葉向東：男，1982年畢業于撫順石油學院自動化系，中國石化集團北京設計院、中國石化工程建設公司副總工程師，教授級高級工程師。

▼本文整理自儀表圈技術交流群2018年4月讨論

導讀

1.儀表的保護接地和工作接地可以單獨弄一個接地極嗎？

2.儀表單獨做個接地極會怎麼樣？

3.對同一個問題，不同的規範為什麼會有不同的規定？

4.全廠接地和單獨接地的争議

5.接地電阻1歐姆的來源是什麼？

6.常規儀表，電纜屏蔽層接不接地？是怎麼接地的？

問題一：儀表的保護接地和工作接地可以單獨弄一個接地極嗎？不管電氣有沒有做等電位，儀表可以單獨弄個接地極，把保護接地和工作接地連到儀表接地極嗎？截圖是一個接地規範的條文說明，最後面的一段怎麼理解？

是不是可以這樣認為：如果工廠的低壓配電系統已經完成全廠的等電位連接，那麼儀表系統應該與電氣共用接地系統，采用等電位連接。如果工廠沒有等電位連接系統，控制系統可以采用單獨接地，即保護接地應接到電氣專業的保護接地裝置，工作接地采用單獨的接地體，接地體應與保護接地體至少5米以上，并考慮與建築物(如控制室)獨立防雷地的距離？

葉總回答：儀表用電是來自電氣的交流供電系統的，所以必須采用電氣專業的保護接地，否則就不能起到保護作用，也不符合電氣專業的供電設計規範。儀表更不能單獨弄個接地極作為保護接地！因為交流供電系統是不能随便設計的。所以，上面截屏的最後一段是錯誤的。這句話是在規範的條文說明，僅僅是參考，不具有規範條文的效力！不能當作規定！編制組寫在這裡是有所考慮的。

儀表工作接地和儀表保護接地一定要接到一起，這已經是技術共識，容易被技術人員接受了，不論電氣專業的接地網是否采用與建築物等電位連接。所以，儀表工作接地和儀表保護接地一定要和電氣專業共用接地裝置，不能自己做接地裝置。這與電氣的接地系統是不是等電位系統沒有關系。

其實儀表工作接地能不能接到電氣專業的接地裝置，能不能與電氣專業共用接地裝置的條件并不是電氣專業接地系統是不是與建築物做了等電位連接。而是從供電系統的安全來說的。有關技術可以參考SH/T3081的條文說明。

問題二：儀表單獨做個接地極會怎麼樣？

葉總回答：建議先學習電氣專業的規範，看懂了就不會自己打接地極作為保護接地了！如果自己打接地極用來作為保護接地，又不和電氣共用，根本起不了保護作用！當用電設備發生故障時，你接觸了這個設備，就會受到電擊，甚至危及生命！

儀表專業如果沒有學習電氣專業的供配電技術和規範就不要涉及這方面的設計，交給電氣專業去做。儀表專業的接地也要看看設計規範，盡量按照規範規定做設計，不要老想着打擦邊球。有些規範也規定或建議了非正常條件下的做法，不到萬不得已時就不要遵循。

HG/T20513-2017中條文說明4.0.3的最後一句話是不對的，90年代的多起儀表損壞事故已經證明了。不再贅述。

問題三：有人說儀表的0電位和電氣的0電位不是同一個，會存在電壓差，起不到保護作用吧？但又有人說一個接地極做廠南面，一個廠北面，兩個接地極較遠，大地電位都是零，不會有電位差吧？是不是較近容易形成接地環流産生電位差呢？

葉總回答：如果兩個接地極所在的區域内沒有供配電系統的入地電流，也沒有外來的入地電流，可以認為大地的兩點之間的電位近似相等，沒有電位差。但實際環境中并不都是理想狀态，所以大地兩點之間的電位差是存在的，隻要大地上的某一點或幾點，特别是接地極上有入地電流就會産生地電位的升高，産生大地電位差。這與兩個接地點的距離沒有直接關系。跨步電壓就是例子。

問題四：假設電氣接地做不了小于4歐，怎麼辦？甚至做不到某些規定要求的小于1歐?

