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概述
在非防爆區(qū),設(shè)備接地的核心目標(biāo)是保障人員安全(防觸電)、保護(hù)設(shè)備(防故障損壞)和抑制干擾(保障信號(hào)穩(wěn)定),無(wú)需像防爆區(qū)那樣考慮 “防止接地火花引燃爆炸性混合物” 的特殊要求,但需嚴(yán)格遵循工業(yè)安全與電氣規(guī)范(如中國(guó) GB 50169、國(guó)際 IEC 60364)。具體要求可分為安全接地、功能接地、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)三大類(lèi),細(xì)節(jié)如下:
一、核心:安全接地要求(防觸電、防設(shè)備燒毀)
安全接地是非防爆區(qū)設(shè)備接地的基礎(chǔ),目的是當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電(如絕緣損壞導(dǎo)致機(jī)殼帶電)時(shí),通過(guò)接地回路將故障電流導(dǎo)入大地,避免人員觸電或設(shè)備進(jìn)一步損壞。
- 必須接地的設(shè)備范圍所有符合以下條件的設(shè)備,其金屬外殼、外露可導(dǎo)電部分必須可靠接地:
- 額定電壓≥36V 的電氣設(shè)備(如 PLC 控制柜、電機(jī)、變頻器、配電箱);
- 手持電動(dòng)工具(如電鉆、角磨機(jī))—— 即使是 220V 民用工具,在工業(yè)場(chǎng)景中也需接地;
- 帶有金屬框架的設(shè)備(如機(jī)床、輸送機(jī)的金屬機(jī)架)—— 若框架可能因線(xiàn)路漏電帶電,需接地;
- 臨時(shí)使用的電氣設(shè)備(如臨時(shí)照明燈、便攜式檢測(cè)儀器)—— 需通過(guò)帶接地腳的插頭(如三孔插頭)接入接地回路。
- 接地電阻的強(qiáng)制要求安全接地的核心是 “低電阻,確保故障電流能快速導(dǎo)走”,不同設(shè)備的接地電阻限值不同,需嚴(yán)格滿(mǎn)足:
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- 接地連接的可靠性要求
- 材質(zhì)匹配
- 接地導(dǎo)體(接地線(xiàn))需采用銅、鍍鋅鋼等導(dǎo)電性能好、耐腐蝕的材料,禁止使用鋁線(xiàn)(易氧化導(dǎo)致接觸不良);
- 截面足夠
- 接地線(xiàn)截面需根據(jù)設(shè)備額定電流選擇,例如:10kW 以下電機(jī)的接地線(xiàn)截面≥2.5mm2(銅芯),配電柜接地線(xiàn)截面≥6mm2(銅芯);
- 連接牢固
- 禁止 “纏繞式”“掛鉤式” 連接,需采用螺栓緊固(如 M8 及以上鍍鋅螺栓)、壓接端子(如銅鼻子)或焊接(如接地極與接地線(xiàn)焊接),確保接觸電阻≤0.1Ω;
- 無(wú)腐蝕 / 損傷
- 接地線(xiàn)需避免被油污、酸堿腐蝕,或被設(shè)備碾壓、摩擦導(dǎo)致絕緣層破損、導(dǎo)體斷裂。
二、補(bǔ)充:功能接地要求(保障設(shè)備正常運(yùn)行)
功能接地針對(duì) “對(duì)信號(hào) / 電源穩(wěn)定性敏感的設(shè)備”(如 PLC、傳感器、精密儀器),目的是抑制干擾、確保設(shè)備功能正常,而非直接防觸電。
- 常見(jiàn)功能接地類(lèi)型及要求
- 對(duì)于帶屏蔽層的電纜(如信號(hào)電纜、控制電纜),屏蔽層需 “單端接地” 或 “兩端接地”:
- 長(zhǎng)距離電纜(>100 米)或強(qiáng)干擾環(huán)境(如附近有大功率電機(jī)):屏蔽層兩端接地(一端接設(shè)備信號(hào)地,一端接接地極),抑制電磁感應(yīng)干擾;
- 短距離電纜(<50 米):屏蔽層單端接地(僅接設(shè)備信號(hào)地),避免形成接地環(huán)流。
- 用于變頻器、開(kāi)關(guān)電源等設(shè)備的直流側(cè)接地(如變頻器的直流母線(xiàn)接地),需與保護(hù)接地分開(kāi),但可共用同一接地網(wǎng)(需確保接地網(wǎng)阻抗均勻);
- 接地電阻≤4Ω,避免電源波動(dòng)導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作(如變頻器過(guò)壓保護(hù)誤觸發(fā))。
- 用于傳感器(如熱電偶、壓力傳感器)、PLC 輸入輸出模塊的信號(hào)回路,需單獨(dú)設(shè)置 “信號(hào)接地極” 或接入專(zhuān)用 “信號(hào)接地網(wǎng)”,避免與動(dòng)力接地(如電機(jī)接地)共用,防止動(dòng)力回路的干擾(如諧波)竄入信號(hào)回路;
