекает через сопротивление R1, а
падение напряжения на сопротивлении проводника R2 не складывается с выходным напряжением источника сигнала Vвых)
Пример правильного заземления источника и приёмника стандартного сигнала 0…5 В
Общим правилом ослабления связи через общий провод заземления является деление земель на аналоговую, цифровую, силовую и защитную с последующим их соединением только в одной точке.
При разделении заземлений гальванически связанных цепей используется общий принцип: цепи заземления с большим уровнем шума должны выполняться отдельно от цепей с малым уровнем шума, а соединяться они должны только в одной общей точке. Точек заземления может быть несколько, если топология такой цепи не приводит к появлению участков «грязной» земли в контуре, включающем источник и приёмник сигнала, а также если в цепи заземления не образуются замкнутые контуры, принимающие электромагнитные помехи.
Заземление гальванически развязанных цепей
Радикальным решением описанных проблем является применение гальванической изоляции с раздельным заземлением цифровой, аналоговой и силовой частей системы.
Силовая часть обычно заземляется через шину защитного заземления. Применение гальванической изоляции позволяет разделить аналоговую и цифровую землю, а это, в свою очередь, исключает протекание по аналоговой земле токов помехи от силовой и цифровой земли. Аналоговая земля может быть соединена с защитным заземлением через сопротивление RAGND.
Заземление экранов сигнальных кабелей в АСУ ТП
Пример неправильного (с двух сторон) заземления экрана кабеля на низких частотах, если частота помехи не превышает 1 МГц, то кабель надо заземлять с одной стороны, в противном случае образуется замкнутый контур, который будет работать как антенна.
Пример неправильного (со стороны приёмника сигнала) заземления экрана кабеля. Оплётку кабеля надо заземлять со стороны источника сигнала. Если заземление сделать со стороны приёмника, то ток помехи будет протекать через ёмкость между жилами кабеля, создавая на ней и, следовательно, между дифференциальными входами напряжение помехи.
Поэтому заземлять оплётку надо со стороны источника сигнала, в этом случае путь для прохождения тока помехи отсутствует.
Правильное заземление экрана (дополнительное заземление справа используется для случая высокочастотного сигнала). Если источник сигнала не заземлён (например, термопара), то заземлять экран можно с любой стороны, так как в этом случае замкнутый контур для тока помехи не образуется.
На частотах более 1 МГц увеличивается индуктивное сопротивление экрана, и токи ёмкостной наводки создают на нём большое падение напряжения, которое может передаваться на внутренние жилы через ёмкость между оплёткой и жилами. Кроме того, при длине кабеля, сравнимой с длиной волны помехи (длина волны помехи на частоте 1 МГц равна 300 м, на частоте 10 МГц – 30 м), возрастает сопротивление оплётки, что резко повышает напряжение помехи на оплётке. Поэтому на высоких частотах оплётку кабеля надо заземлять не только с обеих сторон, но и в нескольких точках между ними.
Эти точки выбирают на расстоянии 1/10 длины волны помехи одна от другой. При этом по оплётке кабеля будет протекать часть тока IЗемли, передающего помеху в центральную жилу через взаимную индуктивность.
Ёмкостный ток также будет протекать по пути, показанному на рис. 21, однако высокочастотная составляющая помехи будет ослаблена. Выбор количества точек заземления кабеля зависит от разницы напряжений помехи на концах экрана, частоты помехи, требований к защите от ударов молнии или от величины токов, протекающих через экран в случае его заземления.
В качестве промежуточного варианта можно использовать второе заземление экрана через ёмкость. При этом по высокой частоте экран получается заземлённым с двух сторон, по низкой частоте – с одной. Это имеет смысл в том случае, когда частота помехи превышает 1 МГц, а длина кабеля в 10…20 раз меньше длины волны помехи, то есть когда ещё не нужно выполнять заземление в нескольких промежуточных точках.
Внутренний экран заземляют с одной стороны — со стороны источника сигнала, чтобы исключить прохождение ёмкостной помехи по пути, показанному, а внешний экран уменьшает высокочастотные наводки. Во всех случаях экран должен быть изолирован, чтобы предотвратить его случайные контакты с металлическими предметами и землёй. Для передачи сигнала на большое расстояние или при повышенных требованиях к точности измерений нужно передавать сигнал в цифровой форме или ещё лучше через оптический кабель.
