屏蔽控制電纜的屏蔽層接地方式對電磁兼容性（EMC）和信號傳輸質量至關重要。正確的接地能有效抑制外部電磁干擾（EMI）并防止屏蔽層成為干擾源。以下是屏蔽層接地的核心要求及常見方式：
一、屏蔽層接地的基本原則
單點接地原則
低頻信號（<1 MHz）：屏蔽層應單端接地（通常在信號源端或負載端），避免地環(huán)路電流。若兩端接地，地電位差可能導致屏蔽層電流，反而引入干擾。
高頻信號（>1 MHz）：屏蔽層需多點接地（如每0.1λ間隔接地），以降低阻抗并快速泄放高頻干擾。
避免浮地
屏蔽層不可懸空不接，否則可能因靜電積累或電磁感應成為天線，輻射或接收干擾。
低阻抗路徑
接地連接應采用短而粗的導線（截面積≥電纜屏蔽層截面積），確保低阻抗（<100 mΩ），避免高頻下感抗影響。
二、常見接地方式及適用場景
1. 單端接地（信號源端或負載端）
適用場景：
低頻模擬信號（如4-20 mA電流環(huán)、熱電偶信號）。
長距離傳輸且地電位穩(wěn)定的環(huán)境。
要求：
接地端選擇靠近干擾源或信號敏感端（如控制柜側）。
非接地端屏蔽層通過絕緣處理（如套熱縮管），避免意外接觸。
示例：
工廠自動化中，傳感器信號電纜在PLC端接地，傳感器側懸空。
2. 兩端接地（帶保護接地）
適用場景：
高頻信號（如以太網、RS-485總線）。
強電磁干擾環(huán)境（如變電站、電機附近）。
要求：
兩端接地需通過等電位體（如金屬機柜、接地排）連接，避免地電位差。
屏蔽層與接地體間采用360°壓接或焊接，減少接觸電阻。
示例：
PROFINET工業(yè)以太網電纜在交換機和設備端均接地，并使用屏蔽夾固定。
3. 浮地+保護接地（隔離式接地）
適用場景：
信號地與設備地需隔離的場合（如醫(yī)療設備、精密儀器）。
防止地環(huán)路干擾且需安全保護時。
要求：
屏蔽層通過電容接地（如0.1 μF陶瓷電容），提供高頻干擾泄放路徑，同時隔離直流地。
或采用隔離變壓器將信號與地隔離，屏蔽層單獨接保護地。
示例：
醫(yī)療心電圖機中，信號電纜屏蔽層通過電容接保護地，避免患者漏電風險。
4. 混合接地（分段接地）
適用場景：
電纜跨越不同電位區(qū)域（如從控制室到現場設備）。
需兼顧低頻防干擾和高頻泄放。
要求：
在控制室側單端接地，現場設備側通過電容或放電管接地。
中間接頭處屏蔽層需絕緣處理，避免多點接觸。
示例：
石油化工現場，儀表電纜在控制柜側直接接地，現場端通過防雷器接地。
三、關鍵技術要求
屏蔽層連續(xù)性
電纜全程屏蔽層不得斷裂或開路，中間接頭需采用屏蔽連接器或焊接，確保電氣連續(xù)性。
避免使用普通接線端子，其接觸電阻可能引入干擾。
接地電阻要求
接地端電阻應≤4 Ω（根據IEC 60364標準），高頻下需考慮阻抗而非純電阻。
接地體應遠離大電流設備（如電機、變壓器），防止地電位波動。
屏蔽層與線芯絕緣
屏蔽層與內部線芯間需通過絕緣層隔離，避免短路或信號耦合。
多芯電纜中，各線芯屏蔽層需獨立處理，避免交叉干擾。
環(huán)境適應性
腐蝕性環(huán)境（如化工廠）需采用鍍錫銅屏蔽層或不銹鋼編織網，防止氧化導致接觸不良。
振動環(huán)境（如軌道交通）需使用防松脫接地端子，避免長期振動導致接地失效。
四、常見錯誤與糾正措施
| 錯誤方式 | 后果 | 糾正措施 |
|---|---|---|
| 屏蔽層兩端直接接地 | 形成地環(huán)路，引入50/60 Hz工頻干擾 | 改為單端接地或通過等電位體連接 |
| 屏蔽層懸空不接 | 靜電積累導致信號漂移或設備損壞 | 至少在一端接地，或通過電容接保護地 |
| 接地線過長/過細 | 高頻下感抗大，屏蔽效果下降 | 使用短而粗的接地線（如16 mm2銅辮子） |
| 中間接頭未屏蔽處理 | 屏蔽層斷裂，干擾竄入 | 采用屏蔽連接器或焊接，并測試連續(xù)性 |
五、行業(yè)標準參考
IEC 60255-27：電氣設備抗干擾標準，規(guī)定屏蔽層接地電阻和連續(xù)性要求。
GB/T 50171：中國電氣裝置安裝工程標準，明確控制電纜屏蔽層接地方法。
ANSI/TIA-606-B：通信基礎設施管理標準，推薦屏蔽層接地標識和測試流程。
總結
屏蔽控制電纜的接地方式需根據信號頻率、干擾強度、環(huán)境條件綜合選擇。核心原則是：低頻單端接地防環(huán)路，高頻多點接地降阻抗，特殊場景隔離保護。實際工程中，需結合測試驗證（如使用示波器觀察干擾水平）優(yōu)化接地策略，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
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