电厂热工电缆施工与接地浅析

摘 要：随着自动化程度的提高，新建电厂中热工控制地位突出，全部实现DCS分集散控制系统，热工测点越来越多，而热工电缆的施工技术显得尤为重要，施工质量的好坏直接影响到生产，且会带来不可挽救的后果。

关键词：热工电缆 接地 探讨

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0134-01

目前在全国各地都在进行环保型电厂的建设，虽然这种电厂规模小，但都一般都会选用DCS控制和现代热工仪表，而这类设备对信号要求比较高，由于电缆施工的不慎，会形成的信号干扰，对生产运行造成严重后果。本人就现场积累的一些经验，结合自己的观点，与大家一起探讨热工电缆施工与接地的关系。不正之处，敬请读者不吝指教。

1 热工信号分类

电缆的合理布设可以有效地减少外部环境对信号的干扰以及各种电缆之间的相互干扰，提高DCS系统运行的稳定性。

信号分类如下。

（1）Ⅰ类信号：热电阻信号、热电偶信号、毫伏信号、应变信号等低电平信号。

（2）Ⅱ类信号：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模拟量输入信号；4～20mA、0～10mA模拟量输出信号；电平型开关量输入信号；触点型开关量输入信号；脉冲量输入信号；24VDC

（3）Ⅲ类信号：24VDC～48VDC感性负载或者电流>50mA的阻性负载的开关量输出信号。

（4）Ⅳ类信号：110VAC或220VAC开关量输出信号，此类信号的馈线可视作电源线处理布线的问题。

我们日常工作中主要是这四类信号，其中，Ⅰ类信号很容易扰，Ⅱ类信号容易扰，而Ⅲ和Ⅳ类信号在开关动作瞬间会成为强烈的干扰源，通过空间环境干扰附近的信号线，分清信号种类后，有利于我们在施工过程中对不同信号的电缆有一个分类处理。

2 接地分类

接地分为安全接地和工作接地，安全接地是为保护人和设备的安全；工作接地包括屏蔽接地、信号接地、本安接地等。

电缆的屏蔽接地属于工作接地。一般所有电缆的屏蔽接地进行缠绕短接后接在控制柜的工作接地板上，工作接地板和控制柜是绝缘的。特别注意的一点是电缆的屏蔽层要作屏蔽接地，屏蔽接地只能单点接地，绝不能和本安接地、系统接地连接在一起，公用一个接地体，接地电阻要

接地屏蔽提高信号抗干扰的原理，当两个物体表面存在电势差，就会在两端接地的屏蔽层上产生电磁场，反而不利于信号的抗干扰，所以对于两个物体表面电势不等的设备，屏蔽层不要两端接地，应该单端接地。

3 干扰与接地的关系

热工信号的Ⅰ类信号，Ⅱ类信号主要用于检测与控制，而这些信号大多是模拟量信号，现在由于生产的规模化和设备的分散性，控制距离较远，热工信号电缆铺设长度较长，电缆数量众多。电荷的积聚成为一个重要因素，所以会在某一点会存在着静电干扰，强电线路以及转动机械的动力电缆特别存在着电磁干扰源。

在电缆施工过程中，往往存在着施工不规范、电缆铺设的层次错乱、距离不足、顺序交叉，电缆桥架、电缆沟设计中存缺陷，这些都会直接形成干扰源的产生。电流与电压的突变会产生电磁信号，增加了信号所受干扰的可能性，而接地的好坏直接关系到信号传输的好坏，也就影响到生产运行的稳定性，甚至会导致事故。

4 如何改善现场仪表接地连接方法

对于现场仪表电缆槽、仪表电缆保护管以及36V以上的仪表外壳的保护接地，每隔30m必须用接地连接线与就近已接地的金属构件相联，并应保证其接地的可靠性及电气的连续性。严禁利用贮存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相关的金属构件进行接地。

控制室（集中）安装仪表的自控设备（仪表柜、台、盘、架、箱）内应分类设置保护接地汇流排、信号及屏蔽接地汇流排和本安接地汇流条。

各仪表设备的保护接地端子和信号及屏蔽接地端子通过各自的接地连线分别接至保护接地汇流排和工作接地汇流排。各类接地汇流排经各自的接地分干线分别接至保护接地汇总板和工作接地汇总板。干线接到工作接地汇总板。

其实问题的关键不在怎么接地，也不在于接在那个柜子上，而在于接地极本身。接地的目的就是让屏蔽层中的电荷泄放掉，屏蔽层本身没有电势，使线缆中的信号与外界的电磁干扰隔绝，从而保证了传输信息的可靠性。在控制室内，现场所有的信号电缆都汇总在一起，只要做一个符合规定的接地极即可满足要求。

5 信号电缆布设原则

（1）对于Ⅰ类信号电缆，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。

（2）对于Ⅱ类信号，尽可能采用屏蔽电缆，其中Ⅱ类信号中用于控制、联锁的模入模出信号、开入信号，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。

（3）对于Ⅳ类信号严禁与Ⅰ、Ⅱ类信号捆在一起走线，应作为220V电源线处理，与电源电缆一起走线，有条件时建议采用屏蔽双绞电缆。

（4）对于Ⅲ类信号，允许与220V电源线一起走线（即与Ⅳ类信号相同），也可以与Ⅰ、Ⅱ类信号一起走线。但在后者情况下Ⅲ类信号必须采用屏蔽电缆，最好为屏蔽双绞电缆，且与Ⅰ、Ⅱ类信号电缆要有适当的距离。

（5）绝对禁止采用一根多芯电缆中的部份芯线用于传输Ⅰ类或Ⅱ类的信号，另外部分芯线用于传输Ⅲ类或Ⅳ类信号。严禁同一信号的几芯线分布在不同的几条电缆中（如三线制的热电阻）。

6 结语

电缆铺设完成后，一亘产生电磁干扰，将会是致命的，由于干扰源的排查相当困难。我公司在视频同轴电缆的布设过程没有做好电磁干扰的隔离工作，视频信号受到干扰，出现雪花点现象，但电缆已铺设完成，无法检查与更换，只好采用重新铺设光缆来解决问题。

为降低电磁干扰的风险，对于重要信号且干扰较强而又无法避免时，建议考虑光纤线缆，能完全不受电磁干扰，保证了信号的可靠性。电缆在铺设过程中严格按照相关规范标准作业，做好各项接地，才能尽可能地减少电磁干扰。

参考文献

[1] DL/T 5182-2004，火力发电厂热工自动化.就地设备安装、管路及电缆设计技术规定[S].

[2] SHT3081-2003，仪表接地设计规范[S].