评估屏蔽电缆屏蔽层接地方式需综合考虑信号类型、干扰环境、系统要求及实际效果,通过分析单端接地、双端接地及混合接地的适用场景与屏蔽效能,结合转移阻抗测量和实际测试验证,选择最优方案。以下是具体评估方法:
一、根据信号类型和干扰环境评估
低频信号(<1MHz):
单端接地:适用于低频信号,特别是模拟信号(如温度、压力、流量信号)。单端接地可避免地环路电流干扰,减少噪声引入信号电路。但需注意,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,因此电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。
双端接地:在低频信号中,若两端地电位差较大,屏蔽层中可能形成环流,产生附加干扰电压,因此一般不推荐双端接地。但在某些特殊情况下,如需要降低由于地电位升产生的暂态感应电压时,可考虑双端接地。
高频信号(>1MHz):
双端接地:高频信号趋肤效应显著,噪声电流流经屏蔽层外表面,信号电流流经内表面。双端接地可提供低阻抗路径,减少辐射干扰。同时,屏蔽层电流产生的反向磁通可抵消干扰磁通,显著降低磁场耦合感应电压。
单端接地:在高频信号中,单端接地可能导致屏蔽层因分布电容形成接地环路,加剧信号反射和干扰。
混合信号:
混合接地:对于同时包含高低频成分的信号,可采用混合接地方式。通过电容或磁珠实现低频单点接地、高频多点接地,兼顾高低频需求。
二、根据系统要求和规范评估
计算机监控系统:
模拟信号回路:屏蔽层不得构成两点或多点接地,应集中式一点接地,以避免地电势不同引发的地电流影响信号。
数字信号回路:可根据实际情况选择单端接地或双端接地。数字信号、差分信号、编码器、开关量等主张双端接地,但需注意过大的地电流可能影响信号。
继电保护和自动装置:
屏蔽层两端接地:继电保护和自动装置规程规定,屏蔽层宜在两端接地。这是因为这些装置的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。两端接地可形成法拉第笼,有效抑制电磁感应干扰。
其他规范要求:
三、根据实际效果评估
转移阻抗测量:
转移阻抗:是衡量外界电磁场的能量透过电缆屏蔽层的数量值的特征参数。在频率一定的情况下,转移阻抗数值越小,屏蔽效果就越好。
测量方法:往屏蔽电缆上注入冲击电流,测量电缆中心芯线上的感应电压与电流的比值,即可得到转移阻抗。
实际测试:
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