电气屏蔽线应一端接地还是两端接地
控制电缆屏蔽层接地方式的探讨
1、控制电缆屏蔽层接地方式的探讨
各电建公司的电气专业一直为屏蔽电缆的屏蔽层是在一端一点接地,还是在两端两点接地的问题争论不休,而争论的结果是有的电建公司采用一点接地方式,而有的电建公司采用两点接地的方式进行施工。其实根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》、《国网公司十八条反措继电保护实施细则》以及《华北电网继电保护基建工程验收规范》要求,电气控制电缆屏蔽线必须两端接地。
上述国家规程、规范及反措要求电气控制电缆屏蔽线必须两端接地。但是所有电气控制电缆的屏蔽层不分场合的全部两端接地,这样的要求是否正确,是值得做进一步商榷和探讨的,经过多台机组的安装实践可以确定:从主控或网控到升压站的控制电缆的屏蔽层必须两端接地;但在主厂房内敷设的控制电缆屏蔽层最好是单端接地。其理由如下:从防止暂态过电压看,屏蔽层采用两点接地为好,两点接地使电磁感应在屏蔽层上产生一个感应纵向电流,该电流产生一个与主干扰相反的二次场,抵消主干扰场的作用,使干扰电压降低。从主控到升压站的控制电缆,由于其输入和输出均有一端在开关场的高压或超高压环境中,电磁感应干扰是主要矛盾,且电缆芯所在回路为强电回路因而屏蔽层电流产生的干扰信号影响较小,所以必须采用两点接地的方式。但是,两点接地存在两个问题:其一,当接地网上出现短路电流或雷击电流时,由于电缆屏蔽层两点的电位不同,使屏蔽层内流过电流,可能烧毁屏蔽层.其二,当屏蔽层内流过电流时,对每个芯线将产生干扰信号.所以对敷设在主厂房内的电气电缆, 电磁感应干扰比较而言矛盾不突出,而两点接地产生的屏蔽层电流对芯线产生干扰有可能使装置误动,故宜采用一
屏蔽线接法
屏蔽线接法讨论
1 控制电缆屏蔽层接地方式的探讨
各电建公司的电气专业一直为屏蔽电缆的屏蔽层是在一端一点接地,还是在两端两点接地的问题争论不休,而争论的结果是有的电建公司采用一点接地方式,而有的电建公司采用两点接地的方式进行施工。其实根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》、《国网公司十八条反措继电保护实施细则》以及《华北电网继电保护基建工程验收规范》要求,电气控制电缆屏蔽线必须两端接地。
上述国家规程、规范及反措要求电气控制电缆屏蔽线必须两端接地。但是所有电气控制电缆的屏蔽层不分场合的全部两端接地,这样的要求是否正确,是值得做进一步商榷和探讨的,经过多台机组的安装实践可以确定:从主控或网控到升压站的控制电缆的屏蔽层必须两端接地;但在主厂房内敷设的控制电缆屏蔽层最好是单端接地。其理由如下:从防止暂态过电压看,屏蔽层采用两点接地为好,两点接地使电磁感应在屏蔽层上产生一个感应纵向电流,该电流产生一个与主干扰相反的二次场,抵消主干扰场的作用,使干扰电压降低。从主控到升压站的控制电缆,由于其输入和输出均有一端在开关场的高压或超高压环境中,电磁感应干扰是主要矛盾,且电缆芯所在回路为强电回路因而屏蔽层电流产生的干扰信号影响较小,所以必须采用两点接地的方式。但是,两点接地存在两个问题:其一,当接地网上出现短路电流或雷击电流时,由于电缆屏蔽层两点的电位不同,使屏蔽层内流过电流,可能烧毁屏蔽层.其二,当屏蔽层内流过电流时,对每个芯线将产生干扰信号.所以对敷设在主厂房内的电气电缆, 电磁感应干扰比较而言矛盾不突出,而两点接地产生的屏蔽层电流对芯线产生干扰有可能使装置误动,故宜采用一点接地。而热工自动化专业规定,热工控制电缆的屏蔽层要求一点接地,其道理也如同上所述。
屏蔽电缆单端接地和双端接地
屏蔽电缆单端接地和双端接地
单端接地
1.一般而言模拟信号主张单端接地,以避免双端接地时,地电势不同引发的地电流影响信号。
2.不允许安装等电位导体
3.使用静态屏蔽时
双端接地
双端屏蔽接地能很好的抑制高频干扰。但是如果两个接地点之间电位差可能造成等电位电流流过两端连接的屏蔽层。
1、动力电缆线两边接地,电机端的PE必然要接在驱动端的PE上,并最终接入机箱内的
大地汇流排;
2、数字信号或差分信号主张双端接地
3、变频器的动力电缆要双端接地。
4、
我认为系统的噪声抑制最重要的是等电位。等电位做不到位,使什么招都是事倍功半。对于大功率的系统,等电位的处理也是大截面的导体链接成一片。只要连接的面积足够大,等电位应该是可以解决的。另外针对很强的干扰,还可以在干扰源上抑制,比如,动力电缆、电机电缆在加双端屏蔽基础上,采用穿磁环的办法很好,磁环的内径要足够大,对于大电流的也要绕上3圈才管用(注:三颗线一起绕)。当然上千安培的电流,只好做特制的磁环了。不管咋说,这东西管用。
