弱电回路屏蔽信号线屏蔽层接地方式

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1、万方数据弱电回路屏蔽信号线屏蔽层接地方式于爱民，王兰花，宋岩(青岛发电厂，山东青岛266c摘要：在传统的概念中，为降低弱电回路的干扰，宜采用带屏蔽层的信号线，且屏蔽层应两端接地．以削弱电磁耦合的影响。但从干扰的来源、作用方式及对干扰的抑制上分析，屏蔽层应单端接地。干扰的作用方式主要有串模干扰和共模干扰。串模干扰可以通过合理的选择信号线反正确敷设电缆，以减弱或抵消干扰感应电势；或根据干扰信号频率与被测信号频率的分布特性，决定选用具有低通、高通、带通等传递特性的滤波器来抑制。共模干扰的抑制策略只有一个

2、：使共模电压不成回路，或者说将不同的“地”隔离开来。屏蔽层的两端接地，在削弱串模干扰的同时也引入了共模干扰，因为现场的接地网并非实际的等电位面，且接地．最必须根据接地方式正确选择。关键词：抗干扰；屏蔽层；接地方式；接地点中图分类号：TN973．3文献标识码：B文章编号：1006—604712001)1l一006l一031999年进行电量自动计费施工时，对从FAG至z．u表之间的电缆屏蔽层的接地方式产生争议。在传统的概念中，屏蔽层应两端接地，以削弱电磁耦舍的影响。有关抗干扰方面的资料表明：屏蔽层应单

3、端接地。单端接地的原因要从干扰的来源和作用方式及对干扰的抑制上分析。本文从实际出发，对屏蔽层的接地方式进行了分析。1干扰的来源和作用方式干扰的来源是多方面的，有时甚至是错综复杂的。对安装于工作现场的装置而言，干扰既可能来源于外部，也可能来源于内部。内部干扰主要是由系统结构、制造工艺等决定的。外部干扰主要是空问电或磁的影响，例如：来自空同传播的电磁波和雷电的干扰；强电设备在起动和工作过程中产生的干扰电磁场；多点接地造成电位差引起的干扰等。接作用方式，干扰可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰三类⋯。

4、1．1串模干扰串模干扰也称横向干扰或正态干扰，是串联于信号源回路中的干扰。产生的原因有分布电容静电耦合，长线传输的互感，空间电磁场引起的磁场耦合，以及50m工频干扰等。其表现形式如图l(a)所示，其中U。为信号源，u。为迭加在u。上的串模干扰。在图1(b)中，如果邻近的导线(干扰线)中有交变电流，流过，那么由，产生的电磁干扰信号就会通过分布电容cI和c2的耦台，引入接收设备。J．2共模干扰在。r作现场，接收设备与现场信号源的地之间，通常耍相隔一段距离，长达几十米甚至几百米。在收稿日期：2000一1

5、1一13；修回日期：200l—03—19干扰线(aJIbJ图1串模干扰ng．I(蛔nn础觚如mM两地之间往往存在着一个电位差u。，如图2(a)所示。这个电位差对接收设备的干扰，称为共模干扰，也称纵向干扰或共态干扰。其一般表现形式如图2(b)所示。其中以为信号源，u。为共模电压。这种干扰可以是直流电压，也可以是交流电压，其幅值可达几伏甚至更高，取决于现场产生干扰的环境条件和设备的接地情况。Zln)(b)图2共模干扰Fig．2C0nm·∞瑚odein忙rfe陀rIce1．3长线传输干扰信号在长线中传输

6、主要遇到的问题一是具有信号延时，二是高速变化的信号在长线中传输时，会出现波反射现象。为消除长线传输中的波反射，可采用终端阻抗匹配或始端阻抗匹配。有关长线传输的干扰，在此不再赘述。2f：扰的抑制2．1串模干扰的抑制针对串模干扰的来源，首先必须对信号源及接万方数据收设备进行良好的电磁屏蔽，屏蔽层应正确良好的接地；另一方面应选用带有屏蔽层的双绞线作信号线，双绞线作信号线的目的是使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消，而且双绞线的节距越小，对串模干扰的抑制效果越显著⋯。根据串模干扰频率与被测信号频率的分布特

7、性，选用具有低通、高通、带通等不同传递特性的滤波器抑制串模干扰。2．2共模干扰的抑制由于共模干扰产生的主要原因是不同“地”之间存在共模电压，因此抑制共模干扰的主要措施就是将不同的“地”隔离开来，使之不成回路，如变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽等。2．2．1变压器隔离利用变压器电磁耦合将信号从原边传变至副边，把不同的电路隔离开来，也就是把不同的地断开，使共模干扰电压不成回路，尤其带多重屏蔽的隔离变压器，通过屏蔽层的合理接地，更能有效抑制共模干扰。同时，隔离前和隔离后应分别采用两组互相独立的电源，切断两

8、部分的地线联系。2．2．2光电隔离光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内组成的。发光二极管两端为信号输入端，光敏三极管的集电极和发射极分别作为光电耦合器的输出端，它们之间的信号传输是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传送给光敏三极管来完成的。由于是靠光传送信号，切断了各个部件电路之间地线的联系。而且光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光，这样，即使是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而有效地抑制了干扰信号。2．2