Заземление экранов кабелей систем автоматизации на электрических подстанциях
На электрических подстанциях на оплётке (экране) сигнального кабеля системы автоматизации, проложенного под высоковольтными проводами на уровне земли и заземлённого с одной стороны, может наводиться напряжение величиной в сотни вольт во время коммутации тока выключателем. Поэтому с целью электробезопасности оплётку кабеля заземляют с двух сторон. Для защиты от электромагнитных полей с частотой 50 Гц экран кабеля также заземляют с обеих сторон. Это оправданно в случаях, когда известно, что электромагнитная наводка с частотой 50 Гц больше, чем наводка, вызванная протеканием выравнивающего тока через оплётку.
Заземление экранов кабелей для защиты от молнии
Для защиты от магнитного поля молнии сигнальные кабели (с заземленным экраном) АСУ ТП, проходящие по открытой местности, должны быть проложены в металлических трубах из стали, так называемого магнитного экрана. Лучше под землей, иначе заземлять каждые 3 метра. Магнитное поле слабо влияет внутри здания из ж-бетона, в отличие от других материалов.
Заземление при дифференциальных измерениях
Если источник сигнала не имеет сопротивления на землю, то при дифференциальном измерении образуется «плавающий» вход. На «плавающем» входе может наводиться статический заряд от атмосферного электричества или входного тока утечки операционного усилителя. Для отвода заряда и тока на землю потенциальные входы модулей аналогового ввода обычно содержат внутри себя резисторы сопротивлением от 1 до 20 МОм, соединяющие аналоговые входы с землёй. Однако при большом уровне помех или большом импедансе источника сигнала даже сопротивление 20 МОм может оказаться недостаточным и тогда необходимо дополнительно использовать внешние резисторы номиналом от десятков кОм до 1 МОм или конденсаторы с таким же сопротивлением на частоте помехи.
Заземление интеллектуальных датчиков
Ныне широкое распространены так называемые интеллектуальные датчики с микроконтроллером внутри для линеаризации выхода с датчика, выдающие сигнал в цифровой или аналоговой форме. Вследствие того, что цифровая часть датчика совмещена с аналоговой, при неправильном заземлении выходной сигнал имеет повышенный уровень шума. Некоторые датчики имеют ЦАП с токовым выходом и поэтому требуют подключения внешнего сопротивления нагрузки порядка 20 кОм, поэтому полезный сигнал в них получается в форме напряжения, падающего на нагрузочном резисторе при протекании выходного тока датчика.
Неправильное заземление интеллектуальных датчиков:
Напряжение на нагрузке равно:
Vнагр = Vout – Iнагр · R1+ I2· R2,
то есть оно зависит от тока I2, который включает в себя ток цифровой земли. Ток цифровой земли содержит помеху и влияет на напряжение на нагрузке. Чтобы устранить этот эффект, цепи заземления надо выполнить так, как показано ниже. Тут ток цифровой земли не идет через сопротивление R21 и не вносит шум в сигнал на нагрузке.
Правильное заземление интеллектуальных датчиков:
Заземление шкафов с аппаратурой систем автоматизации
Монтаж шкафов АСУ ТП должен учитывать всю ранее изложенную информацию. Изложенные далее примеры заземления шкафов автоматики разделены условно на правильные , дающие меньший уровень шумов, и ошибочные .
Вот пример (красным цветом выделены неправильные соединения; GND — вывод для подключения заземлённого вывода питания), в котором каждое отличие от следующего рисунка ухудшает вероятность сбоев цифровой части и повышает погрешность аналоговой. Здесь сделаны следующие «неправильные» соединения:
- заземление шкафов выполнено в разных точках, поэтому потенциалы их земель отличаются;
- шкафы соединены между собой, что создаёт замкнутый контур в цепи заземления;
- проводники аналоговой и цифровой земель в левом шкафу на большом участке идут параллельно, поэтому на аналоговой земле могут появиться индуктивные и ёмкостные наводки от цифровой земли;
- вывод GND блока питания соединён с корпусом шкафа в ближайшей точке, а не на клемме заземления, поэтому по корпусу шкафа течёт ток помехи, проникающий через трансформатор блока питания;
- используется один блок питания на два шкафа, что увеличивает длину и индуктивность проводника заземления;
- в правом шкафу выводы земли подсоединены не к клемме заземления, а непосредственно к корпусу шкафа, при этом корпус шкафа становится источником индуктивной наводки на все провода, проходящие вдоль его стен;
- в правом шкафу в среднем ряду аналоговая и цифровая земли соединены прямо на выходе блоков.
