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屏蔽線為什么作用這么大?但切記必須單端接地

更新時間:2025-07-21      點擊次數(shù):310
PART
01

屏蔽線的作用及使用方法

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屏蔽線是使用金屬網(wǎng)狀編織層把信號線包裹起來的傳輸線,編織層一般是紅銅或者鍍錫銅。

屏蔽線是為減少外電磁場對電源或通信線路的影響,而專門采用的一種帶金屬編織物外殼的導(dǎo)線。這種屏蔽線也有防止線路向外輻射電磁能的作用。

屏蔽層需要接地,外來的干擾信號可被該層導(dǎo)入大地。

屏蔽電纜的屏蔽層主要由銅、鋁等非磁性材料制成,并且厚度很薄,遠小于使用頻率上金屬材料的集膚深度(所謂趨膚效應(yīng)是指電流在導(dǎo)體截面的分布隨頻率的升高而趨于導(dǎo)體表面分布,頻率越高,趨膚深度越小,即頻率越高,電磁波的穿透能力越弱),屏蔽層的效果主要不是由于金屬體本身對電場、磁場的反射、吸收而產(chǎn)生的,而是由于屏蔽層的接地產(chǎn)生的,接地的形式不同將直接影響屏蔽效果。

PART
02

結(jié)構(gòu)

包裹的導(dǎo)體叫屏蔽層,一般為導(dǎo)電布,編織銅網(wǎng)或銅(鋁)鉑。

普通:絕緣層+屏蔽層+導(dǎo)線;

高.級:絕緣層+屏蔽層+信號導(dǎo)線+屏蔽層接地導(dǎo)線。

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屏蔽層一般需要接地。屏蔽線的作用是將電磁場噪聲源與敏感設(shè)備隔離,切斷噪聲源的傳播路徑。

屏蔽分為主動屏蔽和被動屏蔽,主動屏蔽目的是為了防止噪聲源向外輻射,是對噪聲源的屏蔽;被動屏蔽目的是為了防止敏感設(shè)備遭到噪聲源的干擾,是對敏感設(shè)備的屏蔽。

屏蔽線的屏蔽層不允許多點接地,因為不同的接地點總是不一樣的,各點存在電位差。

如多點接地,在屏蔽層形成電流,不但起不到屏蔽作用,反而引進干擾,尤其在變頻器用的多的場合里,干擾中含有各種高次諧波分量,造成影響更大,應(yīng)特別注意。

屏蔽布線系統(tǒng)源于歐洲,它是在普通非屏蔽布線系統(tǒng)的外面加上金屬屏蔽層,利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(yīng)實現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射的功能,屏蔽系統(tǒng)綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用,因而具有非常好的電磁兼容(EMC)特性。

電磁兼容(EMC)是指電子設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力,同時不能產(chǎn)生過量的電磁輻射。

也就是說,要求該設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作,同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

屏蔽電纜的屏蔽原理不同于雙絞的平衡抵消原理,屏蔽電纜是在四對雙絞線的外面加多一層或兩層鋁箔,利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應(yīng)原理,有效的防止外部電磁干擾進入電纜,同時也阻止內(nèi)部信號輻射出去,干擾其它設(shè)備的工作。

實驗表明,頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果讓屏蔽層的厚度超過38μm,就使能夠透過屏蔽層進入電纜內(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。

而對于5MHz以下的低頻干擾可應(yīng)用雙絞線的平衡原理有效的抵消。

屏蔽線的一端接地,另一端懸空。

當(dāng)信號線傳輸距離比較遠的時候,由于兩端的接地電阻不同或PEN線有電流,可能會導(dǎo)致兩個接地點電位不同,此時如果兩端接地,屏蔽層就有電流行成,反而對信號形成干擾,因此這種情況下一般采取一點接地,另一端懸空的辦法,能避免此種干擾形成。

兩端接地屏蔽效果更好,但信號失真會增大。

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請注意:兩層屏蔽應(yīng)是相互絕緣隔離型屏蔽!如沒有彼此絕緣仍應(yīng)視為單層屏蔽!

*外層屏蔽兩端接地是由于引入的電位差而感應(yīng)出電流,因此產(chǎn)生降低源磁場強度的磁通,從而基本上抵消掉沒有外屏蔽層時所感應(yīng)的電壓;而*內(nèi)層屏蔽一端接地,由于沒有電位差,僅用于一般防靜電感應(yīng)。下面的規(guī)范是*好的佐證!

《GB50217-1994電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》——3.6.8控制電纜金屬屏蔽的接地方式,應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的模擬信號回路控制電纜屏蔽層,不得構(gòu)成兩點或多點接地,宜用集中式一點接地。

(2)除(1)項等需要一點接地情況外的控制電纜屏蔽層,當(dāng)電磁感應(yīng)的干擾較大,宜采用兩點接地;靜電感應(yīng)的干擾較大,可用一點接地。雙重屏蔽或復(fù)合式總屏蔽,宜對內(nèi)、外屏蔽分用一點,兩點接地。

(3)兩點接地的選擇,還宜考慮在暫態(tài)電流作用下屏蔽層不致被燒熔。

《GB50057-2000建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》——第6.3.1條規(guī)定:當(dāng)采用屏蔽電纜時其屏蔽層應(yīng)至少在兩端等電位連接,當(dāng)系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時,應(yīng)采用兩層屏蔽,外層屏蔽按前述要求處理。其原理是

(1)單層屏蔽一端接地,不形成電位差,一般用于防靜電感應(yīng)。

(2)雙層屏蔽,*外層屏蔽兩端接地,內(nèi)層屏蔽一端等電位接地。此時,外層屏蔽由于電位差而感應(yīng)出電流,因此產(chǎn)生降低源磁場強度的磁通,從而基本上抵消掉沒有外屏蔽層時所感應(yīng)的電壓。如果是防止靜電干擾,必須單點接地,不論是一層還是二層屏蔽。因為單點接地的靜電放電速度是*快的。

但是,以下兩種情況除外:

(1)外部有強電流干擾,單點接地?zé)o法滿足靜電的*快放電。如果接地線截面積很大,能夠保證靜電*快放電的話,同樣也要單點接地。當(dāng)然了,真是那樣,也沒有必要選擇兩層屏蔽。否則,必須兩層屏蔽,外層屏蔽主要是減少干擾強度,不是消除干擾,這時必須多點接地,雖然放不完,但必須盡快減弱,要減弱,多點接地是*佳選擇。比如,企業(yè)中的電纜橋架其實就是外屏蔽層,它是必須多點接地的,第.一道防線,減小干擾源的強度。內(nèi)層屏蔽層(其實,大家不會買雙層的電纜,一般是外層就是電纜橋架,內(nèi)層才是屏蔽電纜的屏蔽層)必須單點接地,因為外部強度已經(jīng)減少,盡快放電,消除干擾才是內(nèi)層的目的。

(2)外部電擊和防雷等安.全的要求。這種情況必須要兩層防護,外層不是用來消除干擾的,是出于安.全的考慮的,保證人身和設(shè)備安.全的,必須多點接地。內(nèi)層才是防止干擾的,所以必需單點接地

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