第2章耦合途径和电缆的屏蔽
控制电缆屏蔽层接地方式的探讨
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。
控制系统电缆的屏蔽
控制系统电缆的屏蔽陈靖元;王瑞东;马玉亮;徐义亨【摘要】The electromagnetic noise in Control system mostly comes from the port via the external cables, the cable shielding is particularly important in anti-interference engineering of the control system. By introduction of grounding method for shielding layer, material selection for inside shielding layer, stadia of twisted pair cables, burying cables through metal pipes, the application and principle of cable shielding for automation engineering are disclosed, and the noticeable things are also approached.%控制系统面临的电磁噪声，大部分是外部电缆从端口引入系统的，电缆的屏蔽在控制系统的抗干扰过程中显得尤为重要。
通过对电缆屏蔽层的接地方法、电缆内屏蔽层的材质选择、双绞电缆的绞距选择、电缆穿金属管的埋地敷设等的介绍，阐述了自控工程中电缆屏蔽的机理和应用，并提出需要注意的地方。
【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2012(048)005【总页数】3页(P44-45,55)【关键词】控制系统;电缆;静电屏蔽;电磁屏蔽;辐射屏蔽;接地【作者】陈靖元;王瑞东;马玉亮;徐义亨【作者单位】浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053;浙江中控技术股份有限公司,杭州310053【正文语种】中文【中图分类】TM246除了干扰源和感受体之间导线的直接连接外，电磁干扰通过电缆的耦合途径有：静电耦合（亦称电容性耦合或电场耦合）；电磁耦合（亦称电感性耦合或磁场耦合）；辐射耦合（亦称电磁场辐射或远场耦合）。
静电干扰的耦合机制及对策
静电干扰的耦合机制及对策措施摘要：静电放电产生的电磁干扰会通过不同的耦合途径耦合到电子设备中，可能会导致设备运行异常甚至损坏。
本文首先介绍了静电干扰的来源以及静电干扰对电子设备、电子元器件的影响，本文接着指出了静电干扰的几种主要耦合机制，并总结出了一些针对静电干扰的对策措施，本文最后简要说明了对电子设备模拟静电放电的测试方法。
一、静电干扰的来源“摩擦起电”是人所共知的。
当不同材料的物体（主要是非金属）相互接触摩擦时，物体间的电荷分布就有可能改变，其中一些物体倾向于释放电子，而另一些物体则会倾向于吸引电子，当这些物体分开时，这些物体会因为电子的转移而形成一定的电位，我们将这一客观存在的电位称之为静电。
物体也可能通过感应等方式带上静电。
当两个存在电位差的物体相互靠近到一定距离时，其间的电位差将感应出电流，并传送相应的电量以抵消电位差，我们将这一过程称之为静电放电，英文缩写为ESD（Electrostatic discharge）。
人体是电子设备最常碰到的静电放电的来源之一。
人体所带的静电量的多少主要与人体所接触的环境及人体本身的一些因素有关，特别是与环境中的相对湿度有关，越是干燥的环境，人体所带的静电就会越多，人体所带的静电量最高可达30KV左右，一般不会高于此值，这是由电晕效应所决定的。
二、静电干扰的影响静电放电过程中，将会产生潜在的具有破坏性的大电流、高电压以及电磁场，可能会使在附近运行的电子设备工作异常，甚至可能会导致设备的损伤或损坏。
静电放电对电子设备硬件的破坏机理与浪涌信号对电子设备硬件的破坏机理差不多，主要有两种机制：一种是由于大电流导致设备硬件过热，从而使元件热失效；另一种是由于高电压导致设备绝缘击穿，这两种都是直接的破坏方式。