Перечисленные недостатки устранены на примере правильного заземления шкафов системы промышленной автоматизации:
Доп. плюсом разводки в этом примере было бы применение отдельного проводника заземления для наиболее чувствительных аналоговых модулей ввода. В пределах шкафа (стойки) желательно группировать аналоговые модули отдельно, цифровые – отдельно, чтобы при прокладке проводов в кабельном канале уменьшить длину участков параллельного прохождения цепей цифровой и аналоговой земель.
Заземление во взаимоудаленных системах управления
В системах управления, распределённых по некоторой территории с характерными размерами в десятки и сотни метров, нельзя использовать модули ввода без гальванической развязки. Только гальваническая развязка позволяет соединять цепи, заземлённые в точках с разными потенциалами. Наилучшим решением для передачи сигналов является оптоволокно и применение датчиков со встроенными в них АЦП и цифровым интерфейсом.
Заземление исполнительного оборудования и приводов АСУ ТП
Цепи питания двигателей с импульсным управлением, двигателей сервоприводов, исполнительных устройств с ШИМ управлением должны быть выполнены витой парой для уменьшения магнитного поля, а также экранированы для снижения электрической составляющей излучаемой помехи. Экран кабеля должен быть заземлён с одной стороны. Цепи подключения датчиков таких систем должны быть помещены в отдельный экран и по возможности пространственно отдалены от исполнительных устройств.
Заземление в промышленных сетях RS-485, Modbus
Промышленная сеть на основе интерфейса RS-485 выполняется экранированной витой парой с обязательным применением модулей гальванической развязки.
Для коротких отрезков (порядка 15 м) и при отсутствии поблизости источников шумов экран можно не использовать. На больших длинах порядка до 1,2км разница потенциалов земли в удалённых друг от друга точках может достигать нескольких десятков вольт. Чтобы предотвратить протекание по экрану тока, экран кабеля нужно заземлять только в ЛЮБОЙ одной точке. При использовании не экранированного кабеля на нём может наводиться большой статический заряд (несколько киловольт) за счёт атмосферного электричества, который способен вывести из строя элементы гальванической развязки. Для предотвращения этого эффекта изолированную часть устройства гальванической развязки следует заземлить через сопротивление, например 0,1. 1 МОм. Сопротивление, показанное штриховой линией, снижает также вероятность пробоя при повреждениях заземления или большом сопротивлении гальванической изоляции в случае применения экранированного кабеля. В сетях Ethernet с малой пропускной способностью (10 Mбит/с) заземление экрана следует выполнять только в одной точке. В Fast Ethernet (100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (1 Гбит/с) заземление экрана следует выполнять в нескольких точках.
Заземление на взрывоопасных промышленных объектах
На взрывоопасных объектах при монтаже заземления многожильным проводом не допускается применение пайки для спаивания жил между собой, поскольку вследствие хладотекучести припоя возможно ослабление мест контактного давления в винтовых зажимах.
Экран кабеля интерфейса RS-485 заземляется в одной точке вне взрывоопасной зоны. В пределах взрывоопасной зоны он должен быть защищён от случайного соприкосновения с заземлёнными проводниками. Искробезопасные цепи не должны заземляться, если этого не требуют условия работы электрооборудования (ГОСТ Р 51330.10, п6.3.5.2). И должны быть смонтированы таким образом, чтобы наводки от внешних электромагнитных полей (например, от расположенного на крыше здания радиопередатчика, от воздушных линий электропередачи или близлежащих кабелей для передачи большой мощности) не создавали опасного напряжения или тока в искробезопасных цепях. Это может быть достигнуто экранированием или удалением искробезопасных цепей от источника электромагнитной наводки.
При прокладке в общем пучке или канале кабели с искроопасными и искробезопасными цепями должны быть разделены промежуточным слоем изоляционного материала или заземлённой металлической перегородкой. Никакого разделения не требуется, если используются кабели с металлической оболочкой или экраном. Заземлённые металлические конструкции не должны иметь разрывов и плохих контактов между собой, которые могут искрить во время грозы или при коммутации мощного оборудования. На взрывоопасных промышленных объектах используются преимущественно электрические распределительные сети с изолированной нейтралью, чтобы исключить возможность появления искры при коротком замыкании фазы на землю и срабатывания предохранителей защиты при повреждении изоляции. Для защиты от статического электричества используют заземление, описанное в соответствующем разделе. Статическое электричество может быть причиной воспламенения взрывоопасной смеси.
