屏蔽电缆的屏蔽层为什么不能重复接地
屏蔽电缆屏蔽层两种接地方式对产品的影响
１．１ 屏 蔽 层 接 地 屏 蔽层 也 会耦合 电磁 噪 声 ，如 电缆 上 的脉 冲
信 号会 在没 有接 地 的屏 蔽 层 上形 成 环 形 电流 ，导 致 屏蔽 层 不 同 点 有 电 势 差 异 ，引 起 噪 声 传 递 。 再 如外 部 的 电磁 波 会 在 没 有 接 地 的屏 蔽 层 上 传 播 （与天线 一样 ）。所 以 ，电缆 一 般都 需 要 屏蔽 层 接地 ，让 屏 蔽 层 感 应 的信 号 从 低 阻 抗 的通 道 导
走 ，因地 信 号 的 阻 抗 比 较 低 ，所 以 均 连 接 到 地 。 常用 的接 地 点 有 设 备 机 壳 、实 验 室 的地 线 、住 家 的 ２２０ Ｖ保 护地 （连 接 到建筑 物 的地 ）。 Ｉ．２ 屏 蔽 层接地 方 式
屏蔽层 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 ¨ 。
· 接 地 保护 ·
现代建 筑 电气
、ｏ．６、ｏ１．９ Ｉ￣ｅｒｉａＩ Ｎｏ．ＩＯ２ｌ ２０ｌ８
屏 蔽 电缆 屏 蔽 层 两 种 接 地 方 式 对 产 品 的 影 响
史 贝 娜 （上 海三 基 电子 工业有 限公 司，上 海 ２０００６３）
摘 要 ｉ介绍了电缆屏蔽层的两种接地方式。结合某具体案例。分析了电缆屏蔽 层 接 地 时产 生 的具 体 干 扰 源 。对 比 了 屏 蔽 层 的 两 种 接 地 方 式 效 果 。 提 出 电缆 屏 蔽 层 接 地 时 要对 干扰 源 进 行 具 体 分 析 。才 能 找 到 行 之 有 效 的 接 地 方 式 。
２ 屏蔽层接地 问题分析
２．１ 问题描 述 某 系统 由两 个 产 品互 联 组 成 ，两 个 产 品之 间
浅谈高压电缆金属屏蔽层接地问题
浅谈高压电缆金属屏蔽层接地问题电力安全规程规定：电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要可靠接地。
10kV高压电缆金属屏蔽层通常采用两端直接接地的方式。
这是由于10千V电缆多数是三芯电缆的缘故。
上世纪中期前，10kV 电缆均采用油浸纸绝缘三芯电缆。
结构多为统包型，少量为分相屏蔽型。
上世纪末期开始大量使用交联聚乙烯绝缘分相屏蔽三芯电缆，逐步淘汰了油纸电缆。
九十年代以来，随着城市经济建设的迅猛发展，负荷密度增大，环网开关柜等小型设备的应用，城市变电所出线和电缆网供电主干线电缆开始采用较大截面单芯电缆。
单芯电缆的使用提高了单回电缆的输送能力，减少了接头，短段电缆可以使用，方便了电缆敷设和附件安装，也由此带来了金属屏蔽接地方式的问题。
标签：三芯电缆、单芯电缆、一端接地一、单芯电缆金属护套工频感应电压计算单芯电缆芯线通过电流时，在交变电场作用下，金属屏蔽层必然感应一定的电动势。
三芯电缆带平衡负荷时，三相电流向量和为零金属屏蔽上的感应电势叠加为零，所以可两端接地。
单芯电缆每相之间存在一定的距离，感应电势不能抵消。
金属屏蔽层感应电压的大小与电缆长度和线芯负荷电流成正比，还与电缆排列的中心距离、金属屏蔽层的平均直径有关。
1、电缆正三角形排列时，以YJV-8.7/12kV-1×300mm2单芯电缆为例，电缆屏蔽层平均直径40mm，PVC护套厚度3.6mm，当电缆“品”字形紧贴排列，负荷电流为200A时，算得电缆护层的感应电压为每公里10.7V。
2、电缆三相水平排列时，设电缆间距相等，当三相电缆紧贴水平排列，其它条件与1相同时，算得边相的感应电压为每公里16.9V，中相的感应电压为每公里10.7V；当电缆间距200mm时，算得边相的感应电压为每公里36.1V，中相的感应电压为每公里31V。
边相感应电压高于中相感应电压。
（1）当电缆长度与工作电流较大的情况下，感应电压可能达到很大的数值。
屏蔽线只能一端接地的原因是什么
屏蔽线只能一端接地的原因是什么
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。
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。
同时二次仪表的输入端对地采取浮空措施，使二次仪表输入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。
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。
说说控制电缆的屏蔽层接地
（图说质量）说说控制电缆的屏蔽层接地控制电缆接线工艺是电力工程重要的项目之一，而在整个接线过程中，电缆屏蔽接地是接线过程中必不可少的施工工序。
屏蔽为什么需要接地？有哪些相关规定？如何接地？这里就这些问题具体说明一下：目前我公司的项目工程中控制电缆屏蔽接地，电气控制电缆部分采用两端接地方式，弱电及热控计算机监视电缆则采用一端接地方式。