葉總回答：采用與電氣共用接地裝置的方式，儀表不再規定也不需要規定接地電阻。接地裝置由電氣專業按照電氣的有關規範設置，一般情況下，接地電阻為4歐，特殊情況還有相應的規定，可以參見電氣的規範。“某些規定要求的小于1歐”是沒有任何道理和依據的。

問題五：本安接地怎麼做？獨立的還是共用？現在電氣的等電位連接是強制要求嗎？

葉總回答：齊納式安全栅接地沒有要求1歐姆接地電阻，規範說的是接地連接電阻，也沒有要求獨立接地極。2003版的SH和HG兩個規範都是共用接地裝置，規定連接電阻。

問題六：建築物電氣多種類型的接地用同一接地裝置的原因是由于場地限制難以分開嗎？

葉總回答：共用接地系統是根據國内外電氣專業幾十年來的理論研究和大量實踐得出的結果，早已成為電氣專業的共識，并不是由于場地限制的原因。

儀表的SH和HG兩個2003版的接地規範并不落後于電氣，關于保護接地的原理和規定是一緻的！儀表工作接地的規定并不是來自電氣，而是具有專業特點的。SH/T3081-2003版主要内容和規定都是正确的，特别是糾正了1997版的嚴重錯誤！正在修訂的SH/T3081-2017版的規範補充完善了一些内容，并不意味着對SH/T3081-2003版的否定。

标準規範有時也會有瑕疵，有不确定性，有規定不到的地方，甚至有争議，這不奇怪，是工程技術實踐、探索、發展中經常發生的。規範的編制和修訂是很費勁兒的麻煩事兒，國内外都是一樣。

問題七：對同一個問題，不同的規範有時會有不同的規定，在所難免，拿不同規範中的不同點往一起讨論，估計是沒解，國内設計規範為什麼出現錯誤？出現錯誤的原因是否是參考國外規範所緻？上面所說的錯誤為什麼就寫規範裡了，不會是抄國外的時候抄錯啦？

葉總回答：上面的截屏是規範的條文說明，僅僅是參考，不具有規範條文的效力！不能當作規定！編制組寫在這裡是有所考慮的。

要說錯誤，國外的規範也常有錯誤！關于儀表接地最大的錯誤和誤導恰恰是來自國外的工程規範和國外供應商的胡說八道！

1991年前，中國的儀表接地是正确的，跟現在的SH /T3081-2003規範基本一緻，從來就沒有出現過故障和問題！

老外的錯誤和誤導帶來了接地故障和事故，錯誤概念影響了中國十幾年，當時很多中國的設計人員都提出過質疑。這些錯誤與國外的一些标準特别是歐洲的标準也不一緻！國外的規範之間也有矛盾和錯誤！

反倒是中國人提出了糾正老外流毒的做法，從電氣專業到儀表專業，從GB到SH、HG的規範曆經十餘年的正确規定和引導，基本糾正了老外的錯誤，但至今尚有少量餘毒！

問題八：我更相信實踐經驗，按照全部統一接地出了許多問題，許多系統集成商一再要求DCS單獨接地的。電氣的接地應該是零時候不是零，甚至220 380串入造成燒毀卡件。我在現場遇到統一接地造成DCS系統所有儀表上傳數據亂跳，我親自指揮電氣把接地拆除，重新單獨接地後恢複正常。所以我隻相信事實。

葉總回答：作為設計院更應該清楚電氣接地和儀表接地的功能和做法，更應該有行之有效的規範和正确的理論和實踐。在航空航天器裡，别說單獨打接地極，就是共用接地極也沒有，隻有公共參考點和等電位連接。既保證了用電安全，又保證了儀表和電子設備的正常運行！

正是因為國外标準的錯誤，才造成了90年代多起燒毀DCS卡件甚至控制器的事故！現在的DCS供應商已經糾正了它們的錯誤，采用共用接地裝置的工程規定了。近十五年中國新建了卅多個大型石化、煤化工項目，采用現行标準規範實施接地工程，沒有發生過由于正确接地産生的事故！這就是檢驗标準規範的實踐！

其他回答：

圈友G：你們是哪家的系統？現在系統供應商也不要求單獨做接地。我們的項目都是按規範執行的統一公共地，沒有發現任何問題。現在的全廠等電位連接應該是通用做法！電氣将全廠做網狀接地，足夠多的接地樁和連接扁鋼，接地網越大，網的接地電阻越小可以說約等于零。

