Hệ thống cảm biến nhiệt độ cần được nối đất cách ly để ngăn chặn điện áp cao gây hại cho hệ thống và con người.

Các phương pháp nối đất tốt nhất được đề nghị cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Hệ thống cảm biến nhiệt độ cần được nối đất cách ly để ngăn chặn điện áp cao gây hại cho hệ thống và con người.

Hình 1. Nối đất hệ thống cảm biến nhiệt độ

1. Tổng quan về nối đất

Một hệ thống thường có hai điểm nối đất. Một là tại các điểm đo lường cảm biến tiếp xúc với quá trình, được nối với đất của điểm đó. Nối đất khác thường là nối đất tín hiệu, thường nhất tại thiết bị nhận trong phòng điều khiển. Những điểm nối đất hiếm khi cùng điện áp.

Nếu có một dòng điện dẫn giữa hai điểm nối đất, dòng điện sẽ phụ thuộc vào sự khác biệt giữa hai điện áp nối đất. Điều này được gọi là một vòng lặp nối đất và sẽ có tác động khác nhau và có thể gây lỗi đáng kể. Hầu hết các thiết kế bộ chuyển đổi kết hợp cách điện bằng cách sử dụng quang hoặc biến áp cách ly để loại bỏ vấn đề này.

Một bộ chuyển đổi được cách ly để chặn điện áp có thể vô tình tiếp xúc với các mạch đo lường. Lỗi trong thiết bị có thể nhiễm điện áp xoay chiều 120 V, 240 V hoặc thậm chí cao hơn vào thiết bị xử lý và cặp nhiệt điện tiếp đất, RTD ngắn mạch và vỏ bảo vệ cáp có thể mang theo điện áp này đến bộ truyền dẫn.

Điện áp cao cũng có thể được gây ra bởi máy hàn, khởi động động cơ, sét đánh và thiết bị chuyển mạch khác. Do sự cách ly ở cuối phía trước bộ chuyển đổi sẽ chặn các điện áp, ngăn ngừa chúng đi đến các hệ thống nối đất phòng điều khiển gây ra điều kiện có khả năng gây chết người.

Với sự cách ly này tạo ra một tín hiệu kỹ thuật số an toàn được sử dụng cho các giai đoạn điều khiển tín hiệu.

Hình 2. Có nhiều phương pháp để nối đất cách ly bảo vệ

2. Các phương pháp nối đất bảo vệ

Mỗi nơi sử dụng có quy định riêng để lắp đặt đúng hệ thống nối đất và cách ly. Các hướng dẫn này phải được tuân theo ở nơi thực tế và thích hợp. Tuy nhiên, bạn nên tuân thủ các nguyên tắc dưới đây.

Lựa chọn 1. Gắn kết từ xa với 2 điểm nối đất riêng biệt

• Nối vỏ cảm biến, nếu được cung cấp, chỉ gắn từ xa ở đầu và đảm bảo rằng nó không được nối ở bất kỳ điểm nào khác và được cách điện với bất kỳ thiết bị nối đất nào khác.

• Chỉ nối đất vỏ dây dẫn tín hiệu ở đầu cuối nguồn cung cấp cho một điểm của hệ thống nối đất thiết bị và đảm bảo rằng đầu cuối của bộ chuyển đổi được cách ly cẩn thận

• Xem hình 3.

Hình 3. Lựa chọn 1 cho việc nối đất vỏ.

Lựa chọn 2. Gắn từ xa với vỏ liên tục

• Chỉ kết nối vỏ cảm biến với vỏ cáp tín hiệu và đảm bảo rằng nó được cách điện với bộ chuyển đổi và tất cả các thiết bị hiện trường khác

• Chỉ kết nối vỏ cáp tín hiệu với hệ thống nối đất thiết bị ở cuối nguồn cung cấp

• Xem hình 4.

Hình 4. Lựa chọn 2 cho việc nối đất vỏ.

Lựa chọn 3. Gắn kết tích hợp

• Nối đất vỏ dây dẫn tín hiệu ở đầu cuối nguồn cung cấp đến của hệ thống nối đất thiết bị, đảm bảo rằng nó được cách điện với vỏ bộ chuyển đổi và tất cả các thiết bị hiện trường khác

• Điều này được sử dụng cho các lắp đặt gắn tích hợp

• Xem hình 5.

