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        控制電纜屏蔽層接地方式

        發布日期:2015-12-25      點擊:2277

        關鍵詞:電磁干擾;控制電纜;屏蔽層;接地隨著電力系統的擴大,電壓等級的提高,機組容量的增大,計算機和微處理器等微電子裝置已廣泛應用于電廠生產監測與控制。而且電子設備的頻帶日益加寬,功率逐漸加大,靈敏度提高,聯絡各種設備的電纜網絡也越來越復雜。

        況且微電子裝置的工作環境和監測對象本身是一個很強的交變電磁場,是一個大干擾源。在這樣的電磁環境中,電子裝置必然會受到靜電感應、電磁耦合、接地線電位升高、控制回路自身產生的干擾電壓等的電磁干擾,這些電磁干擾輕則會引起電子裝置的可靠性降低,重則導致設備不能正常運行。漳澤發電廠 3 號、4 號、5 號機組先后利用機組大修的機會,對其熱控系統進行了 DCS 改造,采用 EIC 綜合技術將電氣控制、儀表控制和計算機控制等功能由 DCS 統一完成。經過 DCS 改造后,機組能否安全、穩定運行,在很大程度上就取決于 DCS 系統的穩定性了。為高 DCS控制系統的抗干擾水平,確保設備在復雜電磁環境下可靠運行,成為當前電廠 DCS 控制系統電磁兼容方面研究的一個重要課題。在 DCS 控制系統中,電纜是主要的干擾源,它既是干擾的主要發生器,也是主要的接收器。電纜作為發生器,它向空間輻射電磁噪聲;作為吸收器,它能敏感地接收來自鄰近干擾源所發射的電磁噪聲。目前,在電廠控制系統中,采用屏蔽電纜作為抑制 EMI 的重要措施,已得到廣泛應用,但依靠
        電纜屏蔽是不夠的,更重要的是選擇正確、良好的接地方式。關于電纜屏蔽層要不要接地,應該是幾點接地,是電纜始端接地,還是電纜終端接地,或者是兩端都接地。本文就屏蔽電纜的接地方式作一探討,供大家參考。
        1、EMI 與電纜端口
        電磁干擾(EMI)分為傳導性干擾和輻射性干擾兩大類。傳導性干擾是指通過電源線路、接地線和信號線傳播的干擾;輻射性干擾是指通過空間傳播的干擾。無論是通過哪一種傳播途徑,電磁干擾都是通過端口進入設備的。這里所說的端口,指的是設備與外部環境特定的界面接口。設備的端口可分為外殼端口和電纜端口,外殼端口是設備的物理邊界,電磁場可以通過這個邊界輻射出去或傳播進來:電纜端口是導線與設備連接的端口,電纜端口可以分為電源端口、信號端口和功能端口。
        2、電纜屏蔽層接地點數
        屏蔽層若只起屏蔽作用而不作為信號返回回路,傳輸的信號又不是模擬量時,屏蔽層是兩端都接地,這樣即起到對靜電耦合的抑制作用(靜電屏蔽),又起到對電磁感應的抑制作用(電磁屏蔽)。對于靜電屏蔽,采用兩點接地后.降低了電纜屏蔽層的阻抗 Z 從而有效地降低了電纜芯線上的靜電
        耦合電壓。對于電磁屏蔽,屏蔽層兩端接地后。電纜屏蔽層與接地網構成了閉合回路,在屏蔽層上的感應電流所形成的磁通與干擾磁通反向,減弱了干擾磁通對芯線的影響, 起到了抵消干擾磁通的作用。電纜屏蔽層采用兩點接地也存在 2 個問題:a)在發生接地短路時,可導致電纜屏蔽層兩端存在較大的地電位差.地電位差使屏蔽層流過較大的低頻電流,對作為信號返回回路的同軸電纜。將破
        壞正常的信號傳輸,而且可能將屏蔽層燒壞;b)當屏蔽層流過電流時,對芯線將產生橫態干擾,在芯線中產生干擾信號。由于模擬信號穩定性和抗干擾性較差,僅 1 V 左右的干擾電壓就可能導致
        零點漂移和傳輸誤差?;谏鲜鲈?,同軸電纜和模擬信號回路控制電纜宜采用集中一點接地的方式,且一般將接地點選取在控制室。為使電纜對高低頻都有良好的屏蔽效果,選用雙層屏蔽同軸電纜,內屏蔽層一端接地,外屏蔽層兩端接地。
        3、電纜屏蔽層接地點位置
        電纜屏蔽層采用一點接地方式時,其屏蔽層接地點的位置可根據信號源和接地端是否接地來確定。當不接地信號源和公共接地點的放大器連接時,電纜屏蔽層的接地點應選擇放大器的公共接地點上。圖 2 為不接地信號源和接地的放大器連接時,電纜屏蔽層的正確接法。其中 C。,C。為屏蔽層與芯線問的總電容,為兩芯線問的等效集總電容。為大地兩點問的電位差。此時。對放大器端子 1。2 問的輸入信號不會產生干擾。當接地的信號源和不接地的放大器連接時,電纜屏蔽層的接地點應選擇在
        信號源的接地端,如圖 3 所示。
        4、結束語
        綜上所述,控制電纜屏蔽層的接地應符合下列要求。
        a)作為傳輸模擬信號回路的控制電纜和屏蔽層作為信號返回回路的同軸電纜,其屏蔽層宜采用集中一點接地方式,不得兩點接地。
        b)控制電纜屏蔽層除 a)情況需要一點接地外,其余宜采用兩點接地。選擇兩點接地時,應考慮在暫態電流作用下電纜屏蔽層不致被燒熔。
        C)當電纜屏蔽層采用一點接地時,其接地點應根據信號源和接收端是否接地來確定。
        d)采用雙重屏蔽或復合式總屏蔽時,內屏蔽層為一點接地,外層蔽層為兩點
        接地。

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