石油化工企業儀表及控制系統接地的抗干擾作用
儀表信號的干擾有差模干擾和共模干擾,會引起信號失真及差錯。差模干擾是直接作用在信號線間的電壓或電流,共模干擾是信號線與公共參考點或信號線與地線之間的電壓或電流,干擾電壓或電流的性質有直流、交流、脈沖及不規則等。
信號的干擾主要來源有電場(靜電)和電磁場,電磁場有高頻和低頻之分。干擾作用原理為電場感應及電磁場感應。
防止或減小對儀表形成干擾的主要措施是屏蔽和反向電磁場對干擾電磁場的抵消和削弱。例如:雙絞線、外屏蔽的多點接地等。事故及異常干擾的原因通常為線路短路或斷路造成的信號差錯甚至儀表損壞。
2 接地的抗干擾作用
2.1 屏蔽作用
屏蔽是抗干擾的有效手段之一,根據干擾來源可以分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。由于儀表工作環境中三種情況都存在,因此屏蔽應綜合考慮。
1) 電場屏蔽的原理是采用導體制成屏蔽體,在接地的條件下實現靜電平衡,消除電場和低頻電磁場干擾源的電容耦合,實現電場屏蔽。
2) 磁場屏蔽是防止外界的靜磁場和低頻電流產生的磁場進入需要保護的區域,必須用磁性介質做外殼,外殼越厚,磁導率越高,屏蔽的效果就越好。鐵材料的磁導率很高,因而屏蔽效果比其他磁導率低的材料好得多。
3) 電磁場屏蔽同樣采用導體制成的屏蔽體,利用電磁感應現象在屏蔽體表面形成電渦流產生的反向磁場,抵消或減弱原干擾磁場,達到屏蔽的目的。普通碳鋼和鐵材料具有很高的電導率和磁導率,所以具有良好的電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽的效果。屏蔽體的接地是實現屏蔽作用的重要條件之一。
2 導流作用
屏蔽體的接地把靜電荷導流入地, 使電場終止在屏蔽體的金屬表面, 實現了靜電平衡, 即實現了電場屏蔽。當電涌電流沿著信號線流動時,由于交流電的趨膚效應,部分電涌電流會通過屏蔽層的接地散流,其余的電涌電流會在電涌防護器的分流作用下散流入地,這就是接地系統的導流作用。