电缆屏蔽接地是为防止电气设备因受电磁干扰造成误动和危害，为避免电磁干扰，控制电缆的屏蔽层均应接地。
屏蔽电缆的屏蔽层两端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，抵消主干绕场的作用，显著降低磁场耦合感应电压，可将感应电压降到不接地时感应电压的1%以下。
当然屏蔽电缆的屏蔽层两端接地也存在以下两个情况：1、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，会引起额外的冲击或干扰电压。
2、当屏蔽层内流过电流时，对每个芯线将产生干扰信号。
但对应用于继电保护和自动装置回路的屏蔽电缆，由于其输入和输出均有一端在电网的高压或超高压环境中，电磁干扰是主要因数，为防止暂态过电压，故电气继电保护和自动装置的电缆屏蔽层宜在两端接地。
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，且仪表及控制系统信号绝大多数是低频信号，为防止静电干扰，低频信号接地的原则是单点接地，以避免形成接地回路。
因此热工专业规定电缆屏蔽层需在电子设备间DCS机柜处集中一点接地。
翻阅国标《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007，就明确了控制电缆屏蔽层的接地方式：3. 6. 9 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，应集中式一点接地。
2 集成电路、微机保护的电流、电压和信号的电缆屏蔽层，应在开关安置场所与控制室同时接地。
3 除上述情况外的控制电缆屏蔽层，当电磁感应的干扰较大时，宜采用两点接地；静电感应的干扰较大时，可采用一点接地。
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。
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。
对于以往大量应用的通过高压开关场的常规二次回路，如电流、电压回路及直流控制回路等，其控制电缆的屏蔽层一般采用两点接地，因为这些电缆通常是长距离电缆，高压开关场的电磁干扰很强烈，必须采用两点接地以降低电磁干扰。
屏蔽控制电缆的接地原理
屏蔽控制电缆的接地:屏蔽电缆的平衡特性较差，因此良好的屏蔽完整性和良好的接地对屏蔽电缆来说是非常重要的。
屏蔽接地是为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其它设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。
采用带屏蔽层的控制电缆，且屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地，是来国际通用的一种有效的二次回路抗电磁干扰措施。
由IEEE变电所专委会工作组与继电器环境分专委会工作组提出的“变电所中控制与低压电缆系统的选择和安装”文件中，专门有一节“控制电缆的金属屏蔽能降低感应暂态电压”谈到相关问题：“推荐带屏蔽的控制电缆将屏蔽层在两端接地。
必须特别保持屏蔽的完整性，拆断或分开屏蔽将极大地降低屏蔽效率；如果屏蔽只在一端接地，在非接地端的包皮对地将可能出现很高的暂态电压。
”控制电缆屏蔽层两端接地的的优点是：①当控制电缆为母线暂态电流产生的磁通所包围时，在电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流，由屏蔽电流产生的磁通，将抵销母线暂态电流产生的磁通对电缆芯线的影响。
假定屏蔽作用理想，两者共同作用的结果，将使被屏蔽层完全包围的电缆芯线中的磁通为零，屏蔽层形成了一个理想的法拉第笼。
这也和带有二次短路线圈的理想变压器一样，铁芯中的磁通将为零。
当然，屏蔽层的屏蔽作用，由于各种原因，不可能完全理想，因此，被屏蔽的芯线在母线暂态电流的作用下，仍然会感应出一定的电压。
②屏蔽层两端接地，可以降低由于地电位升产生的暂态感应电压。
当雷电经避雷器注入地网，使变电所地网中的冲击电流增大时，将产生暂态的电位波动，同时地网的视在接地电阻也将暂时升高。
对变电所地电位升的测定结果说明，与正常交流电阻相比，地电阻常常增大10倍以上。
当低压控制电缆在上述地电位升的附近敷设时，电缆电位的波动而受干扰。
因此，接地浪涌电流引入的地电位升将可能对低压控制回路的绝缘配合带来严重影响。
为了定量地估计当雷电注入变电所地网时在控制电缆缆芯中引起的暂态感应的数量，在30个变电所中进行人工注入地网较小冲击电流（100～4000A）时测定的电压情况。