模拟量的干扰噪声有两种,一种是共模噪声,一种是差模噪声。在接地不管用的时候,不要以为接地没用,还是要按规则接好,然后尝试用电容滤波,硬件的和软件的滤波+屏蔽层单端接地。你会收到很好的效果。另外还可以尝试磁环的滤波等等。
借此楼讨论,给出一个我最近处理干扰问题的一个实例。与大家共享。系统结构如下图示:这是一个自制的“AFE”传动系统,它是由整流+预充电+回馈单元+逆变器的部分组成。开始没有画红圈的磁环,结果在系统补尝0输出转矩的时候,找不着零点,不是电动,就是发电,就是找不着“0”状态。感觉很奇怪呀。于是用trace录波发现:看波形,红色的是转速信号,好得很,一条直线,干干净净,基本无噪声;而蓝色的线,是电机的电磁转矩,一个完全被噪声掩盖的曲线。难怪总也找不到稳定的0转矩呢。为什么会是这样呢?原来是回馈单元和整流模块在上电后,产生微小的环流所致。这个环流,虽然是安全的,但它会造成系统内的严重干扰。导致电机的转矩电流噪声如此这般。在分析上述的可能原因之后,我在红圈的部分又加了4个磁环。在调整空载的0状态转矩补偿,扭矩显示值(在电机输出轴上安装的扭矩传感器)可以显示出+/-0.01N.m(基本认为是0了)。问题解决。此例是想说明,在传动系统中,抑制噪声采用磁环是有效的。好使。
单端与双端接地
请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽! 最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压; 而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证! 《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定: (1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。 (2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜 采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。 双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。 (3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。 《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。 其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。 如果是防止静电干扰,必须单点接地,不论是一层还是二层屏蔽。因为单点接地的静电放电速度是最快的。 但是,以下两种情况除外: 1、外部有强电流干扰,单点接地无法满足静电的最快放电。 如果接地线截面积很大,能够保证静电最快放电的话,同样也要单点接地。当然了,真是那样,也没有必要选择两层屏蔽。 否则,必须两层屏蔽,外层屏蔽主要是减少干扰强度,不是消除干扰,这时必须多点接地,虽然放不完,但必须尽快减弱,要减弱,多点接地是最佳选择。 比如,企业中的电缆桥架其实就是外屏蔽层,它是必须多点接地的,第一道防线,减小干扰源的强度。 内层屏蔽层(其实,大家不会买双层的电缆,一般是外层就是电缆桥架,内层才是屏蔽电缆的屏蔽层)必须单点接地,因为外部强度已经减少,尽快放电,消除干扰才是内层的目的。 2、外部电击和防雷等安全的要求。 这种情况必须要两层防护,外层不是用来消除干扰的,是出于安全的考虑的,保证人身和设备安全的,必须多点接地。内层才是防止干扰的,
屏蔽线的几种接法
屏蔽线的几种接法
屏蔽线的一端接地,另一端悬空。
当信号线传输距离比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电流行成,反而对信号形成干扰,因此这种情况下一般采取一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种干扰形成。
两端接地屏蔽效果更好,但信号失真会增大
请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!
