仪表接地系统设计规范.doc

目 次
前 言 2
1 范围 3
2 接地分类 3
2、1 保护接地 3
2、2 工作接地 3
2、3 本安系统接地 4
2、4 防静电接地 4
2、5 防雷接地 4
3 接地方法 4
3、1 保护接地 4
3、2 工作接地 5
3、3 本安系统接地 5
3、4 防静电接地 6
3、5 防雷接地 6
4 接地系统 7
5 接地连接方法 7
5、1 保护接地 7
5、2 工作接地 7
5、3 本安系统接地 8
5、4 仪表及控制系统接地连接原理图 8
6 接地系统接线 10
7 接地电阻 10
参考文献 11
用词说明 12
条文说明 13
前 言
本规范就是根据中国石化［2003］建标字94号文得通知,由中国石化工程建设公司（中国石化集团北京设计院）对原《石油化工仪表接地设计规范》SH 3081-1997进行修改而成。
本规范共分七章.
本规范与《石油化工仪表接地设计规范》SH 3081—1997(上一版本)相比,本次修改对原规范进行了较大得调整与补充， 参考了国际相关标准与国内有关标准与规范，增加了相应得内容。
在修改过程中,进行了广泛得调查研究，吸收了国内外有关标准与规范得技术成果，对几个重要问题进行了多次讨论，并组织了行业、专业内外得专家交流，最后经审查定稿。
本规范在实施过程中,如发现需修改或补充之处，请将意见与有关资料提供给主编单位（地址:北京西城区安德路甲67号,邮政编码:100011)，以便今后修订时参考。本规范由主编单位负责解释。
本规范得主编单位：中国石化工程建设公司
主要起草人:叶向东 恽 春
1 范围
本规范规定了仪表接地分类、接地方法、接地系统、接地连接方法、接地系统接线、接地电阻等内容.
本规范规定得仪表及控制系统接地种类有:保护接地、工作接地、本质安全系统接地(以下称:本安系统接地)、防静电接地与防雷接地。
本规范适用于石油化工企业新建及扩建项目得仪表及自动控制系统工程得仪表、分散型控制系统(DCS)、可编程序控制系统（PLC)、工业控制计算机系统(IPC）、安全仪表系统（SIS）、火灾及可燃气体与有毒气体检测系统（FGS)、过程控制计算机系统（PCCS）等得接地系统设计。改造设计可参照执行。
执行本规范时，尚应符合国家现行有关强制性标准规范得要求。
2 接地分类
2、1 保护接地
2、1、1 保护接地（也称为安全接地）就是为人身安全与电气设备安全而设置得接地。仪表及控制系统得外露导电部分，正常时不带电,在故障、损坏或非正常情况时可能带危险电压，对这样得设备，均应实施保护接地。
2、1、2 低于36 V供电得现场仪表,可不作保护接地，但有可能与高于36 V电压设备接触得除外。
2、1、3 当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上得仪表,与已接地得金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时，可不作保护接地。
2、2 工作接地
2、2、1 仪表及控制系统工作接地包括:仪表信号回路接地与屏蔽接地。本规定中得工作接地，均指仪表及控制系统工作接地。
2、2、2 隔离信号可以不接地。这里得“隔离"就是指每一输入信号（或输出信号）得电路与其它输入信号(或输出信号)得电路就是绝缘得、对地就是绝缘得,其电源就是独立得、相互隔离得。
2、2、3 非隔离信号通常以直流电源负极为参考点,并接地。信号分配均以此为参考点。
2、2、4 仪表工作接地得原则为单点接地，信号回路中应避免产生接地回路,如果一条线路上得信号源与接收仪表都不可避免接地，则应采用隔离器将两点接地隔离开.
2、3 本安系统接地
2、3、1 采用隔离式安全栅得本质安全系统,不需要专门接地.
2、3、2 采用齐纳式安全栅得本质安全系统则应设置接地连接系统.
2、3、3 齐纳式安全栅得本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开.
2、4 防静电接地
2、4、1 安装DCS、PLC、SIS等设备得控制室、机柜室、过程控制计算机得机房,应考虑防静电接地。这些室内得导静电地面、活动地板、工作台等应进行防静电接地。
2、4、2 已经做了保护接地与工作接地得仪表与设备，不必再另做防静电接地。
2、5 防雷接地
2、5、1 当仪表及控制系统得信号线路从室外进入室内后，需要设置防雷接地连接得场合,应实施防雷接地连接.
