Estándares de puesta a tierra para funcionamiento de instrumentos y protección

Equipos de control autónomo conectados a tierra, como: tableros de instrumentos, armarios de instrumentos, cajas de instrumentos, gabinetes y estaciones de operación de DCS/PLC/EDS, equipos de alimentación de instrumentos, canaletas para cables, tuberías para paso de cables, cajas de conexiones y la capa de blindaje de los cables blindados, así como suelos antiestáticos en las salas de control. En general, los instrumentos de campo y transmisores que utilizan una fuente de alimentación de 24 V DC no requieren protección contra tierra si no hay requisitos especiales al respecto. Métodos de puesta a tierra: Los bastidores para instrumentos en el sitio, así como los tubos por donde pasan los cables, deben conectarse con componentes metálicos ya puestos a tierra, cada 30 metros, mediante cables de tierra. Cabe señalar especialmente que la puesta a tierra en el sitio no debe realizarse nunca utilizando equipos metálicos, tuberías para el almacenamiento y transporte de medios inflamables, ni tampoco los componentes metálicos conectados a ellos. Los equipos de control automático, los gabinetes y los paneles de instrumentos en la sala de control deben contar con una barra de puesta a tierra de protección separada. Su cuerpo de puesta a tierra puede compartirse con el cuerpo de puesta a tierra del sistema eléctrico. El color de la marca del cable de conexión a tierra de protección de los instrumentos es verde. II. Puesta a tierra de funcionamiento. La puesta a tierra de funcionamiento incluye la puesta a tierra de los circuitos de señal, la puesta a tierra de blindaje y la puesta a tierra para seguridad intrínseca. 1. Puesta a tierra del circuito de señales: En los sistemas de señales no aislados, se debe establecer un punto de referencia único para las señales. Es decir, se realiza la puesta a tierra del circuito de señales. Por lo general, el polo negativo de la fuente de corriente continua se conecta a tierra. Utilizar un sistema de señales no aislado es, por lo general, mi método preferido en el diseño. Durante su funcionamiento, es extremadamente raro que el sistema se vea afectado por interferencias. En los sistemas de señales aislados, la señal aislada puede no estar conectada a tierra. La aislación a la que se refiere aquí significa que el circuito de cada señal de entrada/salida está aislado de los demás circuitos de señales de entrada y salida. Lograr una fuente de alimentación independiente, aislamiento entre sí en 1/5 de página y punto de referencia flotante. Creo que en sistemas con muchos circuitos, no se debe usar este método a la ligera. Dentro del sistema de control, deben instalarse barras colectoras para las señales y la puesta a tierra de blindaje. El color de la línea de tierra está identificado como amarillo/verde. 2. Puesta a tierra de la capa de blindaje: La capa de blindaje del cable y los cables de desviación de campos deben conectarse a tierra. En zonas con tormentas eléctricas intensas, los cables multipolares comunes aéreos y sin blindaje en el exterior deben tener sus conductores de respaldo conectados a tierra mediante blindaje. Principalmente, se hace para evitar que los rayos generen altas tensiones en las líneas de señal. Dentro de la caja de conexiones en el sitio, los cables aislantes situados a ambos lados de los terminales deben conectarse entre sí dentro de la caja. En el mismo circuito de señal, la misma capa de blindaje debe conectarse a tierra en un solo punto. Por lo general, la puesta a tierra de blindaje debe realizarse en el lado de la sala de control. Dentro del sistema de control, deben instalarse barras colectoras para las señales y la puesta a tierra de blindaje. El color de la línea de tierra está identificado como amarillo/verde. 3. Conexión a tierra de seguridad intrínseca: La barra de conexión del barrera de seguridad Zener debe estar conectada al terminal común de la fuente de alimentación continua (esto sirve principalmente para proteger las zonas peligrosas en caso de fallo en la fuente de alimentación). Su barramento o guía se conecta a tierra en modo intrínsecamente seguro. En el sistema de control, se debe instalar una barra de conexión a tierra intrínsecamente segura. El color de la línea de tierra está identificado como azul/verde. Método de puesta a tierra de las instalaciones: Los barramentos de puesta a tierra para las señales y la protección contra interferencias, así como los barramentos de puesta a tierra de tipo intrínsecamente seguro, se conectan al barramento de puesta a tierra principal a través de sus respectivos cables de conexión. Página 2/5: Lo que se menciona a continuación son referencias más detalladas: la puesta a tierra de los instrumentos tiene dos propósitos: uno es la protección y el otro, la funcionalidad. La diferencia es la siguiente: 【Conexión a tierra de protección】 La conexión a tierra contra rayos es un sistema de conexión a tierra que se utiliza para evitar daños cuando se produce un ataque de rayos (ya sea directo, por inducción o a través de las líneas eléctricas). Con frecuencia, se hace distinción entre la puesta a tierra para protección contra rayos de las señales (corriente débil) y la puesta a tierra para protección contra rayos de la alimentación eléctrica (corriente fuerte). La razón de esta distinción no radica únicamente en las diferentes exigencias en cuanto a la resistencia de puesta a tierra, sino también en que, en la práctica ingenieril, la puesta a tierra para protección de las señales suele estar conectada a una red de tierras independiente, separada de la puesta a tierra destinada a la alimentación eléctrica. La conexión de tierra segura de la carcasa consiste en establecer una buena conexión conductiva entre las partes metálicas del sistema