最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压;
而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!
《GB50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜
采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。
双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。
屏蔽层接地标准规范
屏蔽层接地标准规范
一、单端接地
屏蔽层单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地,另一端不接地或通过保护接地。
在屏蔽层单端接地情况下,非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在,感应电压与电缆的长度成正比,但屏蔽层无电势环流通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。
这种接地方式适合长度较短的线路,电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。静电感应电压的存在将影响电路信号的稳定,有时可能会形成天线效应。
二、双端接地
双端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地。
在屏蔽层双端接地情况下,金属屏蔽层不会产生感应电压,但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过,如果地点A和地点B的电势不相等,将形成很大的电势环流,环流会对信号产生抵消衰减效果。
动力电缆线两边接地,电机端的PE必然要接在驱动端的PE上,并最终接入机箱内的大地汇流排。
信号线则需要区别情况对待,一般而言模拟信号电流信号、信号、温度信号、压力信号、流量信号等单端接地,以避免双端接地时,地电势不同引发的地电流影响信号。
数字信号、差分信号、编码器,开关量主张双端接地,只是过大的地电流也同样可能影响信号。
无论是单端还是双端,原则是死的,实效才是目的,需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重,因此往往只能灵活处置。
三、屏蔽线的接地三种情况
单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮
(1)单端接地方式:假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线,流过负载电阻R L之后,i2再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反,所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。
屏蔽线的四种接法
屏蔽线的四种接法:
1、两端同时接地:
很好地屏蔽射频信号易受地环路电流的影响
2、两端接地,并带大面积的并行结合线(with large-area parallel bonding wire)
很好地屏蔽射频信号地电流主要流过结合线,但易受电磁场影响
3、一端接地
对射频屏蔽不好,尤其是电缆超过1/8波长时,甚至比不加屏蔽线还差
4、发射端接地,接收端通过电容接地
如果电容类型、位置正确,可以很好地屏蔽射频信号没有低频地回流模拟信号单端接地就可以了。如果两端接地,大地就构成一个回路,对线路的屏蔽效果不好。
模拟信号最好单端接地,尤其是线路较长时,应为两个接地点的电位不同,有可能造成检测信号的不准确。数字信号无所谓,一般单端就可以
应分3种类型
动力电缆三芯以上电缆带屏蔽的应两端接地
单芯的电缆带屏蔽应一端接地
控制电缆原则上带屏蔽的应一端接地
仪表电缆模拟信号单端接地,一般在控制柜侧进行接地,中间的转接箱或盒屏蔽要连续电磁流量计的信号应在流量计侧接地.
数字信号应两端接地
屏蔽线的几种接法
屏蔽线的一端接地,另一端悬空 。当信号线传输距离比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电流行成,反而对信号形成干扰,因此这种情况下一般采取一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种干扰形成。两端接地屏蔽效果更好,但信号失真会增大请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽! 最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压; 而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定: (1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。 (2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜 采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。 双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。 《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。如果是防止静电干扰,必须单点接地,不论是一层还是二层屏蔽。因为单点接地的静电放电速度是最快的。但是,以下两种情况除外:1、外部有强电流干扰,单点接地无法满足静电的最快放电。如果接地线截面积很大,能够保证静电最快放电的话,同样也要单点接地。当然了,真是那样,也没有必要选择两层屏蔽。否则,必须两层屏蔽,外层屏蔽主要是减少干扰强度,不是消除干扰,这时必须多点接地,虽然放不完,但必须尽快减弱,要减弱,多点接地是最佳选择。比如,企业中的电缆桥架其实就是外屏蔽层,它是必须多点接地的,第一道防线,减小干扰源的强
屏蔽线接地规则
屏蔽线的一端接地,另一端悬空。
当信号线传输距离比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电流行成,反而对信号形成干扰,因此这种情况下一般采取一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种干扰形成。
两端接地屏蔽效果更好,但信号失真会增大
请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!
