關于電纜屏蔽一點接地與兩點接地的分析

《電力裝置的繼電保護和自動化裝置設計規范》（GB50062-92）第條規定，當采用靜態保護時，"采用屏蔽電纜，屏蔽層宜在兩端接地。"這與熱工自動化專業規定屏蔽層一點接地不一致。

 

理論上講，屏蔽層多點接地（注意，這里所指多點接地的地是全廠接地網的地，而非當地的自然地），屏蔽層完全處于等電位，干擾將減至最小，但實際無法辦到，因此電氣后退為"宜"兩端接地。由于靜態保護的現場設備相對集中這也易于實現。熱工自動化做一點接地規定有以下考慮：

 

1、熱工自動化設備比較分散，就地設備處的屏蔽層都要接到全廠公用地困難較大，反之，對于接地熱電偶等，如將兩端均接至現場地也一樣困難。

 

2、兩端接地時，雖因屏蔽層感應產生的電流是二個方向相反的電流，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，感應干擾也不會很大，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令人關注的問題，現在尚無統一規定，而是根據具體情況采用不同的實施方法。

 

電纜屏蔽層接地有兩種方式：一點接地或兩端接地。

眾所周知，對于通過電容耦合的電場干擾，一點接地即可大大降低干擾電壓，發揮屏蔽作用。對于通過感應耦合的磁場干擾，一點接地不能起到屏蔽作用，只有兩端都接地，外部干擾電流產生的磁場才能在屏蔽層中感應產生一個與外部干擾電流方向相反的電流，這個電流起到抵銷降低干擾電流的作用，即屏蔽作用?？墒莾啥私拥貢r，如果兩端地電位不一致(在地網流過暫態電流時)，則將在屏蔽層中產生一個附加電流，這個電流將在屏蔽電纜中信號線產生干擾電壓。正是由于兩點接地的這種“有利”和“有弊”之間的矛盾，須根據具體情況來確定是否采用。

 

對于以往大量應用的通過高壓開關場的常規二次回路，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接地，因為這些電纜通常是長距離電纜，高壓開關場的電磁干擾很強烈，必須采用兩點接地以降低電磁干擾。接地點(特別是靠近高壓設備的接地點)應離開大短路接地電流或雷電入地點適當距離，以盡量避免這些大接地電流在接地網中產生不均衡電壓。由于常規二次回路的信號電平較高，過去的運行經驗表明地電位不同引起的附加干擾還未出現大的問題。如果通過高壓開關場的是電平很低的弱電系統，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接地，以降低外部電場的共模干擾，對弱電回路一般應采用雙絞線以降低感應耦合的差模干擾，因為雙絞線兩線上感應的干擾電壓接近相等，但應用回路中是互相抵銷的。所以計算機監控系統中屏蔽電纜屏蔽層一般采用一點接地。如果現場中的地網良好，屏蔽層的接地點可選在現場側，否則就在屏柜側一端接地。但熱電偶的屏蔽層在首端接地以避免充電電流。電纜屏蔽層在現場及屏柜接于專用的接地母線，在屏柜內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，會在屏蔽層產生充電電流。

 

若主機和控制系統信號公共端的地電位不等，那么，如工程師工作站、主機之類的裝置由 RS一232一C口來與控制系統進行通信，必需進行電氣上的隔離。工程師工作站或主機的供電和接地應通過接到與控制系統相同的分支電源插座。若不能與控制系統使用同一電源，采用隔離化的短距離調制解調器來實現工程師工作站、主機等類似的裝置與控制系統的隔離。在主機與控制系統相連時，應先檢查控制系統的信號公共端與主機的電源地的電位差。

 

電纜屏蔽層的接地有兩種接地方式,即兩點接地和一點接地.從防止暫態過電壓看,屏蔽層采用兩點接地為好. 兩點接地使電磁感應在屏蔽層上產生一個感應縱向電流,該電流產生一個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, 兩點接地存在兩個問題:其一,當接地網上出現短路電流或雷擊電流時,由于電纜屏蔽層兩點的電位不同,使屏蔽層內流過電流,可能燒毀屏蔽層.其二,當屏蔽層內流過電流時,對每個芯線將產生干擾信號.

 

對繼電保護和自動裝置來說,由于其輸入和輸出均有一端在開關場的高壓或超高壓環境中,電磁感應干擾是主要矛盾,且電纜芯所在回路為強電回路因而屏蔽層電流產生的干擾信號影響較小,故繼電保護和自動裝置規程規定屏蔽層宜在兩端接地;對于熱工專業電纜, 電磁感應干擾比較而言矛盾不突出,而兩點接地產生的屏蔽層電流對芯線產生干擾有可能使裝置誤動,故宜采用一點接地.

文章標簽：電纜屏蔽   接地