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。
（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i G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。
屏蔽线必须单端接地吗？
屏蔽线必须单端接地吗？【导读】屏蔽层需要接地，外来的干扰信号可被该层导入大地。
一般来说，屏蔽线的一端接地，另一端悬空，但是也有例外情况。
PART01屏蔽线的作用及使用方法屏蔽电缆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。
屏蔽电缆屏蔽层应该单端接地还是双端接地？
屏蔽电缆屏蔽层应该单端接地还是双端接地？EMC风险评估旨在为有效的EMC风险应对提供基于物理模型的分析和建议。
电子电气设备的EMC风险评估基于设备的信息证据，分析其潜在的EMC风险。
EMC风险与产品测试失败风险相对应。
EMC风险评估的依据是通过分析产品的机械架构和PCB状况，以评估产品EMC设计存在的风险，并预测通过EMC测试的可能性。
电子电气设备的EMC风险评估一般包括两部分内容：——产品的机械架构EMC风险评估；——产品PCB的EMC风险评估。
按照目标，EMC风险评估可以分为EMS风险评估和EMI风险评估。
正确使用EMC风险评估方法，可实现以较高的置信度对产品的EMC性能的评价，也可以与EMC测试结果结合对产品进行综合的EMC评价。
产品的设计者或使用者，通过正确的EMC风险评估方法，就可以清楚地发现产品设计在EMC方面存在的优点、缺陷与风险。
如下案例，涉及屏蔽电缆屏蔽层接地。
问题描述：原因分析：图1. 干扰分析图图3. 屏蔽层右侧接壳体干扰从屏蔽层注入时的干扰原理分析图处理措施：图4.整个产品的完整EMC 设计解决方案思考与启示：1.EMC 问题是一个系统问题，应该从整体进行全局分析，而不是仅仅关注个别点，因此，产品中某一地方设计改动后 EMC 结果发生改变，不能证明此 EMC 结果就是这个改动造成的，只能证明此结果与其有关；2.屏蔽电缆的屏蔽层应该双端接地，除非与屏蔽电缆互联的产品既不怕干扰也不会产生EMI 骚扰（如无源传感器），屏蔽电缆屏蔽层应该接被连接产品的金属壳体，如果被连接产品是塑料壳体，则屏蔽层应该接被连接 EMC 板的工作地；3.一根屏蔽电缆有两端，可以理解为屏蔽电缆左侧的接地是为了左侧的产品，右侧的接地是为了右侧的产品；4.EMC思考从测试原理谈起。
控制电缆屏蔽层接地方式
控制电缆屏蔽层接地方式为抑制电磁干扰而采用屏蔽性控制电缆，其屏蔽层如何正确接地至关重要。
《电力建设》（2003—3）载文进行了探讨。
作者认为：传输模拟信号的控制电缆或屏蔽层作为信号返回回路的同轴电缆，其屏蔽层应采用一点接地的方式，当不接地信号源和有公共接地点的放大器连接时，屏蔽层的接地点应放在放大器的公共接地点上；反之，则放在信号源的接地端。
除上述情况外，屏蔽层最好采用两端接地；采用双重屏蔽或复合式总屏蔽时，内屏蔽层用一点接地。
外屏蔽层用两点接地。
文章从屏蔽电缆的等效电路进行分析。
说明采用上述方法的道理。
摘要：介绍了发电厂控制系统中，采用屏蔽型控制电缆抑制电磁干扰(EM1)的重要措施。
提出良好的屏蔽，仅靠电缆屏蔽层是不够的，重要的是选择正确的屏蔽层接地方式、接地点数和接地点位置。
关键词：电磁干扰；控制电缆；屏蔽层；接地随着电力系统的扩大，电压等级的提高，机组容量的增大，计算机和微处理器等微电子装置已广泛应用于电厂生产监测与控制。
而且电子设备的频带日益加宽，功率逐渐加大，灵敏度提高，联络各种设备的电缆网络也越来越复杂。
况且微电子装置的工作环境和监测对象本身是一个很强的交变电磁场，是一个大干扰源。
在这样的电磁环境中，电子装置必然会受到静电感应、电磁耦合、接地线电位升高、控制回路自身产生的干扰电压等的电磁干扰，这些电磁干扰轻则会引起电子装置的可靠性降低，重则导致设备不能正常运行。
漳泽发电厂3号、4号、5号机组先后利用机组大修的机会，对其热控系统进行了DCS改造，采用EIC综合技术将电气控制、仪表控制和计算机控制等功能由DCS统一完成。
经过DCS改造后，机组能否安全、稳定运行，在很大程度上就取决于DCS系统的稳定性了。
为高DCS控制系统的抗干扰水平，确保设备在复杂电磁环境下可靠运行，成为当前电厂DCS控制系统电磁兼容方面研究的一个重要课题。
在DCS控制系统中，电缆是主要的干扰源，它既是干扰的主要发生器，也是主要的接收器。
弱电系统的防雷1：控制电缆屏蔽层的接地问题
弱电系统的防雷1：控制电缆屏蔽层的接地问题控制电缆的屏蔽层需要接地，这是共识。
问题是采取一端接地还是两端接地，大家认识不一致。
本专题重点讨论有关弱电系统的防雷问题。
请大家抛砖。