最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压;
而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!
《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。
双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。
屏蔽线为什么作用这么大?但切记必须单端接地!
屏蔽线为什么作用这么大?但切记必须单端接地!
屏蔽线是使用金属网状编织层把信号线包裹起来的传输线,编织层一般是红铜或者镀锡铜。
屏蔽线是为减少外电磁场对电源或通信线路的影响,而专门采用的一种带金属编织物外壳的导线。这种屏蔽线也有防止线路向外辐射电磁能的作用。
屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地。
屏蔽电缆的屏蔽层主要由铜、铝等非磁性材料制成,并且厚度很薄,远小于使用频率上金属材料的集肤深度(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱),屏蔽层的效果主要不是由于金属体本身对电场、磁场的反射、吸收而产生的,而是由于屏蔽层的接地产生的,接地的形式不同将直接影响屏蔽效果。
PART02
结构
包裹的导体叫屏蔽层,一般为导电布,编织铜网或铜(铝)铂。
普通:绝缘层+屏蔽层+导线;
高级:绝缘层+屏蔽层+信号导线+屏蔽层接地导线。
屏蔽线
屏蔽层一般需要接地。屏蔽线的作用是将电磁场噪声源与敏感设备隔离,切断噪声源的传播路径。
屏蔽分为主动屏蔽和被动屏蔽,主动屏蔽目的是为了防止噪声源向外辐射,是对噪声源的屏蔽;被动屏蔽目的是为了防止敏感设备遭到噪声源的干扰,是对敏感设备的屏蔽。
屏蔽线的屏蔽层不允许多点接地,因为不同的接地点总是不一样的,各点存在电位差。
如多点接地,在屏蔽层形成电流,不但起不到屏蔽作用,反而引进干扰,尤其在变频器用的多的场合里,干扰中含有各种高次谐波分量,造成影响更大,应特别注意。屏蔽布线系统源于欧洲,它是在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。
屏蔽线为什么作用这么大但切记必须单端接地
屏蔽线为什么作用这么大但切记必需单端接
地
屏蔽线的作用及使用方法屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被
该层导入大地。
屏蔽电缆的屏蔽层重要由铜、铝等非磁性材料制成,并且厚度很薄,远小于使用频率上金属材料的集肤深度(所谓趋肤效应是指电流在
导体截面的分布随频率的上升而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深
度越小,即频率越高,电磁波的穿透本领越弱),屏蔽层的效果重要不
是由于金属体本身对电场、磁场的反射、汲取而产生的,而是由于屏蔽
层的接地产生的,接地的形式不同将直接影响屏蔽效果。
PART02结构一般:绝缘层+屏蔽层+导线;
高级:绝缘层+屏蔽层+信号导线+屏蔽层接地导线。
屏蔽分为自动屏蔽和被动屏蔽,自动屏蔽目的是为了防止噪声源
向外辐射,是对噪声源的屏蔽;被动屏蔽目的是为了防止敏感设备遭到
噪声源的干扰,是对敏感设备的屏蔽。
屏蔽线的屏蔽层不允很多点接地,由于不同的接地点总是不一样的,各点存在电位差。
如多点接地,在屏蔽层形成电流,不但起不到屏蔽作用,反而引
进干扰,尤其在变频器用的多的场合里,干扰中含有各种高次谐波重量,造成影响更大,应特别注意。
屏蔽布线系统源于欧洲,它是在一般非屏蔽布线系统的外面加上
金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、汲取及趋肤效应实现防止电磁干
扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层