que normalmente no están cargadas eléctricamente (la carcasa del gabinete, la carcasa de la consola, etc.) y la tierra, con el fin de proteger tanto los equipos como a las personas. La razón es que el sistema cuenta con una alimentación de alta tensión (380, 220 o 110 V). Por lo general, la carcasa y otros componentes metálicos no están cargados eléctricamente. Sin embargo, cuando ocurre un fallo (como un problema en la fuente de alimentación del equipo u otro tipo de fallo), se produce un cortocircuito entre el cable de alimentación y esos componentes metálicos. En ese caso, dichos componentes se vuelven conductores de electricidad. Si no hay una buena conexión a tierra, entonces existe una gran diferencia de potencial entre estos componentes cargados y la tierra. Si una persona toca accidentalmente estos componentes, se creará un circuito eléctrico a través de su cuerpo, lo cual representa un peligro. Por lo tanto, es necesario establecer una buena conexión entre la carcasa metálica y la tierra, de modo que la carcasa y la tierra estén a el mismo potencial eléctrico. Además, la conexión a tierra de protección también puede evitar la acumulación de electricidad estática. La conexión a tierra segura consiste en establecer una buena conexión conductora entre las partes metálicas del sistema que normalmente no están cargadas eléctricamente (como la carcasa del gabinete o la carcasa de la consola de operación) y la tierra, con el fin de proteger tanto los equipos como a las personas. La razón es que el sistema cuenta con una alimentación de alta tensión (380, 220 o 110 V). Por lo general, la carcasa del equipo no está cargada eléctricamente. Sin embargo, cuando ocurre algún fallo (como un problema en la fuente de alimentación del equipo u otros problemas), se produce un cortocircuito entre el cable de alimentación y las partes metálicas conductoras de la carcasa. En ese caso, estas partes metálicas o la propia carcasa se convierten en elementos cargados eléctricamente. Si no hay una buena conexión a tierra, entonces existe una gran diferencia de potencial entre estos elementos cargados y la tierra. Si una persona toca accidentalmente estos elementos cargados, se creará un circuito eléctrico a través de su cuerpo, lo cual representa un peligro. Por lo tanto, es necesario establecer una buena conexión entre la carcasa metálica y la tierra, de modo que la carcasa y la tierra estén a el mismo potencial eléctrico. Además, la conexión a tierra de protección también puede evitar la acumulación de electricidad estática. 【Conexión a tierra de funcionamiento】 La conexión a tierra de funcionamiento se establece para que el sistema y los instrumentos conectados a él puedan operar de manera fiable, y así garantizar la precisión en las mediciones y el control. Se divide en conexión lógica de la máquina, puesta a tierra de los circuitos de señales y puesta a tierra de blindaje; en los sistemas petroquímicos y otros sistemas a prueba de explosiones, también existe la puesta a tierra intrínsecamente segura. La tierra de la lógica de la máquina, también conocida como tierra de alimentación del ordenador, es el punto común de los niveles lógicos negativos en el interior del ordenador. También sirve como punto de salida para fuentes de alimentación como +5V. Puesta a tierra de los circuitos de señal, como la puesta a tierra del extremo negativo de los transmisores, la puesta a tierra del extremo negativo de las señales digitales, etc. Puesta a tierra de blindaje (puesta a tierra de la capa de blindaje de las señales analógicas). Tierra intrínsecamente segura: es la tierra de los instrumentos intrínsecamente seguros o de las barreras de seguridad. Esta conexión a tierra, además de suprimir las interferencias, es también una de las medidas que permiten que los instrumentos y sistemas tengan propiedades de seguridad intrínseca. La conexión a tierra en los sistemas de seguridad intrínseca varía según las medidas de seguridad implementadas en el equipo en cuestión. A continuación, se explica cómo se realiza la conexión a tierra en el caso de las barreras de seguridad de tipo Zener. La función de la barrera de seguridad es garantizar que el área peligrosa siempre se mantenga dentro de los rangos de voltaje y corriente seguros. Si se produce un cortocircuito en el extremo de campo, debido al efecto limitador de la resistencia de carga y de la resistencia R del barrera de seguridad, la corriente que fluye por los cables se mantendrá dentro de unos límites seguros. De esta manera, el extremo de campo no alcanzará temperaturas tan altas como para provocar incendios. En el segundo caso, si hay un fallo en el lado del ordenador, la señal de alta tensión se introduce en el circuito de señales. Gracias al efecto de regulación del diodo Zener, la tensión permanece dentro de los límites seguros. Cabe recordar que, debido a la introducción de las barreras de seguridad de tipo Zener, la resistencia en los circuitos de señal aumenta considerablemente. Por lo tanto, al diseñar la capacidad de carga de los circuitos de salida, además de tener en cuenta las verdaderas necesidades de carga, también es necesario considerar la resistencia de las barreras de seguridad, dejando un margen de seguridad. Además de los tipos de puesta a tierra mencionados anteriormente, en muchas situaciones existe otro tipo de puesta a tierra que puede causar confusión: se trata del sistema de alimentación eléctrica, también conocido como punto de referencia para la corriente alterna. Este tipo de puesta a tierra se utiliza en los sistemas eléctricos con el fin de garantizar su correcto funcionamiento (por ejemplo, para conectar el punto neutro a tierra)

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Normas de diseño de puesta a tierra para sistemas de instrumentación HG/T 20513-2014