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。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。 (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。 四、合理接地 1、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?它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、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、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。 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。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,不利于屏蔽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?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。这些都应该在安装布线的时候认真做的工作。 现场安装的等电位甚至比接地还重要(这对抗干扰而言)。何谓等电位,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。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,模拟量的信号线屏蔽接法,单端接地,这个正确,就这么接。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,此时它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。会收到很好的效果。另外还可以尝试磁环的滤波等等。 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。 五、依据标准 (一)、《GB 50217-2007电力电缆设计规范 3. 6. 6 弱电信号、控制回路的控制电缆,当位于存在干扰影响的环境又不具备有效抗干扰措施时,宜具有金属屏蔽。 3. 6. 7 控制电缆金属屏蔽类型的选择,应按可能的电气干扰影响,计入综合抑制干扰措施,并应满足降低干扰或过电压的要求,同时应符合下列规定: 1、位于110kV以上配电装置的弱电控制电缆,宜选用总屏蔽或双层式总屏蔽。 2、用于集成电路、微机保护的电流、电压和信号接点的控制电缆,应选用屏蔽型。 3、计算机监控系统信号回路控制电缆的屏蔽选择,应符合下列规定: 1)开关量信号,可选用总屏蔽。 2)高电平模拟信号,宜选用对绞线芯总屏蔽,必要时也可选用对绞线芯分屏蔽。 3)低电平模拟信号或脉冲量信号,宜选用对绞线芯分屏蔽,必要时也可选用对绞线芯分屏蔽复合总屏蔽。 4、其他情况,应按电磁感应、静电感应和地电位升高等影响因素,选用适宜的屏蔽型式。 5、电缆具有钢铠、金属套时,应充分利用其屏蔽功能。 3. 6. 8 需降低电气干扰的控制电缆,可增加一个接地的备用芯,并应在控制室侧一点接地。 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。 双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分别采用一点、两点接地。 4 两点接地的选择,还宜在暂态电流作用下屏蔽层不被烧熔。 (二)、《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》 6.3.1.2屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合采取下列措施在需要保护的空间内,采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端,并宜在防雷区交界处做等电位连接,系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽或穿钢管敷设,外层屏蔽或钢管应至少在两端,并宜在防雷区交界处做等电位连接。