的屏蔽作用,因而具有特别好的电磁兼容(EMC)特性。
电磁兼容(EMC)是指电子设备或网络系统具有肯定的防范电磁干
扰的本领,同时不能产生过量的电磁辐射。
也就是说,要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中
关于电缆屏蔽一点接地与两点接地的分析
关于电缆屏蔽一点接地与两点接地的分析
《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》(GB50062-92)第条规定,当采用静态保护时,"采用屏蔽电缆,屏蔽层宜在两端接地。"这与热工自动化专业规定屏蔽层一点接地不一致。
理论上讲,屏蔽层多点接地(注意,这里所指多点接地的地是全厂接地网的地,而非当地的自然地),屏蔽层完全处于等电位,干扰将减至最小,但实际无法办到,因此电气后退为"宜"两端接地。由于静态保护的现场设备相对集中这也易于实现。热工自动化做一点接地规定有以下考虑:
1、热工自动化设备比较分散,就地设备处的屏蔽层都要接到全厂公用地困难较大,反之,对于接地热电偶等,如将两端均接至现场地也一样困难。
2、两端接地时,虽因屏蔽层感应产生的电流是二个方向相反的电流,因此,干扰可减少。
但是,在沿线全部浮空的情况下,仅一端接地,感应干扰也不会很大,可以满足要求。
为降低电场和磁场的干扰,二次控制系统中广泛使用屏蔽电缆。屏蔽电缆的屏蔽层如何接地一直是一个令人关注的问题,现在尚无统一规定,而是根据具体情况采用不同的实施方法。
电缆屏蔽层接地有两种方式:一点接地或两端接地。众所周知,对于通过电容耦合的电场干扰,一点接地即可大大降低干扰电压,发挥屏蔽作用。对于通过感应耦合的磁场干扰,一点接地不能起到屏蔽作用,只有两端都接地,外部干扰电流产生的磁场才能在屏蔽层中感应产生一个与外部干扰电流方向相反的电流,这个电流起到抵销降低干扰电流的作用,即屏蔽作用。可是两端接地时,如果两端地电位不一致(在地网流过暂态电流时),则将在屏蔽层中产生一个附加电流,这个电流将在屏蔽电缆中信号线产生干扰电压。正是由于两点接地的这种“有利”和“有弊”之间的矛盾,须根据具体情况来确定是否采用。
屏蔽线需要接地吗-屏蔽线如何接地-屏蔽线怎么接地-屏蔽线单端接地
屏蔽线需要接地吗-屏蔽线如何接地-屏蔽线怎么接地-屏蔽线单端接地
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屏蔽线需要接地吗?屏蔽线如何接地?屏蔽线怎么接地?屏蔽
线单端接地
在测量控制中有供电地系统、模拟信号地系统、数字信号地系统。为了消除各地系统之间的相互干扰,各地系统的地应隔离开。但地与接地是不同的概念,这里的地是指系统的公共参考点。而人们常说的接地,就是将公共点接地来固定“零电位”。接地是为了安全、防止危险,在生产现场大都是采取将接地系统就近接地,如果接地点在一个以上,就产生了地回路,也就会出现流过地回路的电流,这样就会形成耦合干扰问题。
图1 屏蔽线两端接地示意图
如图1中接地点A和接地点B之间会有电位差,也就会有电流,该干扰信号会与有用信号相混合,这是第一种干扰信号。图1中信号线的屏蔽层如果在信号源和二次仪表两端都接地,则屏蔽层的感应电流通过屏蔽层与信号线的分布电容,会耦合到信号线中,该干扰信号混到了有用信号中,这是第二种干扰信号。要消除第二种干扰,首先就要
避免产生地回路,而采取屏蔽层一端接地可达到目的,即信号源和信号屏蔽线只在一处接地,使地回路断开,如图2所示,这时虽然二次仪表公共点与接地点B是相连接的,但也不会形成地回路了。同时二次仪表的输人端对地采取浮空措施,使二次仪表输人信号线路与机壳隔离开,这样效果更好,采用这些方法基本可防止地电流干扰的产生。
图2 屏蔽线一端接地示意图
一点接地时,选择接地点也很重要,对于屏蔽线其接地点应靠近被屏蔽的感应电路的入地点,如图2中,如果B点是高电平电场,A点是低电平电场,为避免高电平电场对低电平电场的干扰,接地点应尽量靠近低电平A的入地点。
信号线的屏蔽线是否到底是一端接地还是两端接地?