2、5、2 仪表及控制系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。
3 接地方法
3、1 保护接地
3、1、1 仪表及控制系统得保护接地应按电气专业得有关标准规范与方法进行,并应接入电气专业得低压配电系统接地网。
3、1、2 控制室用电应采用TN-S系统。整个系统中,保护线PE与中线N就是分开得。
3、1、3 仪表电缆槽、电缆保护金属管应作保护接地，可直接焊接或用接地线连接在附近已接地得金属构件或金属管道上，并应保证接地得连续与可靠，但不得接至输送可燃物质得金属管道。仪表电缆槽、电缆保护金属管得连接处,应进行可靠得导电连接。
3、1、4 仪表及控制系统得保护接地系统应实施等电位连接。
3、1、5 仪表信号用得铠装电缆应使用铠装屏蔽电缆,其铠装保护金属层，应至少在两端接至保护接地。
3、2 工作接地
3、2、1 需要进行接地得仪表信号回路,应实施工作接地连接。
3、2、2 工作接地在工作接地汇总板之前不应与保护接地混接.
3、2、3 工作接地得连线，包括各接地线、接地干线、接地汇流排等，在接至总接地板之前，除正常得连接点外，都应当就是绝缘得。工作接地最终与接地体或接地网得连接应从总接地板单独接线。
3、2、4 信号屏蔽电缆得屏蔽层接地应为单点接地,应根据信号源与接收仪表得不同情况采用不同接法。当信号源接地时，信号屏蔽电缆得屏蔽层应在信号源端接地,否则，信号屏蔽电缆得屏蔽层应在信号接收仪表一侧接地.
3、2、5 现场仪表接线箱两侧得电缆屏蔽层应在箱内用端子连接在一起。
3、3 本安系统接地
3、3、1 齐纳式安全栅得本安系统接地连接示意图见图1。
3、3、2 齐纳式安全栅得接地汇流排或接地导轨（以下统称接地汇流排）必须与直流电源得负极相连接。
3、3、3 齐纳式安全栅得接地汇流排通过接地导线及总接地板最终应与交流电源得中线起始端相连接。
3、3、4 齐纳式安全栅得接地连接导线宜为两根。

图1 本安系统接地连接图
3、4 防静电接地
3、4、1 控制系统防静电接地应与保护接地共用接地系统。
3、4、2 电气保护接地线可用作静电接地线.
3、4、3 不得使用电气供电系统得中线作防静电接地。
3、5 防雷接地
3、5、1 仪表电缆槽、仪表电缆保护管应在进入控制室处,与电气专业得防雷电感应得接地排相连。
3、5、2 控制室内得仪表信号雷电浪涌保护器得接地线应接到工作接地汇总板,雷电浪涌保护器得接地汇流排应接到工作接地汇总板或总接地板。
3、5、3 控制室内仪表供电得雷电浪涌保护器应与配电柜得保护接地汇总板或电气专业得防雷电感应得接地排相连。
3、5、4 仪表电缆保护管、仪表电缆铠装金属层应在需要进行防雷接地处，与电气专业得防雷电感应得接地排相连.
3、5、5 现场仪表得雷电浪涌保护器应与电气专业得现场防雷电感应得接地排相连。
3、5、6 在雷击区室外架空敷设得不带屏蔽层得多芯电缆,备用芯应接入屏蔽接地；对屏蔽层已接地得屏蔽电缆或穿钢管敷设或在金属电缆槽中敷设得电缆，备用芯可不接地。
4 接地系统
4、1 接地装置由接地极（接地体)、接地总干线（接地总线)、总接地板（总接地端子、接地母排)组成。系统简单得情况下，保护接地汇总板可与总接地板合用.
4、2 接地系统由接地装置、工作接地汇总板、保护接地汇总板、接地干线、各类接地汇流排等组成。
4、3 仪表及控制系统得工作接地、保护接地、防雷接地应与电气得低压配电系统合用接地装置.
4、4 接地装置得设计应按电气得有关标准规范与方法进行。
5 接地连接方法
5、1 保护接地
5、1、1 仪表及控制系统保护接地得各接地干线应汇接到保护接地汇总板，再由保护接地汇总板经接地干线接到总接地板上。
5、1、2 当保护接地汇总板与总接地板合用时，保护接地得各接地干线直接接到总接地板上。
5、1、3 仪表及控制系统交流供电中线得起始端应经保护接地干线接到总接地板上.