任何系統，類型的接地隻要接進去，就翻不出浪花。隻是要在接地網前的連接線和接地點處有些講究，比如網前不同類型接地要分開，接地線足夠粗，絕緣好，接地點與防雷接地點距離足夠遠，等等要求。其實就是解決接地連接線互串的問題。如果不采用全廠等電位，其實就是把儀表的工作地單獨設接地樁，接地故障率肯定更多，而且是不可預測。

特别是土壤電阻率不太高，又不足夠低時，有限的儀表接地樁根本就不知道結果。全廠等電位從理論分析上肯定是最安全的，除非你的儀表地在廠外足夠遠，比如幾公裡以上。不屬于這個廠區。化工廠的現場金屬設備、管道等都有的接地要求，對電氣接地來說要求全廠等電位，彙總起來基本上就是一個接地網了。還真沒遇到過電氣接地是分開的情形！

圈友H：你們出現的問題不是因為全廠統一接地造成的，可以和電氣工程師咨詢一下，是否因為電氣等電位系統沒有做好，或者電氣短路漏電造成的。全廠接地網連接了，接地電阻接近零。規範就要求全廠連網共地,早晨和電氣總工程師請教了一下，單獨接地确實沒有全廠共地安全，早些年間，有單獨接地，實踐證明行之有效的措施是共地保證安全，規範才改了。

問題九：争議是有原因的，不然那麼多廠家都是傻子，要求單獨接地。也不是說全廠接地不行，而是說單獨接地也不是不可以。最近兩年規範才移除了單獨接地的條文，但沒有強制必須等電位，另外，沒有全廠等電位這種說法，否則規範何必對各個單體提出接地電阻要求？隻有MEB,SEB,LEB三種做法，否則何必規定4歐，10歐，30歐的接地電阻，全部1歐好了，皆大歡喜。1歐的接地電阻都讓人罵死了。

GB 50169,之前是寫接地可以分開接，後面移除了這句話，也是跟電氣設計規範統一起來了,全廠采用等電位是非常好的做法，現在确實都這麼做。比較省事.如果閉眼就能做的話，何必還要寫這些接地電阻,新規範，以及儀表防雷接地規範對儀表系統應做等電位要求，追根溯源，居然是因為控制室面積小，我都覺得這個規範解釋無法讓人滿意，可能需要問問編委了。儀表防雷設計規範采用等電位不是因為控制室面積小吧？

葉總回答：電氣專業的規範卅年前就是一個接地，規定了等電位接地方式。某些非電氣專業的規範誤入歧途地規定單獨接地是由于認識的局限性和錯誤的認識造成的，還有些錯誤來自國外的錯誤規定。電氣專業的接地電阻還考慮了不同地質條件下的工程實施方法。

SH/T3164-2012《石油化工儀表系統防雷設計規範》采用共用接地系統是根據國内外電氣專業的理論、實踐的成果和共識，與控制室面積無關。規範條文和條文說明根本沒有“控制室面積小”的說法！

問題十：在我的記憶中，接地電阻小于1歐姆是因為齊納安全栅的要求，那時還要求儀表做獨立的安全栅接地呢，每次電氣專業都很頭疼，尤其是在一些幹旱地區，為了滿足儀表獨立接地且小于1歐姆的要求，也是絞盡腦汁了。

其他讨論：

圈友G：規範是指接地連接電阻，接地連接電阻是指接地設備到接地網或接地極的這一段電阻。所以規範這樣定就很好操作，我們不管是4平方的還是更粗的線，百米電阻都小于1歐姆。隻是，這種前提必須是全廠大接地網才有意義。不然，單獨接地極不考慮土壤電阻率和接地極流散電阻，就是不完整的，也沒有意義了。衡量接地完整性的指标還得是回路的接地電阻。電氣專業實測并考慮土壤季節因素的工頻接地電阻。

圈友D：我們一個項目的接地在山東安監局做審查時也被要求做1歐姆的接地，專家的根據是50116裡面的一句話，還有一個信息機房的一個規範.

