一種儀表及控制系統接地裝置及接地方法
2023-09-20 05:04:55
專利名稱：一種儀表及控制系統接地裝置及接地方法
技術領域：
本發明涉及一種儀器儀表設備的保護裝置及方法，特別涉及一種儀表及控制系統接地裝置及接地方法。
背景技術：
儀表及控制系統最害怕的幹擾，是地線引入的幹擾。當某種外因使直流工作電源、 模擬信號、數位訊號的公共地(參考電位點)的電位發生瞬變，輕則精度劣化、狀態失準，重則程序紊亂甚至「死機」。由此引發的後果，可能給企業造成重大損失。現有的多種接地方案，能在很大程度上保證儀表及控制系統的正常運行。如圖1 所示，該圖描述了儀表和控制系統常規接地聯結示意圖；但是，由於現場種種客觀條件的限制，難以將保護接地、工作接地、防雷接地功能區分清晰，各負其責地確保系統穩定運行。在很多企業，車間接地系統成網格狀，保護接地、工作接地、供電系統交流工作地(中性點)都通過這同一網格接地。車間防雷接地的接地體與此網格也常未能達到足夠距離。這樣的接地系統在雷擊時，受其瞬間大能量釋放的影響，難以保證交流中性點和儀表及控制系統的公共地(參考電位點)不發生瞬間位移，對儀表和控制系統形成強幹擾；在同一供電區域中， 若存在SCR供電的大功率負載，其豐富的高次諧波，常會使電源中性點頻發瞬間位移，這對儀表及控制系統的可靠性更是隨時可能發生的巨大威脅。因此急需一種保護儀表及控制系統安全、可靠地工作的裝置及方法。
發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明提出一種保護儀表及控制系統安全、可靠地工作的裝置及方法。本發明的目的之一是提出一種保護儀表及控制系統安全、可靠地工作的裝置；本發明的目的之二是提出一種保護儀表及控制系統安全、可靠地工作的方法。本發明的目的之一是通過以下技術方案來實現的
本發明提供的一種儀表及控制系統接地裝置，包括接地板、抗擾電抗器和至少一個信號迴路接地匯流排，所述接地板埋於地中，所述抗擾電抗器一端與信號迴路接地匯流排電連接，所述抗擾電抗器另一端與接地板電連接。進一步，還包括信號迴路接地匯總板，所述信號迴路接地匯總板一端與信號迴路接地匯流排電連接，另一端與抗擾電抗器電連接；
進一步，還包括總接地板，所述總接地板一端與抗擾電抗器電連接，另一端與接地板電連接；
進一步，還包括屏蔽接地匯總板和至少一個屏蔽接地匯流排，所述屏蔽接地匯流排通過屏蔽接地匯總板與總接地板電連接，所述總接地板和接地板電連接；
進一步，還包括保護接地匯總板和至少一個保護接地匯流排，所述保護接地匯流排通過保護接地匯總板與總接地板電連接，所述總接地板和接地板電連接。
本發明的目的之二是通過以下技術方案來實現的
本發明提供的一種儀表及控制系統接地方法，包括以下步驟
1)在信號迴路接地匯流排和接地板之間接入抗擾電抗器；
2)將保護接地匯流排和屏蔽接地匯流排與接地板直接連通。進一步，所述步驟1)中信號迴路接地匯流排與抗擾電抗器之間還設置有信號迴路接地匯總板，所述信號迴路接地匯總板一端與信號迴路接地匯流排電連接，另一端與抗擾電抗器電連接；
進一步，所述步驟2)中保護接地匯流排和接地板之間還設置有保護接地匯總板，所述保護接地匯流排通過保護接地匯總板與接地板電連接；所述屏蔽接地匯流排和接地板之間設置有屏蔽接地匯總板，所述屏蔽接地匯流排通過屏蔽接地匯總板與接地板電連接；