Заземление приборов кип требования
ГОСТ Р 58344-2019
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЗАЗЕМЛИТЕЛИ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии
Grounding conductors and grounding devices for different purposes. General technical requirements for anode grounding of installations of electrochemical protection against corrosion
ОКС 01.120, 29.120
Дата введения 2019-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Ресурсосберегающие специальные технологии и системы"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 336 "Заземлители и заземляющие устройства различного назначения"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт общих технических требований разработан на основе межгосударственных и национальных стандартов Российской Федерации, отраслевых стандартов, технических условий, определяющих требования к анодным заземлениям установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии.
Настоящий стандарт не имеет международного аналога и учитывает положительный опыт эксплуатации и применения (как отечественный, так и зарубежный) современных технических решений в области анодных заземлителей систем электрохимической защиты металлических сооружений от коррозии на таких объектах, как подземный трубопроводный транспорт (магистральные нефте- и газопроводы, тепловые сети, трубопроводы бытового назначения и т.д.), а также существующие и перспективные требования по надежности, безопасности и рискам при эксплуатации объектов магистрального и промыслового трубопроводного транспорта.
Целью разработки настоящего стандарта является обеспечение безопасности и эффективности работы анодных заземлений установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на анодные заземления установок электрохимической (катодной) защиты от коррозии (далее - анодные заземления) и устанавливает общие технические требования к анодным заземлителям систем катодной защиты металлических сооружений от коррозии (далее - анодные заземлители), включая подземный трубопроводный транспорт (магистральные нефте- и газопроводы, тепловые сети, трубопроводы бытового назначения и т.д.), а также классификацию, систему образования марок, требования к конструкции, сырью, материалам, покупным изделиям, комплектности, упаковке, маркировке, требованиям безопасности, требованиям по транспортированию и хранению анодных заземлителей в составе анодных заземлений.
Настоящий стандарт не распространяется на анодные заземления установок катодной защиты судов и внутренней поверхности емкостей и резервуаров, а также на анодные заземления, применяемые в качестве временных (экспериментальных) при коррозионных обследованиях и контроле состояния изоляции подземных сооружений (например, газопроводов и др.).
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
Настоящий стандарт обязателен к применению всеми организациями, осуществляющими проектирование, изготовление, приемку, испытания, поставку и эксплуатацию анодных заземлений и заземлителей.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.602 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.044 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.007.14 Система стандартов безопасности труда. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности
ГОСТ 12.3.009 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения
ГОСТ 17.2.3.02 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями
ГОСТ 20.57.406-81 Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний
ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 515 Бумага упаковочная битумная и дегтевая. Технические условия
ГОСТ 2990 Кабели, провода и шнуры. Методы испытания напряжением
ГОСТ 5151 Барабаны деревянные для электрических кабелей и проводов. Технические условия
ГОСТ 6433.2 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрического сопротивления при постоянном напряжении
ГОСТ 6433.3 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении
ГОСТ 7229 Кабели, провода и шнуры. Методы определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников
ГОСТ 7502 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 9142 Ящики из гофрированного картона. Общие технические условия
ГОСТ 10198 Ящики деревянные для грузов массой св. 200 до 20000 кг. Общие технические условия
ГОСТ 10354 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 12177 Кабели, провода и шнуры. Методы проверки конструкции
ГОСТ 12182.5 Кабели, провода и шнуры. Методы проверки стойкости к растяжению
ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15543.1 Изделия электротехнические и другие технические изделия. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 16511 Ящики деревянные для продукции электротехнической промышленности. Технические условия
ГОСТ 17441 Соединения контактные электрические. Правила приемки и методы испытаний
ГОСТ 17675 Трубки электроизоляционные гибкие. Общие технические условия
ГОСТ 18690 Кабели, провода, шнуры и кабельная арматура. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 22261 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 22483 (IEC 60228:2004) Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования
ГОСТ 23216 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита, упаковка. Общие требования и методы испытаний
ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации
ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ Р 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ Р 51164 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии
ГОСТ Р 51908 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части условий хранения и транспортирования
ГОСТ Р 57190-2016 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение следует применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 57190*.
