控制電纜屏蔽層接地方式

關鍵詞：電磁幹擾；控制電纜；屏蔽層；接地随著(zhe)電力系統的擴大，電壓等級的提高，機組容量的增大，計算機和微處理器等微電子裝置已廣泛應用於(yú)電廠生産監測與控制。而且電子設備的頻帶日益加寬，功率逐漸加大，靈敏度提高，聯絡各種設備的電纜網絡也越來越複雜。

況且微電子裝置的工作環境和監測對象本身是一個很強的交變電磁場，是一個大幹擾源。在這樣的電磁環境中，電子裝置必然會受到靜電感應、電磁耦合、接地線電位升高、控制回路自身産生的幹擾電壓等的電磁幹擾
，這些電磁幹擾輕則會引起電子裝置的可靠性降低，重則導緻設備不能正常運行。漳澤發電廠 3 号、4 号、5 号機組先後利用機組大修的機會，對其熱控系統進行瞭 DCS 改造，採用 EIC 綜合技術将電氣控制、儀表控制和計算機控制等功能由 DCS 統一完成。經過 DCS 改造後，機組能否安全、穩定運行，在很大程度上就取決於 DCS 系統的穩定性瞭。爲高 DCS控制系統的抗幹擾水平，確保設備在複雜電磁環境下可靠運行，成爲當前電廠 DCS 控制系統電磁兼容方面研究的一個重要課題
。在 DCS 控制系統中
，電纜是主要的幹擾源，它既是幹擾的主要發生器，也是主要的接收器。電纜作爲發生器，它向空間輻射電磁噪聲；作爲吸收器，它能敏感地接收來自鄰近幹擾源所發射的電磁噪聲
。目前，在電廠控制系統中，採用屏蔽電纜作爲抑制 EMI 的重要措施，已得到廣泛應用，但依靠
電纜屏蔽是不夠的，更重要的是選擇正確、良好的接地方式。關於電纜屏蔽層要不要接地，應該是幾點接地，是電纜始端接地，還是電纜終端接地，或者是兩端都接地
。本文就屏蔽電纜的接地方式作一探讨，供大家參考。
1、EMI 與電纜端口
電磁幹擾(EMI)分爲傳導性幹擾和輻射性幹擾兩大類。傳導性幹擾是指通過電源線路、接地線和信号線傳播的幹擾；輻射性幹擾是指通過空間傳播的幹擾。無論是通過哪一種傳播途徑
，電磁幹擾都是通過端口進入設備的。這裏所說的端口，指的是設備與外部環境特定的界面接口
。設備的端口可分爲外殼端口和電纜端口，外殼端口是設備的物理邊界，電磁場可以通過這個邊界輻射出去或傳播進來：電纜端口是導線與設備連接的端口，電纜端口可以分爲電源端口、信号端口和功能端口。
2、電纜屏蔽層接地點數
屏蔽層若隻起屏蔽作用而不作爲信号返回回路，傳輸的信号又不是模拟量時，屏蔽層是兩端都接地，這樣即起到對靜電耦合的抑制作用(靜電屏蔽)，又起到對電磁感應的抑制作用(電磁屏蔽)。對於靜電屏蔽，採用兩點接地後．降低瞭電纜屏蔽層的阻抗 Z 從而有效地降低瞭電纜芯線上的靜電
耦合電壓。對於電磁屏蔽，屏蔽層兩端接地後。電纜屏蔽層與接地網構成瞭閉合回路，在屏蔽層上的感應電流所形成的磁通與幹擾磁通反向，減弱瞭幹擾磁通對芯線的影響， 起到瞭抵消幹擾磁通的作用。電纜屏蔽層採用兩點接地也存在 2 個問題：a)在發生接地短路時，可導緻電纜屏蔽層兩端存在較大的地電位差．地電位差使屏蔽層流過較大的低頻電流，對作爲信号返回回路的同軸電纜。将破
壞正常的信号傳輸，而且可能将屏蔽層燒壞；b)當屏蔽層流過電流時，對芯線将産生橫态幹擾，在芯線中産生幹擾信号。由於模拟信号穩定性和抗幹擾性較差，僅 1 V 左右的幹擾電壓就可能導緻
零點漂移和傳輸誤差。基於上述原因，同軸電纜和模拟信号回路控制電纜宜採用集中一點接地的方式，且一般将接地點選取在控制室。爲使電纜對高低頻都有良好的屏蔽效果，選用雙層屏蔽同軸電纜，内屏蔽層一端接地，外屏蔽層兩端接地。
3、電纜屏蔽層接地點位置
電纜屏蔽層採用一點接地方式時，其屏蔽層接地點的位置可根據信号源和接地端是否接地來確定。當不接地信号源和公共接地點的放大器連接時，電纜屏蔽層的接地點應選擇放大器的公共接地點上。圖 2 爲不接地信号源和接地的放大器連接時，電纜屏蔽層的正確接法。其中 C。，C。爲屏蔽層與芯線問的總電容，爲兩芯線問的等效集總電容。爲大地兩點問的電位差。此時。對放大器端子 1。2 問的輸入信号不會産生幹擾。當接地的信号源和不接地的放大器連接時，電纜屏蔽層的接地點應選擇在
信号源的接地端，如圖 3 所示。
4、結束語
綜上所述，控制電纜屏蔽層的接地應符合下列要求。
a)作爲傳輸模拟信号回路的控制電纜和屏蔽層作爲信号返回回路的同軸電纜，其屏蔽層宜採用集中一點接地方式，不得兩點接地。
b)控制電纜屏蔽層除 a)情況需要一點接地外，其餘宜採用兩點接地。選擇兩點接地時，應考慮在暫态電流作用下電纜屏蔽層不緻被燒熔。
C)當電纜屏蔽層採用一點接地時，其接地點應根據信号源和接收端是否接地來確定。
d)採用雙重屏蔽或複合式總屏蔽時，内屏蔽層爲一點接地，外層蔽層爲兩點
接地。