在SH3081-2017《石油化工仪表接地设计规范》有下列定义和规定：“屏蔽接地：为实现电场屏蔽、电磁场屏蔽功能对屏蔽层、屏蔽体所做的接地。
防静电接地：为用于泄放静电的接地。
信号线的屏蔽层宜采用单端接地的方式。
信号线的屏蔽层应在控制室一侧接到保护接地或工作接地，已经在现场仪表处自然接地的屏蔽层不宜再在控制室一侧重复接地，对于信号路经强电场或强电磁场的场合，应将屏蔽层接到保护接地。
”上述规定值得商榷。
先解释两个名词：静电感应：当雷云中的电荷积聚时，在附近的导体上感应出相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电荷迅速释放，而附近导体中原来被雷电云束缚住的静电也会沿导体流动，寻找释放通道，形成电脉冲即日常讲的电涌。
电磁感应：雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的变化的电磁场，在附近导体上感应出很高的电动势。
此时如果导体有裂口，裂口处就产生火花放电。
如果是闭合导体，导体中就会产生感应电流。
图1 屏蔽层两点接地防电磁干扰原理图1外屏蔽层两点接地。
设雷击产生的电磁场为E1，E1在两端接地的屏蔽层产生环流I，该环流I同时也产生一个电磁场E2，E1和E2方向刚好相反，E1和E2的合成磁场减轻了对信号线的干扰。
如果图1 中只单端接地。
雷击对信号线产生两种干扰：干扰1：屏蔽层只一点接地后，仅存在E1电磁场，信号线受到很强的干扰。
干扰2：电涌干扰。
设空中的雷云带-q1的负电荷，根据静电感应原理，必须在下方大地及其附着物上产生+q1的正电荷，设在外屏蔽层中束缚住的正电荷为+q2。
由于屏蔽层接地，信号线上没有静电荷。
当空中雷云-q1负电荷突然放电消失后，+q1正电荷也要消失，+q2的电荷也要消失，电荷的流动形成电流，+q2的消失必须在单点接地的屏蔽层中产生涌流，该涌流会对信号线产生电涌干扰。
屏蔽层接地专业解析
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。
另外，电气专业要求控制电缆屏蔽层两端接地，而热工自动化专业规定屏蔽层一点接地，当电气量进入DCS 时，两种规定发生冲突，目前国家规程和规范没有明确要求这种情况下是采用单端接地还是两端接地，根据电缆接线的工程实践，最好是采用单端接地，接地点的选择按取用原则来处理。
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。
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。
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————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
如果屏蔽的是信号线，应靠近干扰源处接地，总之接地的原则是尽量使屏蔽层上的感应电流不流入信号线，以避免引入干扰。
如将接地接在二次仪表的输入端，则屏蔽层的感应电流可能就会流经信号线引入干扰。
为什么屏蔽线只能采取一端接地
为什么屏蔽线只能采取一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。
如果屏蔽的是信号线，应靠近干扰源处接地，总之接地的原则是尽量使屏蔽层上的感应电流不流入信号线，以避免引入干扰。
如将接地接在二次仪表的输入端，则屏蔽层的感应电流可能就会流经信号线引入干扰。
但将接地点接在A点，由于屏蔽层与信号线处被认为是等电位的，则没有电流流经信号线。
对于信号线长距离传输时，由于单根导线长度所限，可能会涉及延长线的接线问题，这时应保证屏蔽的连续性，即尽量避免使用接线盒，如果必须用接线盒时，要使屏蔽与信号端子尽可能近些，露出的信号线长度以不大于20mm为妥，这时屏蔽层也要用端子来进行连接或焊接。
传输电缆屏蔽层的两种接地方式
用有屏蔽层的传输电缆是减少电磁干扰的一项基本措施。
主要有两种接地方式：一是屏蔽电缆一头接地，二是屏蔽电缆两头接地。
屏蔽电缆一头接地：
屏蔽层抗干扰的机能原理基本：干扰源和接收端等效成电容的两极。
一边有电压波动会通过电容感应到另一端。
插入接地的中间层（就是屏蔽层）破坏此等效电容，从而切断干扰通路。
而两头接地会造成两边电势不等，电势不等时会有很大的电流（地电流环路）造成屏蔽机能损坏。
传输电缆屏蔽层仅一端做接地而另一端悬浮时，它只能防静电感应，防磁场强度变化所感应的干扰电压。
为减少屏蔽层内芯线上的感应电压，在有些弱电设备的技术要求屏蔽层仅一端做了接地连接的情况下，应采用有绝缘层隔开的双层屏蔽电缆，其外层屏蔽层至少应在两端做接地连接。
这样，外屏蔽层与其它同样做了接地连接的导体构成环路，感应出一电流，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。