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 57190-2016. - Примечание изготовителя базы данных.
Заземление для АСУ ТП
Существующие цепи заземления средств вычислительной техники и автоматизации принято подразделять на:
- Цепи защитного заземления (ЗЗ).
- Цепи рабочего заземления (РЗ).
1. Защитное заземление
Указанный тип заземления защищает человека от вероятного поражения в случае повреждения изоляции эксплуатируемой электроустановки. В существующих электроустановках объектов, относящихся к АСУ ТП, заземление (зануление) требуется выполнять на:
- выполненных из металла корпусах следующих устройств: КИП, АУ (аппаратов управления), РУ (регулирующих устройств), осветительных приборов, устройств сигнализации и элементов защиты, электроприводов задвижек и т.п., электрических двигателей МУ (механизмов управления);
- выполненных из металла пульты, а также щиты любого назначения, если на них смонтированы электроаппараты, приборы, иные средства, относящиеся к элементам вычислительной техники и автоматизации. При этом указанное требование распространяется на открывающиеся и/или съёмные детали указанных пультов и щитов в случаях, когда на них размещена какая-либо аппаратура с напряжениями свыше 42В по (
Некоторые проводники для заземления не требуется использовать для следующих элементов сети:
- средства и приборы, используемые для автоматизации, которые смонтированы на уже заземлённых металлоконструкциях, если между их корпусами и указанными конструкциями имеется устойчивый электроконтакт;
- съёмные и открывающиеся части ограждений, пультов и т.п. в тех случаях, когда на них смонтирована аппаратура с напряжением не более 42В по (
Элементы заземления
Все соединения заземляющих проводников разрешено выполнять только сваркой, пайкой, болтовыми соединениями, с использованием специальных флажков и хомутов.
В тех случаях, когда выполняется подключение к узлам заземления защитных проводников, изготовленных из цветных металлов, они должны оконцовываться специальными наконечниками, а гибкие перемычки из меди должны иметь двустороннюю оконцовку.
При использовании соединений при помощи болтов в обязательном порядке требуется применять пружинные шайбы (вариант – стопорные).
Виды защитного заземления АСУ ТП
Такие изделия, как электроприёмники, пульты и щиты оборудованы узлами заземления, к которым защитный проводник подключается напрямую, а опорные рамы, которые имеют многосекционные щиты, соединяют полосовой сталью, проходящей через узлы заземления всех рам. В тех случаях, когда речь идёт о заземлении подверженных вибрациям электроприёмников используется гибкая перемычка из меди.
Заземление технических средств
Защитное заземление АСУ ТП принято начинать с магистрали, которая подключается к существующему заземлителю, имеющемуся в системе электроснабжения объекта. Магистрали защитного заземления (как СВТ, так и СА) подключают к защитному заземлению в единой точке, которая должна располагаться максимально близко к самому заземлителю. В едином узле зануления с нулевым проводом TN-C (TN-C-S, TN-S) соединяется магистраль защитного заземления АСУ ТП. Указанный узел располагается на щитах питания СВТ или СА.
Если данный распределительный щит (РЩ) достаточно далеко отстоит от ТП с глухозаземлённой нейтралью, то на указанном участке используется 4-ёхпроводная схема (три фазных и один рабочий «0» проводник, TN-C). Начиная со щита распределительного, уже 5-типроводная (три фазных, TN-c и нулевой защитный, TN-S).
Сам щит должен быть оборудован повторным заземлением. Указанное требование вытекает их необходимости снижения колебаний потенциала самого щита относительно земли, которые обусловлены изменениями тока, текущего по TN-C между ТП и РЩ.
Заземление для ОИТ
В любых технических средствах АСУ ТП в обязательном порядке имеется оборудование ОИТ (информационных технологий). Сюда включается:
В общем, в число ОИТ включаются следующие типы (виды) оборудования, которые, в большей или меньшей степени, используются для функционирования всей АСУ ТП:
- вычислительные устройства, используемые в составе ПК или совместно с ними (как в отдельных корпусах, так и без них);
- оконечное оборудование;
- терминалы;
- ПК и т.п.
