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前言：控制系统的接地已经成为仪表工程设计的一个重要组成部分。仪表及控制系统的可靠性直接影响到生产设备安全、稳定的运行，以及人身安全，本文通过新型的离子接地技术对项目中特定土壤及特定区域的处理，达到设计接地电阻要求。
随着电子式仪表，特别是电动智能型仪表和分散控制系统（DCS）的应用，仪表系统的接地已经成为仪表工程设计的一个组成部分。仪表及控制系统的可靠性直接影响到生产装置安全、稳定的运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。特别是采用分散控制系统，若不考虑和处理好现场电磁干扰和兼容问题，一方面要求生产制造单位提高系统抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护单位引起高度重视。
一、DCS的接地一般可分为保护接地和工作接地。
保护接地：为保护设备和人身安全，对可能接触金属外壳，如机箱接地、电源柜外壳接地、电动机外壳接地等。
工作接地：为了各种信号不受或少受外界干扰，提高信号质量、保证仪表精度而采取的接地，如计算机系统内不同性质的接地（电源地、信号地和逻辑地）、屏蔽电缆屏蔽层芯线的接地（屏蔽地）。通常各厂家在DCS内部已对信号地和逻辑地进行了处理，因此.运行中只需考虑保护地、屏蔽地和电源地。
二、影响土壤电阻率主要因素
土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值，是接地工程计算中的一个最为常用的参数，直接影响地网地面电位分布、接触电压和跨步电压及其机电型号的选取。
2.1土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量的影响
土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，土壤电阻率就越小；反之就越大。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，土壤电阻率就越小；反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。
2.2土质的影响
不同土质的土壤电阻率不同.甚至相差几千到几万倍。不同土质在不同含水量时的土壤电阻率值也干差万别。
2.3温度的影响
温度对土壤电阻率的影响也较大。一般来说，土壤电阻率随温度的升高而下降。当温度上升时， 土壤电阻率仅平稳下降； 当温度下降时，土壤电阻率出现明显的增大。
2.4土壤的致密性的影响
土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响 试验表明，当粘土的含水量为10%，温度不变，单位压力由1961Pa增大10倍到19610Pa时，土壤电阻率可下降到原来的65%。因此，为了减少接地电极的流散电阻，必须将接地体四周的回填土夯实，使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小土壤电阻率的效果。
2.5现场实际环境情况及问题的提出
项目实施地土壤状况为砂砾石土壤，常年干燥，控制系统设计接地电阻要求小于4欧姆。传统接地制作方法为：接地极用2.5米镀锌角钢，连接线采用镀锌扁钢，顶端距地1米。每根接地极相距5米，用镀锌扁钢焊接连接，如果测量后接地电阻不能满足设计要求，需增加接地极数量。由于项目现场环境及接地区域条件所限，即便通过添加降阻剂、增加土壤湿度等手段在短时间达到设计接地电阻要求后，也会因为土壤腐蚀程度不同、含水率下降导致接地电阻增大，接地极损坏，接地阻值不能满足长周期使用的要求。
三、现场实例
富氧顶吹项目接地极由先进的可逆性缓释化合物组成，电极外表是紫铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，并配以内外两大种类填充剂。经实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力，强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的湿度、离子生成含量、防腐保护等问题，使导体与大地紧密结合，从而降低了电极与土壤的接触电阻，改善了周边土壤的电阻率，有效地增强了雷电导通释放能力。导体内部填充材料含有特制的电离子化合物，能充分吸收空气中的水分。通过潮解作用，将活性电离子有效释放到土壤中，与土壤及空气中的水分作用，更加促进导体外部缓释降阻，且保持阻值长期稳定。导体内部的化合物，随时间的延长逐步化合成胶质透明状态。利用胶质化合物的导电性能，使整个系统能够长期处于离子交换的状态中，从而构成了理想的电解离子接地系统。导体内的缓释填充剂埋设后，接地电阻会逐渐下降，半年至一年内达到稳定值，埋设缓释过程可以长达30年。接地网示意图如下：