信号线的屏蔽线是否到底是一端接地还是两端接地?
2012年03月11日星期日19:20
信号线的屏蔽线是否应该只有输入端(热端)接地?
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请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压;
而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!
《GB50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜
采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。
双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽
由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。
屏蔽线单端接地
屏蔽线单端接地是怎么个接法?
屏蔽线的一端接地,另一端悬空当信号线传输距离比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电流行成,反而对信号形成干扰,因此这种情况下一般采取一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种干扰形成。
两端接地屏蔽效果更好,但信号失真会增大请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压;而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!《GB50217-1994 电力工程电缆设计规范》——3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》一一第631条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。 2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。
屏蔽线接地方法及原理
屏蔽线的一端接地,另一端悬空。当信号线传输距离比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电流行成,反而对信号形成干扰,因此这种情况下一般采取一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种干扰形成。两端接地屏蔽效果更好,但信号失真会增大
请注意:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!
最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压;
而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一般防静电感应。下面的规范是最好的佐证!《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
其原理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一般用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。
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电气屏蔽线应一端接地还是两端接地
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屏蔽接地通常采用两种方式来处理:屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地。
① 屏蔽层单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地,另一端不接地或通过保护接地。
在屏蔽层单端接地情况下,非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在,感应电压与电缆的长度成正比,但屏蔽层无电势环流通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。
这种接地方式适合长度较短的线路,电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。静电感应电压的存在将影响电路信号的稳定,有时可能会形成天线效应。
② 双端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地。
在屏蔽层双端接地情况下,金属屏蔽层不会产生感应电压,但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过,如果地点A和地点B的电势不相等,将形成很大的电势环流,环流会对信号产生抵消衰减效果。
动力电缆线两边接地,电机端的PE必然要接在驱动端的PE上,并最终接入机箱内的大地汇流排。
信号线则需要区别情况对待,一般而言模拟信号主张单端接地,以避免双端接地时,地电势不同引发的地电流影响信号;数字信号或差分信号主张双端接地,只是过大的地电流也同样可能影响信号。
