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關于電纜屏蔽一點接地與兩點接地的分析
[當前欄目：屏蔽電纜]????? [發(fā)布日期：2016-10-21]
《電力裝置的繼電保護和自動化裝置設計規(guī)范》（GB50062-92）第條規(guī)定，當采用靜態(tài)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(yè)規(guī)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(wǎng)的地，而非當?shù)氐淖匀坏兀?，屏蔽層完全處于等電位，干擾將減至最小，但實際無法辦到，因此電氣后退為"宜"兩端接地。由于靜態(tài)保護的現(xiàn)場設備相對集中這也易于實現(xiàn)。熱工自動化做一點接地規(guī)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(xiàn)場地也一樣困難。
2、兩端接地時，雖因屏蔽層感應產(chǎn)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(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令人關注的問題，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(fā)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(chǎn)生的磁場才能在屏蔽層中感應產(chǎn)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。可是兩端接地時，如果兩端地電位不一致(在地網(wǎng)流過暫態(tài)電流時)，則將在屏蔽層中產(chǎn)生一個附加電流，這個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(chǎn)生的磁場才能在屏蔽層中感應產(chǎn)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。可是兩端接地時，如果兩端地電位不一致(在地網(wǎng)流過暫態(tài)電流時)，則將在屏蔽層中產(chǎn)生一個附加電流，這個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。
對于以往大量應用的通過高壓開關場的常規(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(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，過去的運行經(jīng)驗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(jiān)控系統(tǒng)中屏蔽電纜屏蔽層一般采用一點接地。如果現(xiàn)場中的地網(wǎng)良好，屏蔽層的接地點可選在現(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，會在屏蔽層產(chǎn)生充電電流。
若主機和控制系統(tǒng)信號公共端的地電位不等，那么，如工程師工作站、主機之類的裝置由 RS一232一C口來與控制系統(tǒng)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(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)器來實現(xiàn)工程師工作站、主機等類似的裝置與控制系統(tǒng)的隔離。在主機與控制系統(tǒng)相連時，應先檢查控制系統(tǒng)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(tài)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(chǎn)生一個感應縱向電流,該電流產(chǎn)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(wǎng)上出現(xiàn)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(nèi)流過電流,可能燒毀屏蔽層.其二,當屏蔽層內(nèi)流過電流時,對每個芯線將產(chǎn)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(huán)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(chǎn)生的干擾信號影響較小,故繼電保護和自動裝置規(guī)程規(guī)定屏蔽層宜在兩端接地;對于熱工專業(yè)電纜, 電磁感應干擾比較而言矛盾不突出,而兩點接地產(chǎn)生的屏蔽層電流對芯線產(chǎn)生干擾有可能使裝置誤動,故宜采用一點接地.
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