5、1、4 总接地板经接地总干线接到接地极。
5、2 工作接地
5、2、1 仪表及控制系统工作接地得各接地干线应分别接到工作接地汇总板，再由工作接地汇总板经两根单独得工作接地干线接到总接地板。
5、2、2 当有多个仪表需工作接地时,宜先将各仪表得工作接地线分别接到工作接地汇流排或接地连接端子排，再经工作接地干线接到工作接地汇总板。
5、2、3 仪表信号公共点接地、DCS、PLC、SIS等得非隔离输入得接地,均应分别单独接到接地连接端子排或工作接地汇流排上，然后通过接地干线接到工作接地汇总板。
5、2、4 当有多根信号屏蔽电缆得屏蔽层接地时，宜先将各信号屏蔽电缆得屏蔽层汇接到工作接地汇流排,再经工作接地干线接到工作接地汇总板。
5、2、5 直流电源得负端必须接到本机柜得工作接地汇流排，不设工作接地汇流排得情况应经工作接地干线接到工作接地汇总板。
5、2、6 根据需要，工作接地汇流排可有多个。
5、3 本安系统接地
5、3、1 齐纳式安全栅得各接地汇流排可直接接到本机柜得工作接地汇流排,再经工作接地干线接到工作接地汇总板.每个汇流排得接地线宜使用两根单独得导线。
5、3、2 齐纳式安全栅得各接地汇流排也可分别经工作接地干线接到工作接地汇总板。每个汇流排得工作接地干线宜使用两根单独得导线.
5、3、3 齐纳式安全栅得各接地汇流排也可由工作接地干线串接,两端应分别经工作接地干线接到工作接地汇总板。
5、3、4 在有齐纳式安全栅得本安系统中,直流电源得负端必须接到本机柜得工作接地汇流排或安全栅汇流排上.
5、4 仪表及控制系统接地连接原理图
5、4、1 仪表及控制系统接地连接原理图(一）见图2。
5、4、2 仪表及控制系统接地连接原理图(二）见图3.
图2 仪表及控制系统接地连接原理图(一)
图3 仪表及控制系统接地连接原理图(二)
6 接地系统接线
6、1 接地系统得导线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆。
6、2 接地系统得各接地汇流排可采用截面为25 mm×6 mm得铜条制作。
6、3 接地系统得各接地汇总板应采用铜板制作,厚度不小于6 mm，长、宽尺寸按需要确定。
6、4 机柜内得保护接地汇流排应与机柜进行可靠得电气连接.
6、5 工作接地汇流排、工作接地汇总板应采用绝缘支架固定。
6、6 接地系统得各种连接应牢固、可靠,并应保证良好得导电性。接地线、接地干线、接地总干线与接地汇流排、接地汇总板得连接应采用铜接线片与镀锌钢质螺栓,并应有防松件，或采用焊接。
6、7 各类接地连线中，严禁接入开关或熔断器。
6、8 接地线得截面可根据连接仪表得数量与接地线得长度按下列数值选用：
a) 接地线:1 mm2～2、5 mm2；
b) 接地干线：4 mm2~16 mm2;
c） 连接总接地板得接地干线：10 mm2～25 mm2;
d） 接地总干线:16 mm2~50 mm2；
e） 雷电浪涌保护器接地线：2、5 mm2～4 mm2.
6、9 雷电浪涌保护器接地线应尽可能短,并且避免弯曲敷设。
6、10 接地系统得标识颜色为绿色或绿、黄两色。
7 接地电阻
7、1 从仪表或设备得接地端子到接地极之间得导线与连接点得电阻总与，称为接地连接电阻。
7、2 接地极对地电阻与接地连接电阻之与称为接地电阻.
7、3 仪表及控制系统得接地电阻为工频接地电阻，不应大于4 Ω。
7、4 仪表及控制系统得接地连接电阻不应大于1 Ω。

参考文献
本规范参考文献如下：
GB 50057 《建筑物防雷设计规范》
GBJ 65 《工业与民用电力装置得接地设计规范》
DL/T 621 《交流电气装置得接地》
SH 3097 《石油化工静电接地设计规范》
IEC364—5-548 《信息技术装置得接地与等电位连接》Earthing arrangements and equipotential bonding for information technology installations
IEC60079-14 《危险场所得电气设备安装（煤矿除外)》Electrical installation in hazardous areas(other than mines）
IEC/TS61312—2 《防雷击电磁脉冲 第2部分:接地、建筑物屏蔽、建筑物内部得等电位连接》Protection against lightning electromagnetic impulse Part 2 Shielding of structures，bonding inside structures and earthing
ISA-RP12、6 《危险场所仪表得接地实施 第一部分:本质安全》Wiring Practices for Hazardous (Classified） Locations Instrumentation Part 1: Intrinsic Safety
用 词 说 明
本规定条文中要求执行严格程度不同得用词，说明如下:
1 表示很严格，非这样做不可得用词
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。
2 表示严格,在正常情况下均这样做得用词
正面词采用“应”,反面词采用“不应或不得”。
3 表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做得用词
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。
4 表示有选择，在一定条件下可以这样做得用词采用“可”。
中华人民共与国行业标准
石油化工仪表接地设计规范
Design code for instrument grounding
in petrochemical engineering
SH 3081—2002
条文说明
2002 北京
目 次

1 范围 15
2 接地分类 15
2、1 保护接地 15
2、2 工作接地 15
2、3 本安系统接地 15
2、5 防雷接地 15
3 接地方法 16
3、1 保护接地 16
3、2 工作接地 16
3、3 本安系统接地 16
3、4 防静电接地 16
3、5 防雷接地 17
4 接地系统 17
5 接地连接方法 18
7 接地电阻 18
1 范围
本规范从工程设计得角度出发，按保护接地、工作接地（仪表信号回路接地、本质安全系统接地、屏蔽接地)、防静电接地与防雷接地等分类进行规定。本规范中得仪表就是广义得,包括各种类型得用电仪表及按钮、开关、继电器等电器.