一般而言,变频器的信号线和模拟线,PLC模拟量模块的模拟信号线通常采用一方接地。
屏蔽电缆两头接地:
对电缆屏蔽两端同时接地，目前主要是如下考虑的:有些动力负载电缆在工作时产生波动很大的交变电磁场,由于电位差的原因,容易产生较大的电动势,影响信号线,模拟线等微电的传输精度,更可能导致电子设备的击穿损坏.因此必须两端同时接地，以平衡这种电压,以防止屏蔽层形成环流。
一般而言,变频器的电源输入端只需普通电缆而不需屏蔽电缆.而其输出端必需要用屏蔽电缆并且要两头接地.。
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。
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。
屏蔽线接地的方法
屏蔽线接地的方法屏蔽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，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。
对于电场、磁场屏蔽层的接地方式不同。
可采用不接地、单端接地或双端接地单端接地:1) 屏蔽电缆的单端接地对于避免低频电场的干扰是有帮助的。
或者说它能够避免波长λ远远大于电缆长度 L 的频率干扰。
L<λ /202) 电缆屏蔽层单端接地能够避免屏蔽层上的低频电流噪声。
这种电流在内部导致共模干扰电压并且有可能干扰模拟量设备。
3) 屏蔽层的单端接地对于那些对低频干扰敏感的电路（模拟量电路）来说是可取的。
4) 连续测量值的上下波动和永久偏差表示有低频干扰。
地址：北京市丰台区五里店北区京辰瑞达大厦406室双端接地:1) 确保到电控柜或者插头（圆形接触）的连接经过一个大的导电区域（低感应系数）。
选择金属在金属上比非金属在非金属上要好。
2) 由于有些模拟量模块使用了脉冲技术（例如：处理器和 A/D 转换器集成在同一模块中），建议将模拟量信号彼此间屏蔽，确保正确的等电位连接，只有在这种情况下进行双端接地。
3) 通常金属箔屏蔽层的传输阻抗远远大于铜编织线的屏蔽层，其效果相差 5－10 倍,不能用作数字信号电缆。
4) 偶尔的功能失灵表明有高频干扰。
这是导线等电位连接无法消除的。
5) 除去电缆的端点以外，屏蔽层多点接地是有利的。
6) 不要将屏蔽层接在插针上,避免“猪尾巴”现象。
7) 要时刻注意屏蔽层的并联阻抗应该小于自身阻抗的 1/10。
电缆桥架、机械框架、其它屏蔽层或者其它并行电缆都能够使系统作到等电位。
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屏蔽电缆的屏蔽层为什么不能重复接地
一屏蔽层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。
二屏蔽电缆的屏蔽层为什么不能重复接地？
系统接地有浮地、直接接地和电容接地三种方式。
对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。
由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。
集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。
如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式，用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。
接地线采用截面大于25mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。
接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地。
多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
强电系统需要重复接地,如电力电缆的钢铠要接地、PE线要接地、而且在配电室内有、在现场也有。
DCS中规范有明确要求、屏蔽层必须单点接地、如果重复接地了、实际不可能有绝对等电位、易形成回路、大地的杂散电流会直接干扰到仪表信号。
总结：
1:两端的接地点难保没有电位差，有电位差就会有微弱电流，使屏蔽层实际上变成了接地线。
2:两端接地的屏蔽线工作于高频干扰较为严重地工作现场，会因屏蔽层和内部信号线间形成的线电容耦合到信号回路，严重的将影响信号误判。
3:各种调速器和PLC说明中都明确信号线屏蔽层必须单端接地并且接地端应该在控制器一侧。
三国家规范：
《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。