圈友G：我們儀表接地還比較省事，不用計算動穩定和熱穩定。信息機房的接地不管是S還是M型，重點考慮的不是電阻，而是頻率重疊引起天線效應，電阻無限大。所以保險的還要求不等長的雙接地網，一根是另一根的1.25長，與接地連接電阻關系不大。

齊納式安全栅的原理是反向擊穿快速導流。原理上和浪湧相似，所以對接地要求很高，規範接地連接電阻必須小于1歐姆，建議接地電阻實測也小于1歐姆。就是在接地網的接入點打入局部加強接地樁。光電轉換的不太清楚，理論上要求不高，4歐姆應該滿足要求。

圈友G：不用獨立，可以單獨打接地樁并滿足1歐姆，還是和電氣接地網用兩根扁鋼連起來，組成全廠等電位比較好！對接地電阻的要求，除了齊納式安全栅，其它的要求最高就是4歐姆了，好像保護是10歐姆，防雷是30歐姆，靜電是100歐姆。手邊沒資料，部分可能記不準，大概意思應該不錯.建築規定内容很多，也很有意思。

它主要說的是防雷地和保護地。前一個主要是建築鋼筋體自然接地，這其實對儀表來說不好把握，理論上儀表地接入點與它的接入點越遠越好。後一個就是強調等電位連接，以及局部等電位連接，包括金屬門窗。每家新房裝修都能在廁所找到等電位的黃綠線，但是很多家都是浮空并埋起來了。

問題十一：接地電阻1歐姆的來源是什麼？

葉總回答：編制SH3081-2003的時候，查閱了國内外大量的标準規範、設計規定、工程規定、工程手冊、技術資料，發現1歐姆的來源有兩個：一個是某研究所翻譯IEC60079.14時，把接地連接電阻翻譯成了接地電阻。這可能是最早出現的，翻譯版本好像是86年。另一個是霍尼韋爾公司TDC3000的工程手冊出現了5歐姆、1歐姆和0.1歐姆，手冊應用的第一個項目在1990年。

中國的第一批齊納式安全栅是1983年引進的EK系列（以前全部是隔離式安全栅），一直采用共用接地裝置，接地電阻為4歐姆。1986年應用其它兩個品牌的齊納式安全栅，開始有人采用1歐姆單獨接地方式。随着霍尼韋爾DCS在中國的使用，1歐姆單獨接地象瘟疫一樣漫延全國。

1991年、1993年、1995年IEC歐洲委員克瑞斯.塔三次到中國舉辦了7次技術交流，糾正1歐姆接地的錯誤，可惜放毒容易消毒難。中國的著名電氣專家王厚餘、林維勇等發表多篇文章論述接地問題，強烈反對1歐姆接地和信号系統單獨接地，并在2000年在GB50057-1994版的基礎上增加了第六章。

霍尼韋爾公司也在1998年版的工程手冊中改成共用接地裝置，接地電阻根據使用國家的電氣規範确定。中國和歐洲都是4歐姆，美國和加拿大是5歐姆。等同采用IEC60079的GB3836糾正了原來翻譯的錯誤，說的是1歐姆接地連接電阻。

但是GB50343、GB50116、GB50174等規範編制組将信将疑，還是猶猶豫豫地規定了“按最小值”，共用接地系統為1歐姆的規定。IEC、ISO、ISA、EU等标準從來沒有1歐姆接地電阻的規定，一直規定共用接地裝置。近年來中國的電氣、儀表也都分别規定了共用接地裝置，接地電阻按照電氣專業的規定4歐姆。國内外的多家DCS已經全部更新了接地工程資料。

說起來就象是講故事！呵呵！

電氣專業的接地電阻也有工作接地和保護接地之分。工作接地通常說的是發電廠，另當别論。保護接地是根據人體的耐受電流、人體在不同條件下的等效電阻等實驗歸納的。

歐洲和中國是4歐姆，美國和加拿大是5歐姆。美國佬比中國人抗電擊？也未可知。呵呵！

問題十二：SH/T3081-2003版對接地做了大量的修改，我工作的時候是1997版，那時候還是獨立安全栅接地，接地電阻1歐姆的要求呢。2003才提出的接地連接電阻的和等電位連接的。