3.1 长效活性离子接地极的安装施工方法与传统接地网的施工有很大不同，施工步骤如下：
1.在地面上打出Φ150mm，深度不小于3000mm的孔。
2.将接地极所配的填充料用水充分搅拌为糊状，并向孔内注入约500mm深。
3.将金属接地极下端封住小孔的封带去除后垂直放入地上孔中，并上下提放几次使之与填充料充分接触。
4.注意将接地极连接导线引出至合适位置，将其余填充料注入接地极周围的空隙中，将细土回填直至与地面相平，回填土时应适量洒水，分层夯实。
5.多套产品并联安装时，各接地极间距离不小于6米（地方受到限制时可适当减小），可呈网格状埋设。
6.各地极引出线相互并联或与接地干线连接时，必须焊接。为保证焊接的可靠性及耐腐蚀性，应使用新型的火熔焊接法。
7.各接地极间及与接地干线间的连接应使用95㎜2铜导线。开挖1m*0.8m连接线地沟，底部用200mm黄土回填，分层夯实。
8.待全部埋设并连接完毕后测量接地电阻。进行复测，能够达到设计要求。
3.2 仪表系统的接地连线应使用多股铜芯绝缘电线或电缆，不允许再用裸导线或钢材，这对保证接地系统的质量，提高接地连线的连续性和可靠性有较大的好处。保护接地支线、接地分干线和接地总干线的截面数值选择，见下图：
结束语： 长效活性离子接地极尤其适用于各类有较高接地要求、接地工程难度较大的场所，与传统的接地方式相比较，能使雷电冲击电流及故障电流更快地扩散于土壤中，因此，在恶劣的土壤条件下，接地效果尤为显著。长效活性离子接地极所应用的保湿配方、离子缓释、潜深接地、长效降阻四项前沿科技最大程度解决了降阻性、耐腐性和使用寿命等问题，使得该产品在各项接地性能和适应性方面具有明显优势，应用领域十分广阔。
参考文献
【1】 张琳，《商品与质量：建筑与发展》，2011年第7期.
【2】 长效离子接地极说明书.
随着电子式仪表，特别是电动智能型仪表和分散控制系统（DCS）的应用，仪表系统的接地已经成为仪表工程设计的一个组成部分。仪表及控制系统的可靠性直接影响到生产装置安全、稳定的运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。特别是采用分散控制系统，若不考虑和处理好现场电磁干扰和兼容问题，一方面要求生产制造单位提高系统抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护单位引起高度重视。
一、DCS的接地一般可分为保护接地和工作接地。
保护接地：为保护设备和人身安全，对可能接触金属外壳，如机箱接地、电源柜外壳接地、电动机外壳接地等。
工作接地：为了各种信号不受或少受外界干扰，提高信号质量、保证仪表精度而采取的接地，如计算机系统内不同性质的接地（电源地、信号地和逻辑地）、屏蔽电缆屏蔽层芯线的接地（屏蔽地）。通常各厂家在DCS内部已对信号地和逻辑地进行了处理，因此.运行中只需考虑保护地、屏蔽地和电源地。
二、影响土壤电阻率主要因素
土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值，是接地工程计算中的一个最为常用的参数，直接影响地网地面电位分布、接触电压和跨步电压及其机电型号的选取。
2.1土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量的影响
土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，土壤电阻率就越小；反之就越大。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，土壤电阻率就越小；反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。
2.2土质的影响