当然静电放电也可能对设备硬件产生间接的损坏，例如静电干扰有可能使不能同时导通的晶体管同时导通从而造成二次破坏，其结果往往也是硬件的损伤或损坏。
在实际情况中，这几种破坏机制也有可能在同一设备中同时发生。
铁路数字信号电缆电缆星绞四线组电容耦合系数
铁路数字信号电缆电缆星绞四线组电容耦合系数影响因素分析摘要：从理论上介绍了铁路数字信号电缆星绞四线组电容耦合系数的形成，分析了影响电容耦合系数的主要因素，结合实际提出了一些控制电容耦合系数的方法。
关键词：铁路数字信号电缆；星绞四线组；电容耦合系数；控制方法0 引言星绞四线组的电容耦合系数值是铁路数字信号电缆的一个关键参数，是衡量电缆结构稳定是否稳定的一项重要指标，是合理控制电缆回路间干扰的有效途径。
干扰是电磁场作用的结果。
一次干扰在电缆上是指两回路间的电耦合和磁耦合。
根据实验，在通常的电缆上，四线组组内回路间的耦合要比组间的耦合大的多，四线组内两实路间存在电磁耦合，组内实路与幻路间也存在电磁耦合，由于低频的电容耦合在干扰过程中起主要作用，因此，本文主要从电容耦合的角度进行了讨论。
目前，一般应用和测试出来的电容耦合都用K值来表示。
1 铁路数字信号电缆的电容耦合1.1 电容耦合的定义两对称回路间的电耦合C12为第一回路在第二回路中引起的电源I2与第一回路工作电压U1之比：，^C 12=I2/U1=g+jwc (1)式中，g为电容耦合的有功分量，称为“介质耦合”；c为电容耦合。
电容耦合c是干扰回路和被干扰回路间的部分电容不平衡的结果。
电容耦合的有功分量或介质耦合g是干扰回路和被干扰回路线芯间介质能量损耗不平衡的结果。
1.2 星型四线组内各种电容耦合及其数值电容耦合K的数值不同于式(1)中的C。
如图1所示，在一个星绞四线组内，第一实回路(1和2导线)对第二实回路(3和4导线)的电容耦合为：K 1=(C13+C24)-(C14+C23) (2)在一个四线组内，第一实回路和幻路间的电容耦合K2为：K 2=(C13+Cl4)-(C23+C24) (3)在一个四线组内，第二实回路和幻路间的电容耦合K3为：K 3=(C13+C23)-(C14+C24还可能受到外部干扰，外部干扰源包括电力线路、电气化铁道触线网等。
屏蔽线的原理
屏蔽线的原理屏蔽线是一种用于阻止或减小电磁干扰的装置，常用于电气设备、通信电缆以及电子产品中。
其原理主要包括屏蔽效应、电场屏蔽和磁场屏蔽。
1. 屏蔽效应：当电磁波传播到屏蔽面时，由于屏蔽面上存在自由电荷，自由电荷会在电磁场的作用下移动，产生反向的电场，从而抑制原电磁波的传播。
这种反向电场与原电磁波叠加后，使得电磁波在屏蔽面上的传播受到限制，从而实现屏蔽效果。
2. 电场屏蔽：电场屏蔽是指屏蔽面上的自由电荷在电磁场作用下，产生反向电场抵消原电磁波的电场分布，从而减小电场的干扰效应。
电磁波的电场分布会在屏蔽表面处感应产生自由电荷，并在电场作用下移动，从而产生反向电场。
通过在屏蔽设计中加入足够的自由电荷，可以使得电磁波在屏蔽表面处的电场被消除或减小。
3. 磁场屏蔽：磁场屏蔽是指屏蔽面上的电流产生反向磁场与原电磁波的磁场叠加，抵消原电磁波的磁场分布，从而减小磁场的干扰效应。
当电磁波通过屏蔽面时，屏蔽面上的电流会在磁场的作用下产生反向磁场，形成屏蔽面的磁场与原电磁波的磁场叠加。
屏蔽面上的电流大小和方向可以根据电磁波频率、材料特性和屏蔽设计进行调节，以实现对电磁波的磁场屏蔽效果。
4. 屏蔽材料：屏蔽材料是实现屏蔽效果的重要因素，通常采用具有良好导电性和导磁性的材料。
在电场屏蔽中，金属是最常用的材料，如铜、铝等，它们能够有效地吸收电场能量。
在磁场屏蔽中，软磁材料是常用的选择，如铁、镍等，它们能够有效吸收磁场能量。
综上所述，屏蔽线通过屏蔽效应、电场屏蔽和磁场屏蔽实现对电磁波的阻止或减小电磁干扰的作用。
屏蔽线的设计需要考虑到电磁波的频率、材料特性以及实际的应用场景，以达到理想的屏蔽效果。
计算机电缆介绍及屏蔽层作用
计算机电缆介绍及屏蔽层作用据矿用电缆报道计算机电缆适用于交流额定电压为300/500V及以下对于防干扰性能要求高的电子计算机、检测仪器、仪表的固定连接。
产品标准企业标准型号名称DJYVP20电子计算机用对绞式聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜带绕包屏蔽钢带铠装电缆。
DJYVP电子计算机用对绞式聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜带绕包屏蔽电缆。
