专利名称：一种仪表及控制系统接地装置及接地方法
技术领域：
本发明涉及一种仪器仪表设备的保护装置及方法，特别涉及一种仪表及控制系统接地装置及接地方法。
背景技术：
仪表及控制系统最害怕的干扰，是地线引入的干扰。当某种外因使直流工作电源、 模拟信号、数字信号的公共地(参考电位点)的电位发生瞬变，轻则精度劣化、状态失准，重则程序紊乱甚至“死机”。由此引发的后果，可能给企业造成重大损失。现有的多种接地方案，能在很大程度上保证仪表及控制系统的正常运行。如图1 所示，该图描述了仪表和控制系统常规接地联结示意图；但是，由于现场种种客观条件的限制，难以将保护接地、工作接地、防雷接地功能区分清晰，各负其责地确保系统稳定运行。在很多企业，车间接地系统成网格状，保护接地、工作接地、供电系统交流工作地(中性点)都通过这同一网格接地。车间防雷接地的接地体与此网格也常未能达到足够距离。这样的接地系统在雷击时，受其瞬间大能量释放的影响，难以保证交流中性点和仪表及控制系统的公共地(参考电位点)不发生瞬间位移，对仪表和控制系统形成强干扰；在同一供电区域中， 若存在SCR供电的大功率负载，其丰富的高次谐波，常会使电源中性点频发瞬间位移，这对仪表及控制系统的可靠性更是随时可能发生的巨大威胁。因此急需一种保护仪表及控制系统安全、可靠地工作的装置及方法。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种保护仪表及控制系统安全、可靠地工作的装置及方法。本发明的目的之一是提出一种保护仪表及控制系统安全、可靠地工作的装置；本发明的目的之二是提出一种保护仪表及控制系统安全、可靠地工作的方法。本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的
本发明提供的一种仪表及控制系统接地装置，包括接地板、抗扰电抗器和至少一个信号回路接地汇流排，所述接地板埋于地中，所述抗扰电抗器一端与信号回路接地汇流排电连接，所述抗扰电抗器另一端与接地板电连接。进一步，还包括信号回路接地汇总板，所述信号回路接地汇总板一端与信号回路接地汇流排电连接，另一端与抗扰电抗器电连接；
进一步，还包括总接地板，所述总接地板一端与抗扰电抗器电连接，另一端与接地板电连接；
进一步，还包括屏蔽接地汇总板和至少一个屏蔽接地汇流排，所述屏蔽接地汇流排通过屏蔽接地汇总板与总接地板电连接，所述总接地板和接地板电连接；
进一步，还包括保护接地汇总板和至少一个保护接地汇流排，所述保护接地汇流排通过保护接地汇总板与总接地板电连接，所述总接地板和接地板电连接。
本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的
本发明提供的一种仪表及控制系统接地方法，包括以下步骤
1)在信号回路接地汇流排和接地板之间接入抗扰电抗器；
2)将保护接地汇流排和屏蔽接地汇流排与接地板直接连通。进一步，所述步骤1)中信号回路接地汇流排与抗扰电抗器之间还设置有信号回路接地汇总板，所述信号回路接地汇总板一端与信号回路接地汇流排电连接，另一端与抗扰电抗器电连接；
进一步，所述步骤2)中保护接地汇流排和接地板之间还设置有保护接地汇总板，所述保护接地汇流排通过保护接地汇总板与接地板电连接；所述屏蔽接地汇流排和接地板之间设置有屏蔽接地汇总板，所述屏蔽接地汇流排通过屏蔽接地汇总板与接地板电连接；
