Padrões de aterramento de funcionamento e de proteção dos instrumentos

Equipamentos de controle autônomo com conexão à terra, como: painéis de instrumentos, armários de instrumentos, caixas de instrumentos, gabinetes e estações de operação de DCS/PLC/EDS, equipamentos de alimentação de instrumentos, racks para cabos, tubulações para passagem de fios, caixas de conexão e a camada de revestimento dos cabos blindados, além do piso antiestático nas salas de controle. Em geral, instrumentos de campo e transmissores que utilizam alimentação de 24V DC, e que não têm requisitos especiais, não precisam de aterramento de proteção. Métodos de aterramento de proteção: As estruturas para instrumentos no local, bem como os tubos para passagem dos fios, devem ser conectados a componentes metálicos já aterrados por meio de fios de aterramento, a cada 30 m. É importante ressaltar que a terração no local não deve ser feita utilizando equipamentos metálicos, tubulações ou componentes metálicos conectados a eles, que sejam usados para armazenar ou transportar substâncias inflamáveis. Os equipamentos de controle automático dos instrumentos na sala de controle, os gabinetes e os painéis de instrumentos devem ter barramentos de aterramento de proteção separados. Seu corpo de aterramento pode ser compartilhado com o corpo de aterramento do sistema elétrico. A cor da etiqueta do fio de conexão para a proteção contra terra dos instrumentos é verde. II. Aterramento de funcionamento O aterramento de funcionamento inclui o aterramento dos circuitos de sinal, o aterramento de blindagem e o aterramento para segurança intrínseca. 1. Aterramento do circuito de sinal: Em sistemas de sinal não isolados, deve ser estabelecido um ponto de referência de sinal unificado. Ou seja, realizar a terra do circuito de sinal. Geralmente, o polo negativo da fonte de alimentação DC é aterrado. Usar um sistema de sinais não isolado é, geralmente, a minha escolha preferida no projeto. Em tempo de operação, é extremamente raro que o sistema seja perturbado. Em sistemas de sinalização isolados, o sinal isolado pode não ser aterrado. A isolação a que se refere aqui significa que o circuito de cada sinal de entrada/saída está isolado dos demais sinais de entrada e saída. Garantir fonte de alimentação independente, isolamento mútuo em 1/5 da página e ponto de referência flutuante. Acho que, em sistemas com muitos circuitos, não se deve usar esse método facilmente. Deve-se instalar barramentos de aterramento para sinais e blindagem no sistema de controle. A cor do fio de aterramento é amarelo/verde. 2. Aterramento de blindagem: A camada de blindagem dos cabos e os fios de proteção devem ser aterrados. Em áreas sujeitas a raios intensos, os cabos multipolares comuns, instalados ao ar livre e sem blindagem, devem ter seus condutores de reserva blindados e conectados à terra. Principalmente para evitar que os relâmpagos gerem alta tensão nas linhas de sinal. Dentro da caixa de conexões no local, os fios de blindagem dos cabos, localizados em ambos os lados dos terminais, devem ser conectados entre si dentro da caixa. No mesmo circuito de sinal, a mesma camada de blindagem deve ser aterrada em um único ponto. Geralmente, a terra de blindagem deve ser feita no lado da sala de controle. Deve-se instalar barramentos de aterramento para sinais e blindagem no sistema de controle. A cor do fio de aterramento é amarelo/verde. 3. Aterramento de segurança intrínseca: O barramento do retentor de segurança Zener deve estar conectado ao terminal comum da fonte de alimentação DC (isso é feito principalmente para garantir a proteção de áreas perigosas em caso de falha na fonte de alimentação). Seu barramento ou guia é aterrado em regime intrinsecamente seguro. Deve ser instalado um barramento de aterramento intrinsecamente seguro no sistema de controle. A cor do fio de aterramento é azul/verde. Método de aterramento de funcionamento: As barras de aterramento de sinais e blindagem, bem como as barras de aterramento intrinsecamente seguras, são conectadas à barra de aterramento de funcionamento por meio de seus próprios fios de aterramento. Página 2/5: O que é mencionado a seguir são referências mais detalhadas: a terra dos instrumentos tem dois propósitos: um é a proteção e o outro é a função de terra para o funcionamento dos equipamentos. A diferença é a seguinte: 【Terra de proteção】 A terra de proteção contra raios é um sistema de terra que, em caso de ataque de raio (direto, por indução ou através das linhas de transmissão), serve para evitar danos. Geralmente, existe uma distinção entre a terra de proteção contra raios para sinais (eletricidade fraca) e a terra de proteção contra raios para fontes de energia (eletricidade forte). A razão para essa distinção não se deve apenas às diferentes exigências em relação à resistência de aterramento; na prática, a terra de proteção contra raios para sinais costuma ser instalada separadamente da terra destinada às fontes de energia. A conexão de aterramento segura da carcaça consiste em estabelecer uma boa conexão elétrica entre as partes metálicas do sistema que normalmente não estão sob tensão (como a estrutura do gabinete e a estrutura do painel de operação), e o solo, com o objetivo de proteger os equipamentos