Hình 5. Lựa chọn 3 cho việc nối đất vỏ.

Lưu ý: Hệ thống nối đất cảm biến nhiệt độ không nên kết nối với nối đất dây dẫn nguồn do có thể mang nhiễu và sóng điện có thể cản trở tín hiệu đo và / hoặc phá hủy bộ chuyển đổi. Hệ thống nối đất cảm biến nhiệt độ phải là một đường dẫn điện trở rất thấp đến một thanh cái hoặc lưới nối đất.

Cảm ơn các bạn đã đọc bài chia sẻ. Mong nhận được sự góp ý của các bạn.

Chúc bạn thành công!

Chịu trách nhiệm nội dung

Đoàn Hữu Thắng

Kỹ sư Điện công nghiệp

Chủ đề liên quan:
Cách tính toán độ chính xác của toàn bộ hệ thống cảm biến nhiệt độ

Độ chính xác của một hệ thống cảm biến nhiệt độ là mức độ gần của giá trị đo với giá trị thực tế của nhiệt độ đó.


Cách chọn thermowell chính xác cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được lắp đặt vào trong một thermowell để bảo vệ tránh khỏi các điều kiện môi trường ảnh hưởng xấu đến thành phần cảm biến.


Cách lựa chọn bộ chuyển đổi thích hợp cho hệ thống cảm biến nhiệt độ

Bộ chuyển đổi (transmitter) tiếp nhận một loạt các tín hiệu đo lường từ cảm biến nhiệt độ, xử lý chúng, và cung cấp một tín hiệu đầu ra mạnh mẽ.


Có thể bạn quan tâm:
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ RTD và thermocouple

RTD và thermocouple là hai cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên mỗi loại sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau.


Cách lựa chọn cảm biến nhiệt độ RTD và thermocouple

Mặc dù có nhiều loại cảm biến nhiệt độ, các nhiệt điện trở (Resistance Temperature Detector – RTD – Pt100) và cặp nhiệt điện (thermocouple – T/C) là phổ biến nhất các trong ngành công nghiệp quá trình.


Các loại cảm biến nhiệt độ RTD và ưu nhược điểm

Các cảm biến nhiệt độ RTD (Resistance Temperature Detector – nhiệt điện trở – Pt100) được chia làm nhiều loại theo từng tiêu chí khác nhau. Mỗi loại có các thuộc tính riêng biệt cho từng ứng dụng và phương pháp lắp đặt.


Các loại cảm biến nhiệt độ thermocouple và ưu nhược điểm

Các cảm biến thermocouple (T/C – cặp nhiệt điện – can nhiệt) được chia làm nhiều loại theo từng tiêu chí khác nhau. Mỗi loại có các thuộc tính riêng biệt cho từng ứng dụng và phương pháp lắp đặt.


Hướng Dẫn Xác Định Màu Dây Dẫn Cảm Biến Nhiệt Độ PT100, can nhiệt theo tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn cho RTD công nghiệp IEC 60751-2008 quy định màu dây dẫn cho cảm biến nhiệt độ Pt100, can nhiệt như sau:


Lợi thế của cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây

Cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây có ưu điểm hơn so với loại 2 dây do cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây có độ chính xác cao hơn so với loại 2 dây.


Đặc điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K)

Cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K (cặp nhiệt điện loại K) là loại thermocouple được sử dụng phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp.


Hiệu ứng Seebeck trong hoạt động của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Hiệu ứng Seebeck là cơ sở để đo nhiệt độ của thermocouple. Theo đó, điện áp đo tại đầu lạnh tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh.


Ảnh hưởng của hiện tượng "green rot" đến cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K

“Green rot” còn được gọi là “sự mục xanh”, là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K.


Phương trình Callendar - Van Dusen trong hoạt động cảm biến nhiệt độ Pt100

Phương trình Callendar – Van Dusen (phương trình CVD) là phương trình mô tả mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ trong cảm biến nhiệt độ Pt100 nói riêng và cảm biến nhiệt độ RTD nói chung.