所述步骤2)中还包括总接地板，所述保护接地汇总板和屏蔽接地汇总板通过总接地板与接地板电连接。本发明的优点在于采用在信号回路接地汇流排和接地板之间接入抗扰电抗器， 受抗扰电抗器之阻，瞬变电压难以影响信号回路的公共地，当雷击或谐波干扰产生干扰E 扰，抗扰电抗器两端必会产生E抗，任何瞬间，E抗的电势极性，总是与E扰相反，幅值相等， 遂使信号回路公共地端电位维持不变，瞬变干扰能量被大地吸收；当信号回路自身因某种原因发生瞬变干扰时，只要出现E扰，必有E抗相对，极性相反，幅值相等，信号回路公共地端电位维持不变，瞬变干扰能量被系统(直流)电源两端和芯片的电源和地端并接的电容吸收。本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中
图1为仪表和控制系统常规接地联结示意图； 图2为仪表和控制系统信号回路通过抗扰电抗器接地联结示意图； 图3为信号回路通过抗扰电抗器接地工作示意图。图中，1为信号回路接地汇流排、2为抗扰电抗器、3为接地板、4为信号回路接地汇总板、5为总接地板、6为屏蔽接地汇流排、7为屏蔽接地汇总板、8为保护接地汇流排、9为保护接地汇总板。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。图2为仪表和控制系统信号回路通过抗扰电抗器接地联结示意图，如图所示本发明提供的一种仪表及控制系统接地装置，包括接地板3、接地总干线、总接地板5、抗扰电
4抗器2、信号回路接地汇总板4、至少一个信号回路接地汇流排1，屏蔽接地汇总板7、至少一个屏蔽接地汇流排6、保护接地汇总板9、至少一个保护接地汇流排8 ；将一个或多个信号回路接地汇流排通过信号回路接地汇总板集结后，连接抗扰电抗器，将抗扰电抗器一端与信号回路接地汇总板电连接，将抗扰电抗器另一端与总接地板电连接，然后通过接地总干线连接接地板，最后将接地板埋于地中组成一套完整的接地装置，接地板也可以采用其他的接地体或接地网格。还可以将一个或多个屏蔽接地汇流排连接在屏蔽接地汇总板上，然后与总接地板电连接，还可以将一个或多个保护接地汇流排连接在保护接地汇总板上，然后与总接地板电连接，最后总接地板和埋于地中的接地板电连接组成接地装置。本发明还提供了一种仪表及控制系统接地方法，包括以下步骤
1)在信号回路接地汇流排和接地板之间接入抗扰电抗器，具体过程如下 将一个或多个信号回路接地汇流排与信号回路接地汇总板电连接，然后再连接抗扰电抗器，将信号回路接地汇总板一端与信号回路接地汇流排电连接，另一端与抗扰电抗器电连接，将抗扰电抗器另一端与总接地板电连接，然后通过接地总干线连接接地板，最后将接地板埋于地中组成一套完整的接地装置，接地板也可以采用其他的接地体或接地网格。2)将保护接地汇流排和屏蔽接地汇流排与接地板直接连通，具体过程如下
将一个或多个保护接地汇流排和保护接地汇总板电连接，然后将保护接地汇总板与总接地板电连接；将一个或多个屏蔽接地汇流排和屏蔽接地汇总板电连接，然后将屏蔽接地汇总板与总接地板电连接，最后将总接地板与接地板电连接。图3为信号回路通过抗扰电抗器接地工作示意图，本发明提供的接地方法其原理是
图3以单线图示意信号回路通过抗扰电抗器接地时，无扰和有扰时的原理状况。在图 3中，(1)为按本研究将信号回路通过抗扰电抗器接地的电路结构示意图；(2)为无扰时，信号回路的V —端为稳定的地电位；(3)当雷击或谐波发生时，若有干扰E扰发生，抗扰电抗器两端必会产生E抗。任何瞬间，E抗的电势极性，总是与E扰相反，幅值相等，遂使V —端电位维持不变。在此过程中，瞬变干扰能量被大地吸收；(4)当信号回路自身因某种原因发生瞬变干扰时，只要出现E扰，必有E抗相对，极性相反，幅值相等，V —端电位维持不变。在此过程中，瞬变干扰能量被系统(直流)电源两端和芯片的电源和地端并接的电容器吸收。 