本规范在接地种类中包括了防静电接地。在接地方法上参照了国内外相关规范,规定了仪表及控制系统接地与电气专业得低压配电系统接地合一,规定了仪表及控制系统得保护接地、工作接地（仪表信号回路接地、屏蔽接地)、本质安全系统接地、防静电接地与防雷接地共用接地装置。
2 接地分类
2、1 保护接地
2、1、1 仪表及控制系统得保护接地与电气专业得保护接地得定义与概念就是相同得，所以有关规定应当就是统一得,应当按电气专业得有关标准规范与方法进行设计。
2、2 工作接地
2、2、2 本规范得仪表及控制系统工作接地不适用于仪表及控制系统内部得电路板得接地设计。正确得接地就是消除干扰得重要措施。仪表信号分隔离信号与非隔离信号,接地得方式与原则不一样。
2、3 本安系统接地
2、3、2 本质安全系统接地通常讨论得就是齐纳式安全栅接地.从电气接线上,齐纳式安全栅得本质安全系统接地与仪表信号回路接地就是分不开得.但本安系统接地得工作原理与作用与仪表工作接地不同,类似于设备保护接地，所以在接地方法与接地连接方法中均单独分节规定。
2、5 防雷接地
本规范不就是仪表防雷工程设计得规定,所以仅规定了仪表防雷接地得内容.仪表供电系统得防雷保护及接地连接由电气专业按有关规范实施。
3 接地方法
3、1 保护接地
仪表及控制系统得保护接地属于低压配电系统接地，所以应按电气专业得有关标准规范与方法进行，并应接入电气专业得低压配电系统接地网，即等电位共用接地网.
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057，“等电位连接(Equipotential bonding)”得定义为：将分开得设备、诸导电物体用导体或电涌保护器连接起来以使各设备、物体之间得电位相等。
3、2 工作接地
3、2、1 DDZ—Ⅲ型仪表、I系列仪表、YS80系列仪表等,有隔离输入、输出得仪表也有非隔离输入、输出得仪表，接地连接就是不一样得。例如：EK系列仪表就是典型得公共接地仪表。
3、2、3 虽然工作接地与保护接地最终就是连接到一起得，但这两类接地应分别连接汇总，不应混接。
3、3 本安系统接地
3、3、1 两线制或三线制变送器就是由直流电源供电得，为使安全栅能在直流电源故障时实现对危险场所得保护功能，安全栅接地必须与直流电源得公共端相连接。
3、3、2 为使安全栅能在交流电源故障时实现对危险场所得保护功能,安全栅接地又必须与交流供电得中线相连.这就决定了安全栅接地最终应就是电气系统接地。
安全栅接地汇流排与交流供电得中线起始点相连得最简单可靠得方法就是用导线连接.
3、3、3 为检测本安系统接地连接电阻,采用两根导线连接安全栅接地汇流排与总接地板，断开其中一根，即可测得回路电阻，估算出连接电阻。
3、3、4 齐纳式安全栅得本安系统接地连接图（图1)引自《危险场所仪表得接地实施 第一部分：本质安全》ISA—RP12、6。
3、4 防静电接地
3、4、1 静电放电得特点就是高电压、小电流、时间短.抑制或消除静电放电应采取多种措施，除尽量避免产生静电外，及时泄放静电就是有效手段之一。仪表及控制系统得防静电接地比较简单,静电导体对地得泄放电阻通常就是104 Ω~106 Ω数量级得,所以,很多相应得规范、资料规定用于防静电接地得电阻为100 Ω.并且,防静电接地应与其它接地系统共用接地装置。
3、5 防雷接地
仪表及控制系统防雷接地仅就是仪表及控制系统防雷工程得一个组成部分。本规范不就是仪表及控制系统防雷工程得规范,仅对仪表及控制系统防雷接地作出一般规定。
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057提供了很好得依据与参考，规定了防直击雷、防雷电感应与防雷电波侵入。该标准第六章作了信息系统防雷击电磁脉冲得规定,其中规定了屏蔽、接地与等电位连接得要求.