不同土质的土壤电阻率不同.甚至相差几千到几万倍。不同土质在不同含水量时的土壤电阻率值也干差万别。
2.3温度的影响
温度对土壤电阻率的影响也较大。一般来说，土壤电阻率随温度的升高而下降。当温度上升时， 土壤电阻率仅平稳下降； 当温度下降时，土壤电阻率出现明显的增大。
2.4土壤的致密性的影响
土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响 试验表明，当粘土的含水量为10%，温度不变，单位压力由1961Pa增大10倍到19610Pa时，土壤电阻率可下降到原来的65%。因此，为了减少接地电极的流散电阻，必须将接地体四周的回填土夯实，使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小土壤电阻率的效果。
2.5现场实际环境情况及问题的提出
项目实施地土壤状况为砂砾石土壤，常年干燥，控制系统设计接地电阻要求小于4欧姆。传统接地制作方法为：接地极用2.5米镀锌角钢，连接线采用镀锌扁钢，顶端距地1米。每根接地极相距5米，用镀锌扁钢焊接连接，如果测量后接地电阻不能满足设计要求，需增加接地极数量。由于项目现场环境及接地区域条件所限，即便通过添加降阻剂、增加土壤湿度等手段在短时间达到设计接地电阻要求后，也会因为土壤腐蚀程度不同、含水率下降导致接地电阻增大，接地极损坏，接地阻值不能满足长周期使用的要求。
三、现场实例
富氧顶吹项目接地极由先进的可逆性缓释化合物组成，电极外表是紫铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，并配以内外两大种类填充剂。经实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力，强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的湿度、离子生成含量、防腐保护等问题，使导体与大地紧密结合，从而降低了电极与土壤的接触电阻，改善了周边土壤的电阻率，有效地增强了雷电导通释放能力。导体内部填充材料含有特制的电离子化合物，能充分吸收空气中的水分。通过潮解作用，将活性电离子有效释放到土壤中，与土壤及空气中的水分作用，更加促进导体外部缓释降阻，且保持阻值长期稳定。导体内部的化合物，随时间的延长逐步化合成胶质透明状态。利用胶质化合物的导电性能，使整个系统能够长期处于离子交换的状态中，从而构成了理想的电解离子接地系统。导体内的缓释填充剂埋设后，接地电阻会逐渐下降，半年至一年内达到稳定值，埋设缓释过程可以长达30年。接地网示意图如下：
3.1 长效活性离子接地极的安装施工方法与传统接地网的施工有很大不同，施工步骤如下：
1.在地面上打出Φ150mm，深度不小于3000mm的孔。
2.将接地极所配的填充料用水充分搅拌为糊状，并向孔内注入约500mm深。
3.将金属接地极下端封住小孔的封带去除后垂直放入地上孔中，并上下提放几次使之与填充料充分接触。
4.注意将接地极连接导线引出至合适位置，将其余填充料注入接地极周围的空隙中，将细土回填直至与地面相平，回填土时应适量洒水，分层夯实。
5.多套产品并联安装时，各接地极间距离不小于6米（地方受到限制时可适当减小），可呈网格状埋设。
6.各地极引出线相互并联或与接地干线连接时，必须焊接。为保证焊接的可靠性及耐腐蚀性，应使用新型的火熔焊接法。
7.各接地极间及与接地干线间的连接应使用95㎜2铜导线。开挖1m*0.8m连接线地沟，底部用200mm黄土回填，分层夯实。
8.待全部埋设并连接完毕后测量接地电阻。进行复测，能够达到设计要求。
3.2 仪表系统的接地连线应使用多股铜芯绝缘电线或电缆，不允许再用裸导线或钢材，这对保证接地系统的质量，提高接地连线的连续性和可靠性有较大的好处。保护接地支线、接地分干线和接地总干线的截面数值选择，见下图：
结束语： 长效活性离子接地极尤其适用于各类有较高接地要求、接地工程难度较大的场所，与传统的接地方式相比较，能使雷电冲击电流及故障电流更快地扩散于土壤中，因此，在恶劣的土壤条件下，接地效果尤为显著。长效活性离子接地极所应用的保湿配方、离子缓释、潜深接地、长效降阻四项前沿科技最大程度解决了降阻性、耐腐性和使用寿命等问题，使得该产品在各项接地性能和适应性方面具有明显优势，应用领域十分广阔。
参考文献
【1】 张琳，《商品与质量：建筑与发展》，2011年第7期.
【2】 长效离子接地极说明书.