实际上，由于抗扰电抗器的作用，对于信号回路而言，图中(4)和(3)与(2)无异。该装置将信号回路接地从常规的工作接地中分离，单独通过抗扰电抗器接地。所以本发明的实施例中屏蔽接地按常规方式，而将信号回路单设接地汇流排；在信号回路接地汇流排和接地网格或接地板之间接入一抗扰电抗器。正常情况下，信号回路接地与常规方式效果无异；当雷击或谐波干扰发生时，瞬变电压受抗扰电抗器之阻，难以影响信号回路的公共地，将通常归一为“工作接地”的信号回路和屏蔽分开，将信号回路通过抗扰电抗器接地。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种仪表及控制系统接地装置，其特征在于包括接地板、抗扰电抗器和至少一个信号回路接地汇流排，所述接地板埋于地中，所述抗扰电抗器一端与信号回路接地汇流排电连接，所述抗扰电抗器另一端与接地板电连接。
2.根据权利要求1所述的仪表及控制系统接地装置，其特征在于还包括信号回路接地汇总板，所述信号回路接地汇总板一端与信号回路接地汇流排连接，另一端与抗扰电抗器连接。
3.根据权利要求2所述的仪表及控制系统接地装置，其特征在于还包括总接地板，所述总接地板一端与抗扰电抗器电连接，另一端与接地板电连接。
4.根据权利要求3所述的仪表及控制系统接地装置，其特征在于还包括屏蔽接地汇总板和至少一个屏蔽接地汇流排，所述屏蔽接地汇流排通过屏蔽接地汇总板与总接地板电连接，所述总接地板和接地板电连接。
5.根据权利要求4所述的仪表及控制系统接地装置，其特征在于还包括保护接地汇总板和至少一个保护接地汇流排，所述保护接地汇流排通过保护接地汇总板与总接地板电连接，所述总接地板和接地板电连接。
6.一种仪表及控制系统接地方法，其特征在于包括以下步骤1)在信号回路接地汇流排和接地板之间接入抗扰电抗器；2)将保护接地汇流排和屏蔽接地汇流排与接地板直接连通。
7.根据权利要求6所述的仪表及控制系统接地方法，其特征在于所述步骤1)中信号回路接地汇流排与信号回路接地汇总板电连接，所述信号回路接地汇总板与抗扰电抗器的一端电连接，所述抗扰电抗器的另一端与接地板电连接。
8.根据权利要求6所述的仪表及控制系统接地方法，其特征在于所述步骤2)中保护接地汇流排和接地板之间还设置有保护接地汇总板，所述保护接地汇流排通过保护接地汇总板与接地板电连接；所述屏蔽接地汇流排和接地板之间设置有屏蔽接地汇总板，所述屏蔽接地汇流排通过屏蔽接地汇总板与接地板电连接。
9.根据权利要求8所述的仪表及控制系统接地方法，其特征在于所述步骤2)中还包括总接地板，所述保护接地汇总板和屏蔽接地汇总板通过总接地板与接地板电连接。
全文摘要
本发明公开了一种仪表及控制系统接地装置，包括接地板、抗扰电抗器和至少一个信号回路接地汇流排，将信号回路接地汇流排与信号回路接地汇总板连接，然后再连接抗扰电抗器后与总接地板连接，通过接地板，最后埋于地中；本发明采用接入抗扰电抗器，瞬变电压难以影响信号回路的公共地，当雷击或谐波干扰产生干扰E扰时，抗扰电抗器两端必会产生E抗，E抗的电势极性与E扰相反，幅值相等，信号回路公共地端电位维持不变，瞬变干扰能量被大地吸收；当信号回路自身因某种原因发生瞬变干扰时，只要出现E扰，必有E抗相对，极性相反，幅值相等，使信号回路公共地端电位维持不变，瞬变干扰能量被系统电源两端、芯片电源和地端并接的电容吸收。
文档编号H01R4/66GK102437438SQ20111025055
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者李惕新, 汪华平 申请人:机械工业第三设计研究院