修改,犯錯誤了。

單端接地可以屏蔽靜電場,就像是處於電場中的電容,感應出電場抵以消外界電場。當外界電場消失時,單端接地可以快速釋放掉電荷。回答的時候一時糊塗,忘記這一條了。

有人在張工回答下貼了規範,如下圖3.7.8

我看出來一點,模擬信號只能單端屏蔽接地。不知道為什麼,弱電確實知道的少。我猜是模擬信號也是一段電波,也會有變化磁場,如果屏蔽層2點接地,會在屏蔽層上感應出電流,相當於衰弱了信號。

有答主提到高頻會變成天線,這個真沒概念了,希望方家講解。

………………分割………………

沒弄懂是強電還是弱電,不過還是先說一聲:反對Patrick zhang的回答,至少理論是錯的。

先回答問題。

屏蔽線兩端接地,屏蔽層可以通過大地構成迴路。外界幹擾信號(磁場)在屏蔽層上感應出電動勢,通過該迴路產生電流,該電流又產生磁場抵消外界幹擾磁場,從而起到屏蔽效果。

理論大致如此,這是一種實際應用常見的解釋。

一端接地構不成迴路,無法產生感應電流和反向磁場,所以沒有屏蔽效果。

在變電站中,要求屏蔽層兩端接地,並且電纜溝內敷設銅排,兩端接到銅排上,避免地電位差引起額外電流。但在磁場特彆強烈的地方(比如電抗器)是一端接地,因為在屏蔽層產生的電流太大,會因發熱燒斷屏蔽層接地線。

張工對此的解釋只說了一個,一端接地屏蔽層等於地電位。這是沒有意義的,屏蔽層關鍵在產生環流。他遇到的問題大概率是地電位差引起的,電站用敷設銅排、共同接到一根銅排上解決。

當然單端還是雙端接地是根據現場考慮的,比如電力系統的做法。原理就是這樣。


修正一下,abb的acs880目前的內部開關頻率最高可調到10.5kHz.目前還沒到12kHz.

屏蔽層接地屬於一個EMC問題,我以一個典型的機電項目為例,如下圖,談一下我的理解。

圖中的VFD為為變頻器。提到EMC問題,一定要確定頻率範圍。現如今的變頻器,就拿ABB的ACS880系列,其內部開關頻率可以達到12KHz,假設考慮諧波達到50次,其頻率範圍能達到600KHz。而任何絕緣線,平鋪地面進行佈置,其對地實際是存在電容的,而我們知道,電容是同交流阻直流的,即頻率越高,對地阻抗越小,泄露電流就越大。所以地平面始終存在泄露電流,這些泄露電流通過地平面回到電源。如果不使用帶屏蔽的線纜,對地的泄露電流就要尋找一個低阻抗的路徑迴流到它的源端,這時,系統內的其他信號線就會受到幹擾,比如變頻器通常都會和PLC進行通訊,而通訊線屬於一個敏感源,就很容易受到幹擾,耦合路徑如下圖:

電機動力線上的高速的電壓變化(由變頻器內部的開關頻率造成)就是一個極強的幹擾源,其電流大,能量高。很容易通過電容耦合傳遞到通訊等敏感源線纜,最後在通過地返回到源端。而如果使用屏蔽線纜,就會大大降低這種幹擾,如下圖:

電機動力線及通訊線纜都使用屏蔽線纜並雙端接地後,屏蔽層就相當於一個大面積的等電位,為泄露電流提供了一個低阻抗的通道回到源端,所以耦合到通訊線等敏感線纜上的電流就大大降低,提高了設備的EMC能力,既能保證設備自己的穩定工作,又減少對其他設備的幹擾。需要特彆強調的是,屏蔽層一定要大面積接地,一般都要求360度接地,如下圖

變頻器端360°接地

電機端360°接地

通訊線等敏感線纜使用屏蔽線同樣應該採用雙端接地。另外有種說法是對於低頻信號,如一些模擬量類的感測器,使用屏蔽線纜應該單端接地,說這樣會減少地環流,其實這是不對的,為了能達到高頻下的低阻抗,做大面積的等電位聯結,自然降低了由於地環流引起地電位不等,而且一般成套設備的布線,線纜都比較長,如果採用單端接地,還容易引入輻射干擾。

所以對於成套設備,屏蔽線通常都採用雙端360°接地是更好的方式。


一般而言,模擬信號建議單端接地。數字信號,差分信號建議雙端接地。如果2個設備通信擔心電勢差問題,則建議在2個設備連接等電位線。


通信電纜或者控制電纜,它的外表皮下就是金屬箔(鋁箔)的屏蔽層。在施工時,屏蔽層需要接地,以消除幹擾。一般地,電纜屏蔽層採取單端接地。如果屏蔽層採取電纜始端和終端的雙端接地,反而會引起幹擾。

我們看下圖:

上圖中,如果我們採取單端接地,則屏蔽層的電位與地電位相同。但如果採取雙端接地,由於兩個接地點的地電位不同,兩處接地點會沿著屏蔽層流過地電流,這時會引起強烈的幹擾。

舉2個例子。

第一個例子:長距離的RS485通信電纜

我們曾經做過一個電信局的供配電工程。這個電信局的兩座樓位於一條街道的兩邊,兩座樓都有各自的配電系統,但電力監控安排在一側的主樓內,於是就需要從馬路另一側的附樓中用RS485通信電纜把監控信息傳輸到主樓,電纜總長大約為300米。

我們在調試時,覺得很奇怪,附樓的信號很不穩定,時有時無。我當時就懷疑通信電纜雙端接地,但施工人員堅稱是單端接地。最後,我讓一位工程師去檢查,他發現通信電纜屏蔽層有幾十伏的電壓。原來,這條通信電纜不但雙端接地,同時還把附樓的接地漏電電流給引到了主樓系統。後來我們採取了屏蔽層單端接地,並排除掉附樓配電系統的漏電故障,信息交換也就穩定了。

這個例子充分說明,通信電纜的屏蔽層必須單端接地措施。

第二個例子:短距離的通信電纜

電動機控制中心的MCC控制櫃,需要把櫃內的數十套電動機控制單元用通信電纜連接成鏈路。這條鏈路由較短的通信電纜串接構成,最短的通信電纜長度只有30釐米。在這種情況下,每條通信電纜的屏蔽層也必須單端接地。

我們做過試驗,如果每條短通信電纜採取雙端接地,則通信終端PLC接收到的信息極不穩定,採取單端接地後立刻就好很多。


我主要是做高頻弱電的,這種場景下要看電路頻率和屏蔽線長度,搞不好屏蔽線就成天線了。


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