2. Рабочее заземление
Иное наименование указанной системы «нуль система» технических средств, используемых в АСУ ТП. Кроме этого в ряде источников информации рабочее заземление именуется также функциональным, физическим, логическим, информационным, схемным и т.п.
В нуль-систему входят всего два элемента: заземляющие проводники и собственно заземлитель. Наличие персонального заземлителя для данной системы необходимо, в связи с возникновением токов растекания больших значений. Последние могут возникнуть при КЗ, в процессе электросварки и т.п. Это создаёт значительные разности потенциалов между отдельными точками заземляющего устройства, а также существенные колебания потенциалов тех или иных точек естественных и/или искусственных заземлителей по отношению к земле.
Работа любого электрооборудования приводит к возникновению магнитных полей большой мощности, которые являются источниками помех в линиях, предназначенных для передачи информации, которые соединяют СВТ с электроприводами, технологическими агрегатами локальными системами управления и т.п. Мощность упомянутых выше сигналов всего доли ватта, а значение напряжения от нескольких В, до нескольких десятков мВ и даже менее. Именно этим объясняется тот факт, что создаваемые помехи сопоставимы по своим показателям с сигналами полезными, что может привести к серьёзным искажениям последних. Поэтому защита от данных помех крайне необходима. И качественное решение вопросов заземления является одним из наиболее важных методов защиты АСУ ТП и линий связи.
Заземление приборов кип требования
Здравствуйте.
Может быть мои вопросы будут глупы, но подскажите, пожалуйта, как правильно реализовать заземление в пульте управления?
Как я понимаю бывает сигнальное, защитное и экранное заземление. Сигнальное делится на цифровое и аналоговое.
1) К защитному подключаются корпус пульта, корпуса оборудования (движки например).
2) К аналоговому подключаются аналоговые земли (общие провода) от датчиков. Например есть модули ввода сименс, в инстукции нарисовано, что 0В от питания модуля и общие провода от датчиков подключаются к сигнальному заземлению (и рядом пометка выравнимание потенциалов).
3) А что такое цифровая земля? Что к ней то цепляется? По крайней мере в инструкция на модуля дискретного ввода сименс не видел никаких заземлений. И вроде как не рекомендуется отбъединять цифровую землю с аналоговой.
4) Как вообще реализуется правильное заземление? Берутся отдельные шины (например 3) аналоговой земли, цифровой земли и защитного заземления и к каждой цепляется свое оборудование (к шине с аналоговым заземлением общие провода от датчиков, к защитной - корпус пульта, клемма заземления от блока питания и т.д.)? А потом три шины соединяются в одной точке - клемме, к которой подключен РЕ провод от подвода питания к пульту (при 5-типроводном подключении).
Как должно быть правильно выполнено заземление в пульте управления с учетом минимума помех?
практикующий инженер со стажем.
Ну и пурги вы тут нагнали с заземлениями. начните с того, какое конкретно оборудование у вас стоит - контроллер, датчики и пр.
используйте термин "заземление" только в значении защитное.
а термин "экранирование" во всех остальных случаях.
дальше будет проще понять что и как делать.
Чтобы не запутаться, есть два обозначения:
PE - Protective Earth, защитное заземление (для целей безопасности)
FE - Functional Earth, функциональное (рабочее) заземление (для целей помехозащиты/экранирования)
Общие характеристики:
1. Определение: проводник PE проводит ток только в случае аварийных режимов работы электрооборудования (при коротких замыканиях на корпус), проводник FE может проводить ток постоянно.
2. Требования к проводнику: в качестве PE можно использовать открытые металлоконструкции, неизолированные шины, FE - всегда изолированный проводник, закрытые шины.
3. Сечение проводников: сечение PE равно сечению фазных проводников, сечение FE диктуется требованиями нормальной помехозащиты и на практике сечение такого проводника даже может превышать сечение PE.
Деление проводника FE на аналоговую, цифровую и прочие земли - это интересно лишь для приборостроителей, это правило придумано в целях экономии пространства в приборах. Лучше придерживаться более жесткого правила:
Заземление лучше выполнять индивидуальным проводником, подключенным к центральной шине заземления устройства (шкафа, пульта и т.д.).
В случае защитного заземления данное правило обеспечивает бОльшую безопасность и вобщем-то закреплено юридически (есть пункт ПУЭ). В случае функционального заземления обеспечивается наименьшее сопротивление пути ухода помехи в землю.
Читайте также: