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關(guān)于電纜屏蔽一點(diǎn)接地與兩點(diǎn)接地的分析
[當(dāng)前欄目：屏蔽電纜]????? [發(fā)布日期：2016-10-21]
《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50062-92）第條規(guī)定，當(dāng)采用靜態(tài)保護(hù)時(shí)，"采用屏蔽電纜，屏蔽層宜在兩端接地。"這與熱工自動(dòng)化專業(yè)規(guī)定屏蔽層一點(diǎn)接地不一致。
理論上講，屏蔽層多點(diǎn)接地（注意，這里所指多點(diǎn)接地的地是全廠接地網(wǎng)的地，而非當(dāng)?shù)氐淖匀坏兀?，屏蔽層完全處于等電位，干擾將減至最小，但實(shí)際無法辦到，因此電氣后退為"宜"兩端接地。由于靜態(tài)保護(hù)的現(xiàn)場設(shè)備相對集中這也易于實(shí)現(xiàn)。熱工自動(dòng)化做一點(diǎn)接地規(guī)定有以下考慮：
1、熱工自動(dòng)化設(shè)備比較分散，就地設(shè)備處的屏蔽層都要接到全廠公用地困難較大，反之，對于接地?zé)犭娕嫉?，如將兩端均接至現(xiàn)場地也一樣困難。
2、兩端接地時(shí)，雖因屏蔽層感應(yīng)產(chǎn)生的電流是二個(gè)方向相反的電流，因此，干擾可減少。但是，在沿線全部浮空的情況下，僅一端接地，感應(yīng)干擾也不會(huì)很大，可以滿足要求。 為降低電場和磁場的干擾，二次控制系統(tǒng)中廣泛使用屏蔽電纜。屏蔽電纜的屏蔽層如何接地一直是一個(gè)令人關(guān)注的問題，現(xiàn)在尚無統(tǒng)一規(guī)定，而是根據(jù)具體情況采用不同的實(shí)施方法。
電纜屏蔽層接地有兩種方式：一點(diǎn)接地或兩端接地。
眾所周知，對于通過電容耦合的電場干擾，一點(diǎn)接地即可大大降低干擾電壓，發(fā)揮屏蔽作用。對于通過感應(yīng)耦合的磁場干擾，一點(diǎn)接地不能起到屏蔽作用，只有兩端都接地，外部干擾電流產(chǎn)生的磁場才能在屏蔽層中感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與外部干擾電流方向相反的電流，這個(gè)電流起到抵銷降低干擾電流的作用，即屏蔽作用。可是兩端接地時(shí)，如果兩端地電位不一致(在地網(wǎng)流過暫態(tài)電流時(shí))，則將在屏蔽層中產(chǎn)生一個(gè)附加電流，這個(gè)電流將在屏蔽電纜中信號線產(chǎn)生干擾電壓。正是由于兩點(diǎn)接地的這種“有利”和“有弊”之間的矛盾，須根據(jù)具體情況來確定是否采用。
眾所周知，對于通過電容耦合的電場干擾，一點(diǎn)接地即可大大降低干擾電壓，發(fā)揮屏蔽作用。對于通過感應(yīng)耦合的磁場干擾，一點(diǎn)接地不能起到屏蔽作用，只有兩端都接地，外部干擾電流產(chǎn)生的磁場才能在屏蔽層中感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與外部干擾電流方向相反的電流，這個(gè)電流起到抵銷降低干擾電流的作用，即屏蔽作用。可是兩端接地時(shí)，如果兩端地電位不一致(在地網(wǎng)流過暫態(tài)電流時(shí))，則將在屏蔽層中產(chǎn)生一個(gè)附加電流，這個(gè)電流將在屏蔽電纜中信號線產(chǎn)生干擾電壓。正是由于兩點(diǎn)接地的這種“有利”和“有弊”之間的矛盾，須根據(jù)具體情況來確定是否采用。
