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技术文章

电磁流量计接地不规范会导致什么问题?


发布日期:2025-07-28 点击:11次
  电磁流量计接地不规范会导致测量误差增大、信号波动、电极腐蚀加速甚至设备损坏等严重问题,具体表现及机理如下:
一、测量精度失效
1. 共模干扰(主要危害)
现象
  显示值跳变(±10%以上波动),零点漂移
机理
  管道与流体间存在电势差(可达数百mV),接地不良时形成共模电压(VcmVcm),迭加在电极信号(微伏级)上:
Vout=Vsignal+Vcm(Vcm管道材质/介质电导率)Vout=Vsignal+Vcm(Vcm管道材质/介质电导率)
案例
  某化工厂氯碱管道因接地电阻>50Ω,导致测量误差达-12%,引发配比失控。
2. 直流极化干扰
现象
  输出信号缓慢单向漂移
根源
  接地不良导致电极电解反应,产生极化电压(可达100mV
二、设备损坏风险
1. 电极电化学腐蚀
  • 腐蚀速率对比

接地状态

316L电极腐蚀速率(mm/年)

规范接地

0.01

接地不良

0.5(局部点蚀)

过程
  接地缺失电荷积累电极成为阳极金属离子溶入介质
2. 雷击损坏
案例数据
  未等电位接地时,雷击导致转换器烧毁概率提高8倍(尤其户外安装)
防护要求
接  地线截面积≥16mm²(铜缆),接地电阻<
叁、特殊工况恶化
1. 非满管测量失效
现象
  液位波动时输出归零或满量程
机理
  接地不良放大液面电容效应,导致信号短路
2. 高电导率介质(如海水)
问题加剧
  电导率>1000μS/cm时,杂散电流增加10倍,需独立接地极(与电气地分离)
四、规范接地解决方案
1. 接地方式选择

工况

推荐接地方式

技术要点

金属管道

管道法兰跨接(95%场景)

跨接线截面积≥6mm²

绝缘管道

安装接地环/接地电极

电极材质同测量电极

阴极保护管道

使用锌接地电池

防止保护电流流失

2. 接地系统技术参数
接地电阻
   通用要求:
   防爆区域:<GB/T 3836.15
接线规范
3. 等电位连接
:接地极与电气接地网间距≥5m,避免电网干扰导入
五、接地状态检测方法
1.电阻测试
  使用接地电阻测试仪(如Fluke 1625
测试频率:25Hz/128Hz双频防干扰
2.干扰电压检测
  规范:电极-地电压<100mV(空管时)
  工具:示波器观察50Hz工频分量
3.红外热成像
  接地不良点温升>15(载流发热)
典型案例
某电厂除盐水计量故障处理
  问题
    流量显示周期性归零,电极6个月腐蚀穿孔
  检测
    接地电阻达120Ω,电极对地电压230mV(含50Hz纹波)
  整改
    1.增设铜镀钢接地极(电阻降至0.8Ω
    2.安装接地环替代法兰跨接
    3.电极更换为钽-铂合金
  结果
    测量稳定(误差<±0.5%),电极寿命>5
总结:接地规范核心要求
1.双通道接地:传感器与转换器分别接地,避免共模干扰
2.等电位原则:管道/接地环/仪表外壳电位差<0.1V
3.防腐蚀设计:接地体材质耐介质腐蚀(如哈氏合金接地环)
4.定期检测:每6个月测量接地电阻及干扰电压
  注:对于SIL2/SIL3安全等级系统,需采用冗余接地回路并实施在线监测,符合IEC 61511标准要求。
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