e as pessoas. A razão é que o sistema é alimentado por eletricidade de alta tensão (380, 220 ou 11V). Geralmente, a carcaça do equipamento não está carregada electricamente. No entanto, quando ocorre algum defeito (como um problema na fonte de alimentação do equipamento ou outros problemas), pode haver um curto-circuito entre o fio de alimentação e as partes metálicas condutoras da carcaça. Nesse caso, essas partes metálicas ou a própria carcaça se tornam corpos carregados electricamente. Se não houver um bom aterramento, será criada uma grande diferença de potencial entre esses corpos carregados e o solo. Se alguém tocar acidentalmente nesses corpos carregados, uma corrente elétrica passará pelo corpo dessa pessoa, o que representa um perigo. Portanto, é necessário estabelecer uma boa conexão entre a carcaça metálica e o terra, de modo que a carcaça e o terra fiquem no mesmo potencial elétrico. Além disso, a terra de proteção também pode evitar a acumulação de eletricidade estática. A terra de segurança consiste em estabelecer uma boa conexão elétrica entre as partes metálicas do sistema que normalmente não estão carregadas electricamente (como a estrutura do gabinete, a estrutura do painel de operação, etc.) e o solo, com o objetivo de proteger os equipamentos e as pessoas. A razão é que o sistema é alimentado por energia elétrica de alta tensão (380, 220 ou 110 V). Geralmente, a carcaça do equipamento não está eletrificada. No entanto, quando ocorre algum defeito (como um problema na fonte de alimentação do equipamento ou outros problemas), pode haver um curto-circuito entre o fio de alimentação e as partes metálicas condutoras da carcaça. Nesse caso, essas partes metálicas ou a própria carcaça se tornam corpos eletrificados. Se não houver um bom sistema de aterramento, será criada uma grande diferença de potencial entre esses corpos eletrificados e o solo. Se alguém tocar acidentalmente nesses corpos eletrificados, uma corrente elétrica passará pelo corpo dessa pessoa, o que representa um perigo. Portanto, é necessário estabelecer uma boa conexão entre a carcaça metálica e o terra, de modo que a carcaça e o terra fiquem no mesmo potencial elétrico. Além disso, a terra de proteção também pode evitar a acumulação de eletricidade estática. 【Aterramento de funcionamento】 O aterramento de funcionamento é um sistema de aterramento criado para garantir que o sistema e os instrumentos conectados a ele operem de forma confiável, além de assegurar a precisão das medições e do controle. É dividido em aterramento lógico da máquina, aterramento dos circuitos de sinal e aterramento de blindagem; em sistemas petroquímicos e outros sistemas à prova de explosão, existe também o aterramento intrinsecamente seguro. A terra da lógica da máquina, também chamada de terra da fonte de alimentação do host, é o ponto comum de potencial negativo dos níveis lógicos internos do computador, além de ser o ponto de saída de fontes de alimentação como +5V. Aterramento do circuito de sinal, como o aterramento do terminal negativo de cada transmissor, o aterramento do terminal negativo dos sinais digitais, etc. Aterramento de blindagem (aterramento da camada de blindagem dos sinais analógicos). Aterramento intrinsecamente seguro é o aterramento de instrumentos intrinsecamente seguros ou de barreiras de segurança. Esse aterramento, além de suprimir interferências, é também uma das medidas que conferem aos instrumentos e sistemas um caráter de segurança intrínseca. A ligação à terra em sistemas intrinsecamente seguros varia de acordo com as medidas de segurança adotadas pelos dispositivos utilizados. A seguir, será dado um exemplo do uso de retentores de segurança do tipo Zener, para ilustrar como é feita a ligação à terra nesse caso. A função da barreira de segurança é garantir que a área perigosa permaneça sempre dentro das faixas de tensão e alimentação seguras. Se houver um curto-circuito no lado de campo, devido ao efeito de limitação de corrente da resistência de carga e da resistência de proteção R, a corrente nos fios será mantida dentro de limites seguros. Dessa forma, não há risco de que a temperatura no lado de campo aumente demais, causando incêndio. No segundo caso, se houver um defeito no lado do computador, então o sinal de alta tensão é inserido no circuito de sinais. Devido ao efeito de limitação fornecido pelo diodo Zener, a tensão também fica dentro de uma faixa segura. Vale ressaltar que, com a introdução dos limitadores de tensão do tipo Zener, a resistência nos circuitos de sinal aumenta consideravelmente. Portanto, ao projetar a capacidade de carga dos circuitos de saída, é necessário levar em conta não apenas as reais necessidades de carga, mas também a resistência dos limitadores de tensão, deixando assim uma margem de segurança. Além dos tipos de aterramento mencionados acima, existe ainda um sistema de aterramento relacionado ao fornecimento de energia, que também é chamado de terra de funcionamento da fonte de corrente alternada. Trata-se de um aterramento necessário no sistema elétrico para seu funcionamento adequado (como o aterramento do ponto neutro)

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Padrões de projeto para aterramento dos sistemas de instrumentação HG/T 20513-2014