仪表外壳是否需要接地

仪表外壳是否需要接地
2024年12月03日 15:01 防爆云平台

1 仪表外壳接地

仪表金属外壳是否需要接地是大家经常争论的问题,也是安全检查中经常遇到的问题,不同标准要求也存在一些差异。以下是几个具有代表性的标准要求,本文分析标准规范的条文背景及用意,进行讨论并给出工程建议。

(1)SH/T 3081-2019

SH/T 3081-2019《石油化工仪表接地设计规范》正文:

a)与己经接地的金属盘、台、箱、柜、架等电气接触良好,或与其实施了导电连接的仪表和控制系统的外露导电部分可不另外实施保护接地。

b)非爆炸危险环境中,供电电压低于36V 的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱,可不实施保护接地,但对于可能与高于36V 电压设备接触的应实施保护接地

c)爆炸危险环境中,非本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应实施保护接地本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱可不实施保护接地

从规范的条文可以看出: a)认可自然接地;b)是从人身安全电压考虑作出的规定;c)是从爆炸性环境考虑,36V是人身安全电压,并非爆炸性环境的安全电压,爆炸性环境的接地实施可以本安和非本安进行区分。该条文规定应更细致为好。

(2)GB 50257-2014

GB 50257-2014《爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》正文中要求:在爆炸危险环境的电气设备的金属外壳、金属构架、安装在已接地的金属结构上的设备、金属配线管及其配件、电缆保护管、电缆的金属护套等非带电的裸露金属部分,均应接地

条文说明中进一步说明了正文要求的依据:根据现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定进行修订,在爆炸危险环境内的所有电气设备的金属外壳,无论是否安装在已接地的金属结构上都应接地。为保证人民生命财产安全,将此条列为强制性条文。

从以上要求看出,GB 50257-2014不认可自然接地,而大多数的仪表标准认可自然接地。同时,GB 50257-2014上述要求没有区分电压等级,也就是说对于所有电压等级,在爆炸危险环境的电气设备的金属外壳均需接地。无论是从防爆原理和工程实际,该规范的此项规定都偏严格,有过度防范之嫌。

(3)GB/T 3836.15-2017

GB/T 3836.15-2017《爆炸性环境第15部分:电气装置的设计、选型和安装》在第6章节“防止危险(易燃)火花”中对安全特低电压系统(SELV)有如下要求:

安全特低电压系统(SELV)应符合GB/T16895.21第414章规定的要求。任何裸露导电部件可不接地,也可接地。SELV用安全隔离变压器应符合GB/T19212.7的要求。

安全特低电压(SELV)的定义是,在下列条件下,电力系统的电压不超过特低电压的值:

──在正常条件下,和

──在单一故障条件下,包括其他电路中的接地故障。

GB/T 16895.21-2020《低压电气装置第4-41部分:安全防护电击防护》中定义SELV通常要求电压不超过交流50V或直流120V(见IEC 61140)。

从以上要求看出,如果仪表属于安全特低电压系统(SELV),针对防爆要求,不论爆炸性环境分区如何以及不论仪表防爆型式如何,仪表金属外壳可不接地,也可接地。该标准的规定更科学、准确,也给工程实施留有余地,但叙述略复杂,并有关联标准。

(4)GB/T 16895.21-2020

GB/T 16895.21-2020《低压电气装置第4-41部分:安全防护电击防护》是以GB/T 17045-2020为依据编制的人和家畜的基本电气安全标准,规定了电击防护的基本要求,包括对人体和家畜的基本防护和故障防护。

(5)GB/T 17045-2020

GB/T 17045-2020《点击防护装置和设备的通用部分》规定:电击防护的基本原则是在正常情况下和在单一故障的情况下危险的带电部分是不可触及的,而可触及的可导电部分是不可以带危险电位的。

低压(LV)用基本防护和一般的故障防护来确保电击防护。当使用特低电压(ELV)时,不需要故障防护,在某些条件下,基本防护是由限制电压来提供的。这些条件包括特殊应用定义的接触面积、湿度、电压、电流及其他。

根据GB/T 16895.21-2020和GB/T 17045-2020,安全特低电压系统(SELV)不以电气设备金属外壳接地作为保护措施,电气设备金属外壳可不接地,也可接地。该规定比较科学、细致,并没有“一刀切”,便于灵活运用,但不符合某些“统归划一”的习惯。

(6)总结和工程建议

从防止信号干扰的角度,仪表金属外壳不需要接地。从防爆型式有效性的角度,仪表金属外壳接地并非防爆型式有效性的前提条件。从人身电击防护的角度,仪表金属外壳可不接地,也可接地。

仪表供电及电路和仪表金属外壳之间是绝缘的,绝缘强度和可靠性足够好时,仪表金属外壳不需要接地。GB/T 3836.15-2017规定安全特低电压系统(SELV)的电气设备金属外壳可不接地,也可接地,保护措施之一就是良好的绝缘。

具体工程实施中可以采用以下两种方式之一:

a)根据工程实际情况和标准适用范围选择适用的标准,严格执行标准要求,不苛求道理。

b)安全特低电压系统(SELV)的仪表金属外壳可不接地,也可接地。非安全特低电压系统(SELV)时,仪表金属外壳应接地。工程实际中也可以对重点管控并且危险性大的场所实施更为严格的要求,比如爆炸性环境0区和1区内的仪表金属外壳接地。

由于标准要求并不一致,通常应遵循某一适用标准,不宜简单行事,刻意符合所有标准,某些标准之间由于针对的行业和适用对象不同而有相悖的条款,不能兼顾。具体工程实施中宜和监管部门及检查者协商沟通。

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