导波雷达液位计的接地和屏蔽是电磁干扰、确保信号稳定的关键环节,需结合设备结构、电缆特性、现场环境(如电磁干扰强度、防爆要求)系统设计。以下是具体实施方法:
一、接地设计:消除地环路与静电干扰
接地的核心目标是:将设备外壳、电路参考地、屏蔽层等电位连接,避免地电位差导致的干扰,同时释放静电和浪涌能量。
1. 设备本体接地(安全接地 + 信号接地)
外壳接地:
导波雷达的金属外壳(如法兰、接线盒)需通过专用接地端子(M4/M5 铜质螺栓)连接至现场接地网,接地线选用黄绿双色铜芯线(截面积≥2.5mm²),确保接地电阻≤4Ω(防爆场合需≤1Ω)。
作用:释放设备外壳积累的静电(尤其在干燥环境或粉尘工况),防止静电击穿内部电路;同时在雷击或浪涌时,将过电压导入大地,保护设备。
内部电路接地(信号地):
雷达的信号处理电路(如 MCU、ADC)需与设备外壳 “单点共地"(通过 0Ω 电阻或接地桥连接),避免形成 “地环路"(若电路地与外壳地多点连接,地电位差会产生干扰电流)。
若现场存在强干扰(如变频器、高压电机),需采用 “浮地设计":电路地与外壳地通过电容(1000pF/250V)隔离,仅高频干扰可通过电容泄放,低频地电位差被阻断。
2. 电缆屏蔽层接地:干扰耦合
导波雷达的信号电缆(如 4-20mA+HART 电缆、电源线)需采用双层屏蔽电缆(内绝缘层 + 铝箔 + 编织网),屏蔽层的接地需遵循 “单端接地" 原则:
单端接地位置:优先在控制系统侧(如 DCS/PLC 机柜)接地,设备侧屏蔽层悬空或通过电容(100pF)接地(避免两端接地形成地环路)。
原理:地环路会因两端地电位差(如 1V)产生干扰电流,通过屏蔽层耦合到信号线;单端接地可切断环路,仅保留屏蔽层的 “电场屏蔽" 作用(阻挡外部电场干扰)。
连接方式:
电缆屏蔽层需与设备接线盒内的屏蔽端子可靠连接(用专用压接环压接,避免绞接导致接触不良),屏蔽层剥露长度≤10mm,防止与其他金属部件短路。
若为防爆场合,屏蔽层需通过防爆格兰头的 “接地爪" 与设备外壳导通,确保符合防爆标准(如 Ex d 隔爆型需保证屏蔽层与外壳的电气连续性)。
3. 接地网兼容性:避免 “接地冲突"
若现场存在多个接地系统(如设备安全地、仪表信号地、防雷地),需确保导波雷达的接地与 “仪表专用接地网" 连接,而非直接接入动力设备接地网(动力接地网可能因电机启停产生高频噪声)。
接地网电阻需定期测量(用接地电阻测试仪),潮湿环境(如化工罐区)需每 3 个月检测一次,干燥环境每 6 个月检测一次,确保≤4Ω。