电缆导体的长期允许工作温度应不超过70℃在使用过程中电缆应防止高温直流辐射或接触电缆敷设环境温度应不低于0℃。
电缆敷设安装允许弯曲半径非铠装层电缆应不小于电缆外径的6倍铠装或屏蔽层结构电缆应不小于电缆外径的12倍屏蔽层结构的软电缆应不小于电缆外径的6倍。
下面werge_dryj介绍一下计算机电缆屏蔽层的作用一、引起干扰的主要原因1电阻耦合引入的干扰传导引入2电容电感耦合引入的干扰3计算机供电线路上引入的干扰4雷击引入的干扰注1、由于外施电压在线芯间电容耦合的作用下产生的静电干扰2、由于通电电流产生的电磁感应干扰。
总的来讲当邻近存在高电压、大电流干扰源时电气干扰更严重由于同一电缆的线芯之间的距离较小其干扰程度也远大于平行敷设的紧邻电缆。
二、屏蔽的选择1、开关量信号可用总屏蔽2、高电平模拟信号宜用对绞线芯的总屏蔽必要时也可用对绞线芯分屏蔽3、低电平模拟信号或脉冲量信号宜用对绞线芯的分屏蔽必要时也可用含对绞线芯分屏蔽的复合总屏蔽。
三、屏蔽电缆的作用屏蔽电缆的作用主要是防止1静电干扰2电磁感应3串音感应所产生之干扰确保系统传输正常运行061127 PLC控制系统抗干扰技术设计策略随着工业设备自动化控制技术的发展可编程控制器PLC在工业设备控制中的应用越来越广泛。
PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
本文详细介绍了影响PLC运行的干扰类型及来源并提出抗干扰设计的实施策略。
自动化系统所使用的各种类型PLC中有的是集中安装在控制室有的是安装在生产现场和各电机设备上它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
屏蔽线的四种接法
屏蔽线的四种接法：
1、两端同时接地：
很好地屏蔽射频信号易受地环路电流的影响
2、两端接地，并带大面积的并行结合线（with large-area parallel bonding wire）
很好地屏蔽射频信号地电流主要流过结合线，但易受电磁场影响
3、一端接地
对射频屏蔽不好，尤其是电缆超过1/8波长时，甚至比不加屏蔽线还差
4、发射端接地，接收端通过电容接地
如果电容类型、位置正确，可以很好地屏蔽射频信号没有低频地回流模拟信号单端接地就可以了。
如果两端接地，大地就构成一个回路，对线路的屏蔽效果不好。
模拟信号最好单端接地，尤其是线路较长时，应为两个接地点的电位不同，有可能造成检测信号的不准确。
数字信号无所谓，一般单端就可以
应分3种类型
动力电缆三芯以上电缆带屏蔽的应两端接地
单芯的电缆带屏蔽应一端接地
控制电缆原则上带屏蔽的应一端接地
仪表电缆模拟信号单端接地,一般在控制柜侧进行接地,中间的转接箱或盒屏蔽要连续电磁流量计的信号应在流量计侧接地.
数字信号应两端接地。
【EMC系列课程】01-电磁兼容三要素及耦合途径
2. 电磁干扰源及其特征
Q：干扰源为何会产生电磁干扰？
电
磁
电磁 场
安培：电
法拉第：磁
麦克斯韦：电磁场
变化的电压电流产生交变的磁场，可以产生EMI问题； 交变的电磁场，又容易在闭合回路由于磁通量的变化，产生感应电压与电流，又带来EMS抗扰度问题；
电磁干扰举例1：
从场的角度进行分析，假如回路1变化的电流I，产生一个变化的电磁场，它会对外辐射，产生辐射干扰，如果这个变化的 电磁场，又恰好穿过了回路1周边的其他闭合回路，那么，根据法拉第电磁感应定律：变化的磁场穿过回路2，在回路2产 生感应电动势，则回路1就对回路2产生了干扰。
如果，电路1的电压是不变的，那么，电容隔直，也起不到耦合的作用，此时，也不存在电路1对电路2的电磁干扰。（注： 此时虽然不存在电磁干扰，但若电路1电压很高，则有可能会产生电场的干扰影响）；
二、电磁干扰耦合途径
1. 耦合途径分类
总结： ① 电磁干扰耦合途径，分为两类：传导耦合、辐射耦合。从上图可以看出，任何产品，任何干扰，耦合途径都
电磁干扰举例2：
从电路的角度分析，比如上面的图，电路1和电路2，两个电路之间有分布电容，在这里，我们假设电路1是强干扰的电路， 电路2是敏感的电路，电路1在工作的时候，它的导线上面会有一个电压，这个电压如果是交变的，那么，根据电容隔直 通交的特性，电路1的干扰就会通过分布电容，传递到电路2上，那么，电路1就对电路2产生了干扰；
