交聯(lián)電纜屏蔽層通過(guò)金屬對(duì)電磁波的反射、吸收和趨膚效應(yīng),能有效防止外部電磁干擾(頻率范圍通常覆蓋 50Hz 至數(shù)百M(fèi)Hz),同時(shí)阻止內(nèi)部信號(hào)輻射干擾其他設(shè)備。其抗干擾性能受屏蔽層結(jié)構(gòu)、材料及敷設(shè)方式影響,具體如下:
一、抗電磁干擾的核心原理
反射與吸收
金屬屏蔽層(如銅、鋁)通過(guò)反射電磁波能量,減少進(jìn)入電纜的干擾。高頻電磁波在金屬表面產(chǎn)生渦流,進(jìn)一步吸收能量。趨膚效應(yīng)
高頻電流集中在屏蔽層表面流動(dòng),形成“趨膚深度”,增強(qiáng)對(duì)高頻干擾的屏蔽效果。例如,銅在1MHz時(shí)的趨膚深度約0.066mm,屏蔽層厚度需大于此值以有效衰減干擾。平衡抵消(雙絞線結(jié)構(gòu))
對(duì)于5MHz以下的低頻干擾,雙絞線的平衡結(jié)構(gòu)可抵消外部電磁場(chǎng)在導(dǎo)線中感應(yīng)的共模電壓,降低干擾影響。
二、抗干擾頻率范圍與性能
低頻干擾(50Hz-5MHz)
單層屏蔽電纜:通過(guò)反射和吸收降低干擾,但需一點(diǎn)接地以避免地環(huán)路電流。
雙絞線結(jié)構(gòu):利用平衡原理抵消共模干擾,適用于模擬信號(hào)傳輸。
主要干擾源:電力線路、電機(jī)等。
屏蔽方式:
效果:可有效抑制工頻干擾(如50Hz電網(wǎng)噪聲),但需注意接地電阻差異可能引發(fā)的低頻噪聲。
高頻干擾(5MHz-數(shù)百M(fèi)Hz)
多層屏蔽電纜(如雙層鋁箔+編織網(wǎng)):外層屏蔽兩端接地以降低源磁場(chǎng)強(qiáng)度,內(nèi)層屏蔽一點(diǎn)接地防止靜電感應(yīng)。
編織絲網(wǎng)與金屬箔組合封裝:提高高頻屏蔽特性,覆蓋率達(dá)95%以上。
主要干擾源:無(wú)線電設(shè)備、開(kāi)關(guān)電源等。
屏蔽方式:
效果:在100MHz時(shí),優(yōu)質(zhì)屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗可低至0.01Ω/m,顯著衰減高頻干擾。
超高頻干擾(GHz級(jí))
采用無(wú)孔洞圓管型屏蔽層或合成帶狀屏蔽層,提升高頻屏蔽性能。
示例:SYVZ29電纜在100MHz時(shí)轉(zhuǎn)移阻抗為2.328Ω/m,而復(fù)合屏蔽電纜可降低至0.1Ω/m以下。
挑戰(zhàn):編織型屏蔽層因縫隙存在,轉(zhuǎn)移阻抗隨頻率升高而增大,屏蔽效果下降。
解決方案:
三、影響抗干擾性能的關(guān)鍵因素
屏蔽層結(jié)構(gòu)
單層屏蔽:適用于低頻干擾場(chǎng)景,需一點(diǎn)接地。
雙層屏蔽:外層兩端接地,內(nèi)層一點(diǎn)接地,兼顧高頻與低頻干擾防護(hù)。
多層復(fù)合屏蔽:結(jié)合金屬箔、編織網(wǎng)等,提升高頻屏蔽效能。
接地方式
一點(diǎn)接地:防止地環(huán)路電流,適用于低頻干擾或長(zhǎng)距離傳輸。
兩點(diǎn)接地:高頻干擾下,外層屏蔽兩端接地可降低源磁場(chǎng)強(qiáng)度,但需避免暫態(tài)電流燒毀屏蔽層。
電纜敷設(shè)環(huán)境
與電源線間距:要求與交流電源線最小間距0.5m,與通信電纜最小間距0.1m,減少電力干擾。
避免擠壓/扭曲:防止特性阻抗不匹配(如50Ω或75Ω),引發(fā)回波反射和駐波干擾。
四、實(shí)際應(yīng)用建議
模擬信號(hào)回路:采用集中式一點(diǎn)接地,避免多點(diǎn)接地引發(fā)的電位差干擾。
數(shù)字信號(hào)傳輸:使用雙絞屏蔽線,并加裝信號(hào)隔離器,提升抗諧波干擾能力。
強(qiáng)電磁環(huán)境:選用復(fù)合屏蔽電纜(如編織網(wǎng)+金屬箔),或采用雙同軸電纜差分傳輸方式,消除傳輸線引入的干擾。
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