由仪表接地问题引发的系统故障及其排除方法

由仪表接地问题引发的系统故障及其排除方法

张键

中核浙能能源有限公司314300

摘要：仪表接地作为保障仪表正常工作和系统安全的重要措施，其合理性和可靠性直接影响着整个系统的性能。接地问题若得不到妥善处理，可能会导致严重的后果，如测量数据失真、设备损坏甚至危及操作人员的生命安全。本文重点探讨了仪表接地问题可能引发的各类系统故障，包括信号干扰与误差、设备损坏、系统稳定性下降以及安全隐患等。详细阐述了相应的故障类型、检测与诊断方法以及有效的排除手段。强调了仪表接地在保障系统正常运行和安全性方面的关键作用，为相关技术人员提供了有价值的参考和指导。

关键词：仪表接地；系统故障；检测诊断；排除方法

  一、仪表接地问题引发的系统故障类型
（一）信号干扰与误差
在工业环境中，存在着各种电磁干扰源，如高压输电线路、变频器、电焊机等。当仪表接地不良时，这些电磁干扰会通过地线耦合到测量信号回路中，导致测量信号出现噪声、波动甚至失真。另外，如果接地系统存在问题，如接地电阻过大、接地线路接触不良等，会导致测量信号的参考电位发生漂移，从而产生信号失真和偏差。
（二）设备损坏
在雷电、电网故障或静电放电等情况下，可能会在仪表接地点产生过高的电压。如果接地系统不能有效地将这些过电压泄放掉，就会导致仪表内部的敏感元件如集成电路、晶体管等被击穿烧毁。在干燥的环境中，仪表的外壳和内部电路容易积累静电。当静电电荷积累到一定程度时，如果没有良好的接地通道释放，就会在瞬间放电，对仪表内部的芯片造成损坏。
（三）系统稳定性下降
接地电阻的大小直接影响着接地系统的性能。如果接地电阻不稳定，会导致地电位的波动，从而影响仪表的正常工作。例如，在自动化控制系统中，接地电阻的变化可能会导致PLC输入输出信号的误动作，使系统频繁出错，影响生产的连续性。当系统中存在多个接地点时，如果这些接地点之间存在电位差，就会形成接地回路。接地回路中的电流会产生磁场，从而对系统中的信号产生干扰，严重时甚至会引起系统的震荡。
（四）安全隐患
仪表接地不良可能导致设备外壳带电，增加了漏电的风险。当操作人员接触到带电的设备外壳时，可能会发生触电事故，对人身安全造成威胁。另外，在一些特殊的工业环境中，如易燃易爆场所，如果仪表接地不符合要求，产生的静电火花或电气放电可能会引发火灾或爆炸事故，对操作人员的生命安全构成严重威胁。
  二、仪表接地问题的检测与诊断方法
（一）外观检查
外观检查是仪表接地问题检测的初步手段。首先，仔细查看接地线路的外层绝缘是否有破损、划伤或老化开裂的情况。这些破损可能导致接地线路漏电或短路，影响接地效果。其次，检查连接点的紧固状况，看是否存在松动现象。松动的连接点会导致接触电阻增大，影响接地的稳定性和可靠性。同时，注意连接点是否有生锈的情况，生锈会增加电阻，削弱接地的导电性。检查接地线路是否破损，连接点是否松动、生锈。
（二）电阻测量
电阻测量是评估接地性能的重要方法。使用专业的接地电阻测试仪，测量接地电阻值是否在规定的范围内。不同的应用场景和设备对接地电阻的要求有所不同，一般来说，接地电阻应小于特定的标准值，以确保良好的接地效果。此外，还需对比不同接地点的电阻差异。如果某些接地点的电阻明显高于其他接地点，可能意味着该接地点存在问题，如接地线路中断、连接不良或接地极腐蚀等。
（三）信号分析
借助示波器等工具对仪表输出的信号进行分析，可以有效地检测接地问题。观察信号的稳定性，是否存在波动、噪声或失真等异常现象。稳定准确的信号通常表明接地良好，而异常的信号则可能暗示存在接地干扰。通过分析干扰信号的来源和特征，可以进一步确定接地问题的所在位置和性质。例如，如果干扰信号呈现周期性且频率固定，可能与附近的电源或其他电磁设备的干扰有关；如果干扰信号是随机的、不规则的，可能是接地线路本身的问题导致的。
（四）模拟测试
为了更准确地评估接地问题对系统的影响，并验证排除方法的有效性，可以进行模拟故障实验。通过人为设置接地故障，如断开接地线路、增加接地电阻等，观察仪表的工作状态和输出信号的变化。根据模拟实验的结果，可以确定接地问题对系统性能的具体影响，并针对性地制定排除故障的措施。在实施排除措施后，再次进行模拟测试，以验证这些方法是否有效地解决了接地问题，确保仪表在实际运行中的可靠性和稳定性。
  三、仪表接地问题的排除方法
（一）重新设计与优化接地系统
重新设计与优化接地系统至关重要。在设计阶段，应全面考虑现场实际情况，合理规划接地线路的布局和接地点的位置，确保接地路径最短、电阻最小，从而有效降低接地阻抗。同时，要精心选用合适的接地材料和设备，如导电性良好的金属材料以及性能稳定、可靠的接地装置。优质的接地材料和设备能够减少接地电阻，提高接地效果，为仪表的稳定运行提供有力保障。

（二）更换损坏的接地部件
及时更换损坏的接地部件不可忽视。定期检查接地系统，一旦发现老化、损坏的连接线，要迅速进行修复或更换，以确保接地线路的完整性和良好的导通性。对于失效的接地电阻，也要及时予以更换，使其能够正常发挥限流和分压的作用，保障仪表免受过大电流和电压的冲击。

（三）规范施工与安装流程
规范施工与安装流程是确保接地系统质量的关键。施工人员必须接受专业培训，熟悉接地系统的安装要求和标准操作流程。在施工过程中，严格按照规范进行操作，避免因施工不当导致的接地问题。安装完成后，要进行全面的验收和检测，对不符合要求的地方及时整改，确保接地系统的施工质量符合标准。
（四）改善环境条件
改善环境条件对于解决仪表接地问题也具有重要意义。在潮湿、腐蚀等恶劣环境中，应采取有效的防护措施，如对接地部件进行防潮、防腐处理，增加防护涂层等。此外，针对电磁场干扰较强的环境，可以增设屏蔽设施，减少外界电磁场对仪表接地系统的影响，保证接地系统的稳定性和可靠性。

结束语

综上所述，仪表接地问题是影响工业自动化控制系统可靠性和安全性的重要因素。通过对故障类型的深入了解，采用科学的检测诊断方法和有效的排除手段，可以显著提高系统的稳定性和可靠性，保障生产过程的顺利进行。在实际工作中，技术人员应高度重视仪表接地问题，不断总结经验，完善接地技术，以适应日益复杂的工业环境和更高的系统要求。

参考文献
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[3]李文锋.由仪表接地问题引发的系统故障及其排除方法[J].石油化工自动化, 2007,(04):80-82.

作者简介：张键（1973/05/12），汉，重庆铜梁，中级职称，学历：大学本科，单位：中核浙能能源有限公司，314300，研究方向：电厂仪器仪表