电磁兼容（ EMC--Electro Magnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰 的问题。其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力”。
电磁兼容第3章-干扰耦合机理
当 R
1
时, (3-11)式可简化为:
j(C12 C2G C2S )
U N jRC12U1
(3-12)
(3-12)式和(3-4)式的形式完全一样, 但是由于导体2此时被
屏蔽体屏蔽, C12的值取决于导体2延伸到屏蔽体外的那一 部分的长度, 因此C12大大减小, 从而降低了UN。
第3章 干扰耦合机理
RG2 RL2 RG2 RL2
,
XC
1
jC
U2=jωCR2U1
(3-2)
第3章 干扰耦合机理
U2=jωCR2U1
(3-2)
从 (3-2) 式可以看出, 电容性耦合引起的感应电压
正比于骚扰源的工作频率ω、 敏感电路对地的电阻
R2(一般情况下为阻抗)、 分布电容C、 骚扰源电压U1。 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰, 频率越高, 电容
下面我们继续分析另一个电容性耦合模型。 该模 型是在前一模型的基础上除了考虑两导线(两电路)间 的耦合电容外, 还考虑每一电路的导线与地之间所存 在的电容。 地面上两导体之间电容性耦合的简单表示 如图3-2所示。
第3章 干扰耦合机理
骚扰源电压
图 3-2 地面上两导线间电容性耦合模型
原RL1与U1并联，省掉之；原RG2//RL2这里用R代之
双绞线
第3章 干扰耦合机理
图3-7表示了由(3-17)式描述的两电路之间的电感性耦合。
第3章 干扰耦合机理
欲减少B值, 可利用加大电路间的距离或将导线绞绕, 使绞线产生的磁通密度B能互相抵消掉。 至于受干扰电路 的面积S, 可将导线尽量置于接地面上, 使其减至最小; 或利 用绞线的其中一条为地电流回路, 使地电流不经接地平面, 以减少回路所围的面积。 cosθ的减小则可利用重新安排干 扰源与受干扰者的位置来实现。
电力及二次电缆屏蔽层接地方式探讨
电力及二次电缆屏蔽层接地方式探讨唐鹏程【摘要】电力电缆的接地须考虑暂态电压及环流的影响,采用一端或两端接地,以限制暂态过电压和消除环流.二次电缆的接地须考虑暂态过电压和抗电磁干扰,正确理解电缆屏蔽层的作用及屏蔽层正确接地,以提高抗电磁干扰的能力.理论研究和现场试验表明,二次电缆两端接地比一端接地具有更强的抗干扰能力,且过电压水平也较低.采用屏蔽层接地新技术,既有良好的抗干扰效果,又避免了当地电流和干扰过大时烧毁屏蔽层.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2011(042)015【总页数】4页(P92-95)【关键词】电力电缆;二次电缆;屏蔽层;接地;环流;干扰【作者】唐鹏程【作者单位】中国水利水电第三工程局有限公司,陕西安康725000【正文语种】中文【中图分类】TM8621 电力电缆的接地方式1.1 35 kV及以下三芯电力电缆的接地方式电力安全规程规定:35 kV及以下电压等级的电缆都要采用两端接地的方式。
因为三芯电缆在正常运行时会有对称电流流过，3个线芯的电流总和为零，即Σ I=0，此时伴随电流而产生的磁力线也为零。
在铠装或金属屏蔽层外基本上没有磁链，因此铠装或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电势，也就不会有感应电流流过铠装或金属屏蔽层。
在实际运行中，三相负荷不可能完全对称，即Σ I≠0。
如果三芯电缆两端接地，那么由不平衡电流产生的感应电势就会在铠装或金属屏蔽层与大地之间形成感应环流;即使三相电流对称，但由于3根芯线不在同一个圆芯上，三相电流在芯线周围产生的磁场不能完全抵消，因此在屏蔽层内还是有较低的感应电势。
如果铠装或金属屏蔽层两端接地，其内还是有感应电流的存在，但铠装或金属屏蔽层的阻抗较大，环流仅为线芯电流的5%～8%，所以环流对电缆本身以及对由环流产生的电磁干扰影响很小。
施工中35 kV及以下电缆的正确接地方式应采取两端接地，见图1，这样可以防止因单端接地而在另一端产生过电压。
相关的电力安全规程规范中也是将防过电压放在首位，防环流次之，目的在于防止电缆铠装或金属屏蔽层高电压引起的对电缆和对人身造成的伤害[1-4］。