泵站自動化系統(tǒng)中的電氣隔離措施是確保設(shè)備安全運(yùn)行、防止干擾及保障人員安全的重要技術(shù)手段,主要包括以下幾類:
1. 物理隔離設(shè)計(jì)
通過空間布局實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電分離。動力柜(如變頻器、電機(jī)控制回路)與信號控制柜(PLC、傳感器等)分開放置,間距≥1米;電纜溝內(nèi)動力電纜與信號電纜分層敷設(shè),中間設(shè)置金屬隔板。此類措施可減少電磁耦合干擾,降低短路風(fēng)險(xiǎn)。
2. 隔離器件應(yīng)用
- 光電耦合器:在PLC數(shù)字量輸入/輸出端采用TLP521等光耦芯片,實(shí)現(xiàn)控制回路(24VDC)與現(xiàn)場設(shè)備(220VAC)的電氣隔離,阻斷共模電壓。
- 隔離變壓器:為PLC、儀表等敏感設(shè)備配置1:1隔離電源,次級繞組不接地,消除地環(huán)路電流。如對4-20mA變送器供電時(shí),隔離電壓需達(dá)1500V以上。
- 信號隔離器:在模擬量回路中加裝ADUM1410等磁耦隔離模塊,將傳感器信號與控制系統(tǒng)隔離,抑制浪涌和脈沖干擾。
3. 屏蔽與接地優(yōu)化
采用雙絞屏蔽電纜傳輸RS485等信號,屏蔽層單點(diǎn)接地(通常在控制室端);為變頻器輸出電纜配置鐵氧體磁環(huán),吸收高頻諧波。不同接地系統(tǒng)(保護(hù)地、工作地、防雷地)通過等電位聯(lián)結(jié)器連接,接地電阻≤4Ω。
4. 繼電器隔離
在接觸器線圈與PLC輸出模塊間加入中間繼電器,利用繼電器線圈與觸點(diǎn)間的空氣間隙(耐壓≥2500V)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電隔離。需選用帶滅弧裝置的繼電器,觸點(diǎn)容量需高于負(fù)載電流20%。
5. 安全隔離柵
在防爆區(qū)域使用齊納柵或隔離式安全柵,將危險(xiǎn)區(qū)(如液位傳感器)與非危險(xiǎn)區(qū)(控制柜)間的能量限制在安全范圍內(nèi)。例如,對Ex ia級本安回路,隔離柵需滿足IEC 60079-11標(biāo)準(zhǔn),限制輸出功率≤1.2W。
實(shí)施要點(diǎn):需結(jié)合泵站實(shí)際工況選擇隔離等級,如潮濕環(huán)境需采用IP67防護(hù)等級的隔離器件;定期檢測隔離器件絕緣電阻(≥100MΩ@500VDC),確保隔離效能。通過多層次隔離設(shè)計(jì),可有效提升系統(tǒng)EMC性能,降低故障率30%以上。

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