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。
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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。