防雷电感应得接地装置应由电气专业按GB 50057得规定设置.
4 接地系统
4、1 有关术语定义如下：
埋入地中直接与大地接触并与大地形成电气连接得金属导体，称为接地极或接地体.
用来连接接地极与总接地板得导体，称为接地总干线(电气专业称为接地总线）.
为便于连接工作接地汇总板、保护接地汇总板等与接地总干线而设置得金属板,称为总接地板（电气专业称为总接地端子、接地母排）。
为便于连接保护接地干线等而设置得金属板，称为保护接地汇总板。
4、2 有关术语定义如下：
为便于连接工作接地干线而设置得金属板,称为工作接地汇总板.
用于连接多个同类接地汇流排、各需接地得设备与接地汇总板得导线，称为接地干线。接地干线也用于连接总接地板与工作接地汇总板或保护接地汇总板。
4、3 本规范根据接地工作原理与相关得国家标准、国际标准,规定了仪表及控制系统得工作接地、保护接地、防雷接地应共用一组接地装置。
国际电工技术委员会IEC标准《信息技术装置得接地与等电位连接》
IEC 364—5-548规定:信息技术装置功能接地与保护接地通过等电位连接，合用接地。适用范围包括：信息技术装置、数据交换需要互联得装置、数据通信设备、数据处理设备、建筑物内带有接地返回通路得信号装置、建筑物内直流供电得信息技术装置得通信网络、局域通信网、火灾报警系统与入侵报警系统、诸如直接数字控制系统得建筑服务设备、计算机辅助制造（CAM）与其它计算机辅助服务系统。该标准还规定了允许接到接地汇总导体上得汇流排还有：远程通信电缆或设备得屏蔽、过电压保护装置得接地汇流排、无线电通信天线系统得接地汇流排、信息技术装置直流供电系统得接地汇流排、功能接地汇流排等。
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057规定：“从防雷观点出发,较好就是设共用接地装置，它适合供所有接地之用(例如：防雷、低压电力系统、电讯系统)。”
《危险场所仪表得接地实施 第一部分：本质安全》ISA—RP12、6中规定了安全栅接地汇流排与交流电源得中性点相连接，并共用接地装置。标准中还给出了图示.
5 接地连接方法
仪表及控制系统得接地连接采用分类汇总,最终连接得方式.根据具体应用情况,保护接地汇总板与总接地板可以分别设置,也可以合用。
7 接地电阻
7、3 仪表及控制系统得接地电阻为电气专业得低压配电系统接地装置得接地电阻,应根据电气专业有关标准规范确定,一般情况,不应大于4 Ω。
接地装置得接地电阻得数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流得比值。按通过接地极得工频交流电流计算出得电阻称为工频接地电阻。
《建筑物防雷设计规范》GB 50057规定了防雷接地得接地电阻为冲击接地电阻,规定得典型值为不大于10 Ω。根据GB 50057规定：防雷电感应得接地装置应与电气设备接地装置共用。
7、4 IEC标准《信息技术装置得接地与等电位连接》IEC 364—5—548规定了等电位连接，对接地电阻得大小没有规定.
在国外得资料中，接大地称Earthing或Grounding，接地连接称Bonding,意义就是不一样得.凡就是论及本安仪表接地电阻得资料,基本上都就是规定接地连接(Bonding）电阻.
《危险场所仪表得接地实施 第一部分:本质安全》ISA-RP12、6中规定了安全栅接地汇流排与交流电源得中性点之间得连接电阻小于1 Ω。在接地资料中提出用两条接地导线重复连接得方法,以便测量接地连接(Grounding path）电阻,而不就是测量接大地（Earthing）得电阻.这与欧共体国家得规定就是一致得。
本规范参照国外得标准，对仪表及控制系统接地，只规定接地连接电阻。由于采用等电位连接方式并采用共用接地装置,接地电阻即为电气专业得低压配电系统（等电位共用接地系统)得接地电阻。
对于某些仪表及控制系统供货商要求得与本规范不一致得接地方式，则应坚持要求供货商按IEC、ISA、GB、CE等国际标准与国家标准供货及实施工程，这就是国际通行原则。