所以个人以为,无论是单端还是双端,原则是死的,实效才是目的,需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重,因此往往只能灵活处置。
单端接地。
如果是两端接地,由于两个接地端可能存在电位差,反而会产生干扰。
一般要求是2端接地,然而2端接地要看现场条件,如果现场条件恶劣,会在2端形成感应电压,从而有了感应电流,容易干扰,当然,对模拟量干扰严重,故此时即要单端接地。
高频双端接地如编码器,开关量等,低频单端接地如模拟量等。单端接地不存在接地电位差的问题,可减少接地干扰。
屏蔽线的接地有三种情况,即:单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮。(1)单端接地方式:假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线,流过负载电阻RL之后,再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反,所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。(2)两端接地方式:由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加,所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。因此,它抑制磁场耦合干扰的能力也比单端接地方式差。单端接地方式与两端接地方式都有屏蔽电场耦合干扰作用。(3)屏蔽层悬浮:只有屏蔽电场耦合干扰能力,而无抑制磁场耦合干扰能力。
对于单端接地,是变送器端接地
1、先说独立地线。所谓的独立地线,顾名思义,就是为本系统单独设置的地线,它必须是通过对地电阻测量合格的地线。那么什么是合格地线呢他的对地电阻的标准是多少这有国标决定,对于计算机系统的接地地线标准,应该是小于4
欧姆。这个独立的地,接变频器的PE、现场的电机外壳、所有导电金属相关柜体、机体外壳。
2、再说等电位。所谓的等电位,就是安装接线的这个系统所有物体的金属外壳,用导电体大面积连接一片。面积越大,抗干扰的效果越好。从抗干扰的效果看,等电位的处理,优于单独接地的效果。接独立地,是在等电位的基础上实施的,因为,根据一点接地的原则,那个独立地是接在整个系统的什么位置也很关键。要视现场的具体情况而定。原则是,独立地线的“入地点”接在系统所有壳体、物体的金属表面积最大的地方。等电位包括了所有电缆频蔽层的金属导体连接。
3、最后一条说的是信号地。信号地为了不混淆大地的概念,所以称“参考电位”。它是信号的参考电位,在西门子的装置里称作M。所以它不能与PE、大地连接。信号地----参考电位,必须与“大地”悬浮。
最后需要强调的是,“一点接地”,千万不要狭义的理解为一个螺丝栓点,那样的话就大错特错了。关键是要理解西门子的传动装置手册中EMC有关章节描述的“大面积连接”。什么叫大面积连接,就是接地的导体、导线其表面积越大越好。因为干扰的噪声信号,都具有“肌肤效应”,集中在导体的表面,所以,等电位的导体,表面积越大,越利于干扰噪声的吸收。一点接地,要广义的理解。一个大的导体也可以看成一个节点,汇集一点,就是可以在这个导体上的任何部位接地,这样,噪声会有利于在这个导体的表面被吸收。如果汇集一个螺栓点,这种效果就没有了。
双端接地,可能导致屏蔽线上走电流,甚至大电流的可能,只要有电流就产生磁场了,不利于屏所以基本上都是单端接地。但是如果两个系统全部是浮地系统,则无所谓了,可以双端接地的。比如,编码器的屏蔽线怎么接这个在西门子的手册里已经明确的讲了呀。对于数字信号线的屏蔽就是双端接地。如果说按照此规范接地了,还有干扰编码器信号问题,那一定不是接屏蔽所能解决的,一定还有别的问题。比如,编码器的机械连接问题、编码器信号线与外壳有耦合问题(信号线碰壳或参考电位碰壳)等等问题。关于两端接地点有电位差的问题,那就是等电位没做好,也是EMC基本准则问题的处理不好。这些都应该在安装布线的时候认真做的工作。
我记得以前在与西门子的工程师交流使用西门子的传动控制器问题时,他们特别的强调现场安装的等电位问题。说这个等电位甚至比接地还重要(这对抗干扰而言)。何谓定电位说白了,就是把现场与传动控制系统有关的一切装置的金属外壳,用导体大面积连接在一起。让所有的机柜、机箱、操作台、主机等等电位相等。然后在此基础上,找一个最大面积的导体,做接地点,将其接大地。我想这个做对了,做好了,再把信号线屏蔽按规则接地,应该就OK了。
另外,上面有说模拟量的信号线屏蔽接法,单端接地。这个正确。就这么接。前面有人说,这么接了,不管用,无效果。那一定不是接地所能解决的问题了。你可以用示波器看看你的信号地(此时),他一定是一颗很粗很粗的线,地线上的
噪声很多。模拟量的干扰噪声有两种,一种是共模噪声,一种是差模噪声。在接地不管用的时候,不要以为接地没用,还是要按规则接好,然后尝试用电容滤波,硬件的和软件的滤波+屏蔽层单端接地。你会收到很好的效果。另外还可以尝试磁环的滤波等等。
总之,上述的方法都是众所周知的基础,有人不信,所以总是被干扰搞得精疲力尽,无所适从。问题的关键不是接地管不管用,而是你的干扰通道来自何方你的干扰源属性是什么搞不清敌情怎么应对瞎猫碰死耗子或者饿虎扑食的采取措施,都是盲目的。应该首先搞清楚干扰源的性质,再做有针对性的处理,才是有的放矢的;才是可取的。
针对EMC的准则,不要不信,要认真去做、去遵守。然后有了问题再去确认它的属性,针对性加以解决。