所述步驟2)中還包括總接地板，所述保護接地匯總板和屏蔽接地匯總板通過總接地板與接地板電連接。本發明的優點在於採用在信號迴路接地匯流排和接地板之間接入抗擾電抗器， 受抗擾電抗器之阻，瞬變電壓難以影響信號迴路的公共地，當雷擊或諧波幹擾產生幹擾E 擾，抗擾電抗器兩端必會產生E抗，任何瞬間，E抗的電勢極性，總是與E擾相反，幅值相等， 遂使信號迴路公共地端電位維持不變，瞬變幹擾能量被大地吸收；當信號迴路自身因某種原因發生瞬變幹擾時，只要出現E擾，必有E抗相對，極性相反，幅值相等，信號迴路公共地端電位維持不變，瞬變幹擾能量被系統(直流)電源兩端和晶片的電源和地端並接的電容吸收。本發明的其它優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其它優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中
圖1為儀表和控制系統常規接地聯結示意圖； 圖2為儀表和控制系統信號迴路通過抗擾電抗器接地聯結示意圖； 圖3為信號迴路通過抗擾電抗器接地工作示意圖。圖中，1為信號迴路接地匯流排、2為抗擾電抗器、3為接地板、4為信號迴路接地匯總板、5為總接地板、6為屏蔽接地匯流排、7為屏蔽接地匯總板、8為保護接地匯流排、9為保護接地匯總板。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護範圍。圖2為儀表和控制系統信號迴路通過抗擾電抗器接地聯結示意圖，如圖所示本發明提供的一種儀表及控制系統接地裝置，包括接地板3、接地總幹線、總接地板5、抗擾電
4抗器2、信號迴路接地匯總板4、至少一個信號迴路接地匯流排1，屏蔽接地匯總板7、至少一個屏蔽接地匯流排6、保護接地匯總板9、至少一個保護接地匯流排8 ；將一個或多個信號迴路接地匯流排通過信號迴路接地匯總板集結後，連接抗擾電抗器，將抗擾電抗器一端與信號迴路接地匯總板電連接，將抗擾電抗器另一端與總接地板電連接，然後通過接地總幹線連接接地板，最後將接地板埋於地中組成一套完整的接地裝置，接地板也可以採用其他的接地體或接地網格。還可以將一個或多個屏蔽接地匯流排連接在屏蔽接地匯總板上，然後與總接地板電連接，還可以將一個或多個保護接地匯流排連接在保護接地匯總板上，然後與總接地板電連接，最後總接地板和埋於地中的接地板電連接組成接地裝置。本發明還提供了一種儀表及控制系統接地方法，包括以下步驟
1)在信號迴路接地匯流排和接地板之間接入抗擾電抗器，具體過程如下 將一個或多個信號迴路接地匯流排與信號迴路接地匯總板電連接，然後再連接抗擾電抗器，將信號迴路接地匯總板一端與信號迴路接地匯流排電連接，另一端與抗擾電抗器電連接，將抗擾電抗器另一端與總接地板電連接，然後通過接地總幹線連接接地板，最後將接地板埋於地中組成一套完整的接地裝置，接地板也可以採用其他的接地體或接地網格。2)將保護接地匯流排和屏蔽接地匯流排與接地板直接連通，具體過程如下
將一個或多個保護接地匯流排和保護接地匯總板電連接，然後將保護接地匯總板與總接地板電連接；將一個或多個屏蔽接地匯流排和屏蔽接地匯總板電連接，然後將屏蔽接地匯總板與總接地板電連接，最後將總接地板與接地板電連接。圖3為信號迴路通過抗擾電抗器接地工作示意圖，本發明提供的接地方法其原理是
圖3以單線圖示意信號迴路通過抗擾電抗器接地時，無擾和有擾時的原理狀況。在圖 3中，(1)為按本研究將信號迴路通過抗擾電抗器接地的電路結構示意圖；(2)為無擾時，信號迴路的V —端為穩定的地電位；(3)當雷擊或諧波發生時，若有幹擾E擾發生，抗擾電抗器兩端必會產生E抗。任何瞬間，E抗的電勢極性，總是與E擾相反，幅值相等，遂使V —端電位維持不變。在此過程中，瞬變幹擾能量被大地吸收；(4)當信號迴路自身因某種原因發生瞬變幹擾時，只要出現E擾，必有E抗相對，極性相反，幅值相等，V —端電位維持不變。在此過程中，瞬變幹擾能量被系統(直流)電源兩端和晶片的電源和地端並接的電容器吸收。 