現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的屏蔽／接地分析

2.2.1 兩端接地

電纜屏蔽層兩端接地是針對相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜(無絕緣隔離的雙屏蔽層，其實(shí)質(zhì)仍然是單屏蔽層)，雙層屏蔽電纜的最外屏蔽層兩端接地。電纜屏蔽層兩端接地適用于外部有強(qiáng)電流干擾的情況。

(1)當(dāng)控制電纜被源磁場產(chǎn)生的磁通所包圍時(shí)，在電纜屏蔽層中將因電位差而被感應(yīng)屏蔽電流，由屏蔽電流產(chǎn)生的磁通，將抵消源磁場產(chǎn)生的磁通對電纜芯線的影響。假定屏蔽作用理想，兩者共同作用的結(jié)果，將使被屏蔽層完全包圍的電纜芯線中的磁通為零，電纜屏蔽層形成了一個(gè)理想的法拉第籠，這與帶有二次短路線圈的理想變壓器一樣，鐵芯中的磁通將為零。但是，電纜屏蔽層的屏蔽作用不可能達(dá)到完全理想狀態(tài)，被屏蔽的電纜芯線在源磁場產(chǎn)生的磁通作用下，仍然會感應(yīng)出一定的電壓。

(2)電纜屏蔽層兩端接地，可以降低由于地電位上升產(chǎn)生的暫態(tài)感應(yīng)電壓。當(dāng)雷電經(jīng)避雷器注入地網(wǎng)，使發(fā)電廠地網(wǎng)中的沖擊電流增大時(shí)，將產(chǎn)生暫態(tài)的電位波動(dòng)，同時(shí)地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時(shí)增大。與正常交流電阻相比，此時(shí)接地電阻常常增大數(shù)倍乃至10倍以上。如果低壓控制電纜敷設(shè)在地電位升高的附近，將由于電纜電位的波動(dòng)而受到干擾。采用兩端接地的屏蔽電纜，可以將暫態(tài)感應(yīng)電壓抑制為原值的10%以下，是降低干擾電壓的一種有效措施。

2.2.2 一端接地

一端接地時(shí)，不形成電位差，電纜屏蔽層電壓為零，可顯著減少靜電感應(yīng)電壓。如果是防止靜電干擾，電纜屏蔽層必須一端接地(不論是單層還是雙層屏蔽)，因?yàn)閱味私拥氐撵o電放電速度是最快的。對相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜的內(nèi)層屏蔽層必須單點(diǎn)接地。

3 結(jié)論

(1)大型發(fā)電廠以電纜屏蔽層單點(diǎn)接地為宜。

(2)對于有外部電擊、雷電及強(qiáng)電流干擾的情況，宜采用相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜，且最外屏蔽層兩端接地;為了保證人身和設(shè)備安全，必須多點(diǎn)接地。值得注意的是，在電纜屏蔽層中因電位差而感應(yīng)出屏蔽電流將引起額外的沖擊或干擾電壓。

(3)為了快速消除靜電干擾，在保證接地線截面積足夠大的情況下， FCS 的控制電纜采用單層屏蔽電纜，且一端接地，是性價(jià)比較高的選擇。

[參考文獻(xiàn)]

[l]Fieldbus Foundation. FF系統(tǒng)工程指南(AG-181)(2.0版本).2004.

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