圈友G：電氣的工作接地，應該是指供電系統中性點接地。儀表的工作地主要指DC24V的負極接地。

葉總回答：SH3081-97早已被SH/T3081-2003代替！千萬不要再看97版的舊規範！

供配電有很多關于設備運行安全的設施，發電廠有發電機組和電網運行的設施，這些都需要功能接地，是電氣專業的工作接地，幾句話說不清楚，可以參考有關書籍。

中性點接地僅僅是TN系統的配電接地，主要目的是安全接地，所以PE線就是這個系統的安全接地線。不是電氣專業的工作接地。

問題十三：接地電阻的大小，應由規範标準或制造商規定。通常減小接地電阻（公共耦合阻抗）有利于控制系統抗幹擾，但會增加投資；許多DCS、PLC産品，對接地電阻值大小的要求，相差甚遠。要求高的如1歐姆，要求低的隻要100歐姆即可。其原因就是存在于系統的絕緣性能和漏電流上的差異。

任何一種電子信息産品，包括控制系統在内，對正常工作條件（包括自然環境條件、電氣工作條件以及機械工作條件）的要求愈高，就意味着産品本身的性能和可信性愈差。

DCS工作接地為什麼1歐、3歐或者幾歐，是如何計算或者怎麼确定這個值的？

葉總回答：沒聽說DCS接地有3歐姆的。中國和歐盟按照電氣專業的保護接地是4歐姆，美國和加拿大是5歐姆。

第一，電氣控制電路、模拟電子電路、數字電子電路、中小規模集成電路、大規模集成電路都不需要接大地，所以，DDZ-II、DDZ-III、組裝式儀表、單回路調節儀表、各種模拟儀表、數字儀表都隻有外殼的保護接地，有的甚至沒有接地。根本就沒有儀表工作接地。

第二，單闆機、PC機、服務器、工作站計算機、小型計算機、通信交換機、路由器等也不接大地，也就沒有工作接地。

第三，凡是交流供電的金屬外殼的儀表都有保護接地，當然就是電氣專業的工業及民用供配電接地，按照電氣專業的規定為4歐姆接地。

第四，IEC标準，GB50057規定信息系統采用等電位接地方式，共用電氣專業接地裝置，對接地電阻沒有要求，自然采用電氣專業接地裝置的接地電阻。

第五，根據某外國軍用信息裝備實驗報告和結論得出的規定，采用網格型接地系統可以自成系統，不需要接大地，所有類型的接地包括電氣供配電接地可以就近接到這個接地網。

第六，根據調查，國外、國内的DCS、PLC的技術人員都沒有說出為什麼要有工作接地，隻說工程手冊就是這樣規定的。

第七，SH3081-2003采用共用接地裝置，沒有找到任何有根據的DCS、PLC關于接大地電阻的資料和說法，綜合以上各項，确定根據IEC的規定，共用接地裝置的接大地電阻就是電氣供配電的保護接地電阻。

第八，至今我們所見到的、所問到的，無論國内還是國外，沒有任何一個公司、一個個人提供過DCS、PLC、數字儀表工作接地電阻的原理、計算，甚至相關資料。

注意：沒有一個計算資料、沒有一個接大地電阻的數值的分析資料。

所以，編制組也不可能計算儀表工作接地的接大地電阻！不是編制組無能，是沒有“有能”的！

不信可以問問所有規定了儀表工作接地電阻值的标準、規範、規定的編制組：不論是1歐姆、4歐姆還是聳人聽聞的0.1歐姆，他們計算過嗎？你都用不着再問怎麼計算的！

隻有電氣專業的保護接地電阻是有根有據、經過計算和綜合論證确定的。

我也跟老外的高級技術人員交流過，也問過這個問題，這些老外表現出奇的一緻：兩手一伸，聳聳肩膀。呵呵！明白什麼意思了吧？

問題十四：常規儀表，電纜屏蔽層接不接地？是怎麼接地的？

葉總回答：儀表信号電纜屏蔽層不是儀表工作接地，但可以接到儀表工作接地上。具體可以看SH/T3081-2003。

問題十五：有一個規範中就規定了JX-300X型号的DCS要設置獨立的接地樁。

葉總回答：JX-300X是浙江中控十幾年前的産品，已經淘汰。經與浙江中控聯系咨詢，現在浙江中控的DCS采用的接地規範與SH/T3081-2003一緻。

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