實際上，由於抗擾電抗器的作用，對於信號迴路而言，圖中(4)和(3)與(2)無異。該裝置將信號迴路接地從常規的工作接地中分離，單獨通過抗擾電抗器接地。所以本發明的實施例中屏蔽接地按常規方式，而將信號迴路單設接地匯流排；在信號迴路接地匯流排和接地網格或接地板之間接入一抗擾電抗器。正常情況下，信號迴路接地與常規方式效果無異；當雷擊或諧波幹擾發生時，瞬變電壓受抗擾電抗器之阻，難以影響信號迴路的公共地，將通常歸一為「工作接地」的信號迴路和屏蔽分開，將信號迴路通過抗擾電抗器接地。以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種儀表及控制系統接地裝置，其特徵在於包括接地板、抗擾電抗器和至少一個信號迴路接地匯流排，所述接地板埋於地中，所述抗擾電抗器一端與信號迴路接地匯流排電連接，所述抗擾電抗器另一端與接地板電連接。
2.根據權利要求1所述的儀表及控制系統接地裝置，其特徵在於還包括信號迴路接地匯總板，所述信號迴路接地匯總板一端與信號迴路接地匯流排連接，另一端與抗擾電抗器連接。
3.根據權利要求2所述的儀表及控制系統接地裝置，其特徵在於還包括總接地板，所述總接地板一端與抗擾電抗器電連接，另一端與接地板電連接。
4.根據權利要求3所述的儀表及控制系統接地裝置，其特徵在於還包括屏蔽接地匯總板和至少一個屏蔽接地匯流排，所述屏蔽接地匯流排通過屏蔽接地匯總板與總接地板電連接，所述總接地板和接地板電連接。
5.根據權利要求4所述的儀表及控制系統接地裝置，其特徵在於還包括保護接地匯總板和至少一個保護接地匯流排，所述保護接地匯流排通過保護接地匯總板與總接地板電連接，所述總接地板和接地板電連接。
6.一種儀表及控制系統接地方法，其特徵在於包括以下步驟1)在信號迴路接地匯流排和接地板之間接入抗擾電抗器；2)將保護接地匯流排和屏蔽接地匯流排與接地板直接連通。
7.根據權利要求6所述的儀表及控制系統接地方法，其特徵在於所述步驟1)中信號迴路接地匯流排與信號迴路接地匯總板電連接，所述信號迴路接地匯總板與抗擾電抗器的一端電連接，所述抗擾電抗器的另一端與接地板電連接。
8.根據權利要求6所述的儀表及控制系統接地方法，其特徵在於所述步驟2)中保護接地匯流排和接地板之間還設置有保護接地匯總板，所述保護接地匯流排通過保護接地匯總板與接地板電連接；所述屏蔽接地匯流排和接地板之間設置有屏蔽接地匯總板，所述屏蔽接地匯流排通過屏蔽接地匯總板與接地板電連接。
9.根據權利要求8所述的儀表及控制系統接地方法，其特徵在於所述步驟2)中還包括總接地板，所述保護接地匯總板和屏蔽接地匯總板通過總接地板與接地板電連接。
全文摘要
本發明公開了一種儀表及控制系統接地裝置，包括接地板、抗擾電抗器和至少一個信號迴路接地匯流排，將信號迴路接地匯流排與信號迴路接地匯總板連接，然後再連接抗擾電抗器後與總接地板連接，通過接地板，最後埋於地中；本發明採用接入抗擾電抗器，瞬變電壓難以影響信號迴路的公共地，當雷擊或諧波幹擾產生幹擾E擾時，抗擾電抗器兩端必會產生E抗，E抗的電勢極性與E擾相反，幅值相等，信號迴路公共地端電位維持不變，瞬變幹擾能量被大地吸收；當信號迴路自身因某種原因發生瞬變幹擾時，只要出現E擾，必有E抗相對，極性相反，幅值相等，使信號迴路公共地端電位維持不變，瞬變幹擾能量被系統電源兩端、晶片電源和地端並接的電容吸收。
文檔編號H01R4/66GK102437438SQ20111025055
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者李惕新, 汪華平 申請人:機械工業第三設計研究院