對于以往大量應(yīng)用的通過高壓開關(guān)場的常規(guī)二次回路，如電流、電壓回路及直流控制回路等，其控制電纜的屏蔽層一般采用兩點(diǎn)接地，因?yàn)檫@些電纜通常是長距離電纜，高壓開關(guān)場的電磁干擾很強(qiáng)烈，必須采用兩點(diǎn)接地以降低電磁干擾。接地點(diǎn)(特別是靠近高壓設(shè)備的接地點(diǎn))應(yīng)離開大短路接地電流或雷電入地點(diǎn)適當(dāng)距離，以盡量避免這些大接地電流在接地網(wǎng)中產(chǎn)生不均衡電壓。由于常規(guī)二次回路的信號電平較高，過去的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明地電位不同引起的附加干擾還未出現(xiàn)大的問題。如果通過高壓開關(guān)場的是電平很低的弱電系統(tǒng)，則接地方式需慎重考慮，這種情況最好采用抗干擾性能較強(qiáng)的傳輸回路，例如采用雙絞線或光纖。
對于信號電平較低的弱電回路，更需要用屏蔽電纜以降低高頻電磁干擾，如回路較短宜采用一點(diǎn)接地，以降低外部電場的共模干擾，對弱電回路一般應(yīng)采用雙絞線以降低感應(yīng)耦合的差模干擾，因?yàn)殡p絞線兩線上感應(yīng)的干擾電壓接近相等，但應(yīng)用回路中是互相抵銷的。所以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中屏蔽電纜屏蔽層一般采用一點(diǎn)接地。如果現(xiàn)場中的地網(wǎng)良好，屏蔽層的接地點(diǎn)可選在現(xiàn)場側(cè)，否則就在屏柜側(cè)一端接地。但熱電偶的屏蔽層在首端接地以避免充電電流。電纜屏蔽層在現(xiàn)場及屏柜接于專用的接地母線，在屏柜內(nèi)的該專用接地母線與信號接地母線連接。此外，如果屏蔽層與帶電回路不等電位，會(huì)在屏蔽層產(chǎn)生充電電流。
若主機(jī)和控制系統(tǒng)信號公共端的地電位不等，那么，如工程師工作站、主機(jī)之類的裝置由 RS一232一C口來與控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，必需進(jìn)行電氣上的隔離。工程師工作站或主機(jī)的供電和接地應(yīng)通過接到與控制系統(tǒng)相同的分支電源插座。若不能與控制系統(tǒng)使用同一電源，采用隔離化的短距離調(diào)制解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)工程師工作站、主機(jī)等類似的裝置與控制系統(tǒng)的隔離。在主機(jī)與控制系統(tǒng)相連時(shí)，應(yīng)先檢查控制系統(tǒng)的信號公共端與主機(jī)的電源地的電位差。
電纜屏蔽層的接地有兩種接地方式,即兩點(diǎn)接地和一點(diǎn)接地.從防止暫態(tài)過電壓看,屏蔽層采用兩點(diǎn)接地為好. 兩點(diǎn)接地使電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)縱向電流,該電流產(chǎn)生一個(gè)與主干擾相反的二次場,抵消主干擾場的作用,使干擾電壓降低.但是, 兩點(diǎn)接地存在兩個(gè)問題:其一,當(dāng)接地網(wǎng)上出現(xiàn)短路電流或雷擊電流時(shí),由于電纜屏蔽層兩點(diǎn)的電位不同,使屏蔽層內(nèi)流過電流,可能燒毀屏蔽層.其二,當(dāng)屏蔽層內(nèi)流過電流時(shí),對每個(gè)芯線將產(chǎn)生干擾信號.
對繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置來說,由于其輸入和輸出均有一端在開關(guān)場的高壓或超高壓環(huán)境中,電磁感應(yīng)干擾是主要矛盾,且電纜芯所在回路為強(qiáng)電回路因而屏蔽層電流產(chǎn)生的干擾信號影響較小,故繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)程規(guī)定屏蔽層宜在兩端接地;對于熱工專業(yè)電纜, 電磁感應(yīng)干擾比較而言矛盾不突出,而兩點(diǎn)接地產(chǎn)生的屏蔽層電流對芯線產(chǎn)生干擾有可能使裝置誤動(dòng),故宜采用一點(diǎn)接地.
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