- 接地電阻要求更嚴(yán)格,通常≤1Ω(高精度設(shè)備需≤0.5Ω),且需采用 “單點(diǎn)接地”(避免信號(hào)回路形成環(huán)流)。
信號(hào)接地(信號(hào)地 GND)
電源接地(電源地 PGND)
屏蔽接地
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三、系統(tǒng)級(jí):接地網(wǎng)設(shè)計(jì)與布局要求
非防爆區(qū)的接地不是 “單個(gè)設(shè)備獨(dú)立接地”,而是需通過(guò) “接地網(wǎng)” 形成統(tǒng)一、低阻抗的接地系統(tǒng),避免不同設(shè)備間的電位差導(dǎo)致故障。
- 接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要求
- 優(yōu)先采用 “水平接地體 + 垂直接地極” 組合的接地網(wǎng):水平接地體用 40×4mm 鍍鋅扁鋼或 Φ12mm 鍍鋅圓鋼,沿設(shè)備周?chē)笤O(shè);垂直接地極用 Φ50mm×2.5m 鍍鋅鋼管,每隔 5-10 米打一根,與水平接地體焊接連通;
- 接地網(wǎng)覆蓋范圍需包含所有需接地的設(shè)備,確保設(shè)備接地線(xiàn)到接地極的距離≤20 米(減少接地阻抗)。
- 接地網(wǎng)的獨(dú)立性與兼容性
- 禁止混用的接地
- 防雷接地(如廠房避雷針接地)若單獨(dú)設(shè)置,需與保護(hù)接地、信號(hào)接地保持≥5 米距離,避免雷擊時(shí)高電位竄入設(shè)備;若共用接地網(wǎng),需驗(yàn)算接地電阻(需≤1Ω)并采取均壓措施(如敷設(shè)均壓帶);
- 信號(hào)接地網(wǎng)的隔離
- 信號(hào)接地網(wǎng)需與動(dòng)力接地網(wǎng)(電機(jī)、變頻器接地)分開(kāi),可通過(guò) “絕緣墊”“隔離變壓器” 實(shí)現(xiàn)電位隔離,防止動(dòng)力回路的諧波干擾信號(hào)回路。
- 接地標(biāo)識(shí)與維護(hù)
- 所有接地端子、接地極、接地線(xiàn)需張貼明顯標(biāo)識(shí)(如黃綠地標(biāo)、“接地” 標(biāo)牌),禁止隨意斷開(kāi)或改動(dòng);
- 定期(每年至少 1 次)檢測(cè)接地電阻:使用接地電阻測(cè)試儀(如 ZC-8 型)測(cè)量,若電阻超標(biāo)(如保護(hù)接地>4Ω),需及時(shí)處理(如增補(bǔ)接地極、清理接地體腐蝕層)。
四、常見(jiàn)違規(guī)行為與風(fēng)險(xiǎn)
非防爆區(qū)設(shè)備接地若不滿(mǎn)足要求,可能引發(fā)以下問(wèn)題,需嚴(yán)格避免:
違規(guī) 1:用鐵絲、鋁線(xiàn)代替銅接地線(xiàn),或接地線(xiàn)截面過(guò)小 —— 導(dǎo)致故障電流無(wú)法導(dǎo)走,設(shè)備外殼帶電,引發(fā)人員觸電;
違規(guī) 2:信號(hào)接地與動(dòng)力接地共用一根接地線(xiàn) —— 導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流干擾 PLC 信號(hào),引發(fā)設(shè)備誤動(dòng)作(如傳感器數(shù)據(jù)跳變);
違規(guī) 3:接地螺栓松動(dòng)、接地體腐蝕 —— 導(dǎo)致接地電阻增大,漏電時(shí)斷路器不跳閘,設(shè)備長(zhǎng)期帶電,存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
非防爆區(qū)設(shè)備接地的核心邏輯是:以安全接地為基礎(chǔ)(防觸電、防燒毀),以功能接地為補(bǔ)充(保穩(wěn)定、抗干擾),以接地網(wǎng)為支撐(低阻抗、均電位)。需嚴(yán)格遵循 GB 50169 等規(guī)范,根據(jù)設(shè)備類(lèi)型(動(dòng)力設(shè)備 / 信號(hào)設(shè)備)選擇對(duì)應(yīng)的接地方式,定期檢測(cè)維護(hù),避免因接地不良引發(fā)安全事故或設(shè)備故障。
素材來(lái)源:
易啟邦(工控一體化縱深服務(wù)生態(tài)平臺(tái))編輯部
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