K型補(bǔ)償導(dǎo)線屏蔽層未接地會導(dǎo)致信號干擾、測量誤差增大、安全隱患增加以及設(shè)備壽命縮短等一系列問題,具體分析如下:
一、信號干擾與測量誤差增大
電磁干擾(EMI)耦合
屏蔽層未接地時,其相當(dāng)于一個懸浮的導(dǎo)體,無法形成有效的電磁屏蔽。外部電磁場(如電機(jī)、變頻器、無線電信號)會在屏蔽層上感應(yīng)出干擾電壓,并通過電容耦合或電感耦合進(jìn)入信號回路,導(dǎo)致測量信號失真。示例:在化工廠中,若K型補(bǔ)償導(dǎo)線靠近高壓電機(jī)(電磁干擾源),未接地的屏蔽層可能使溫度測量值波動±5℃以上,遠(yuǎn)超允許誤差范圍(±1.5℃)。
共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾
屏蔽層未接地時,共模干擾(如電源噪聲、地電位差)無法通過接地回路泄放,反而可能因屏蔽層與信號線之間的寄生電容轉(zhuǎn)化為差模干擾,直接疊加在測量信號上。數(shù)據(jù)對比:接地屏蔽層可將共模干擾抑制至初始值的10%以下,而未接地屏蔽層的共模干擾抑制率不足30%。
二、安全隱患與設(shè)備損壞
靜電積累與電擊風(fēng)險
在干燥或摩擦環(huán)境中,屏蔽層可能因靜電積累而帶電(電壓可達(dá)數(shù)千伏),若人體接觸未接地的屏蔽層,可能引發(fā)電擊事故。案例:某電子廠員工在檢修設(shè)備時,因K型補(bǔ)償導(dǎo)線屏蔽層未接地,觸摸后被靜電擊傷,導(dǎo)致短暫麻痹。
雷擊過電壓損壞設(shè)備
在雷電多發(fā)區(qū)域,未接地的屏蔽層無法將雷擊感應(yīng)的高電壓引入大地,反而可能因電壓反擊損壞連接的熱電偶、溫度變送器或PLC模塊。損失統(tǒng)計:雷擊導(dǎo)致的未接地屏蔽層設(shè)備損壞率是接地系統(tǒng)的3-5倍。
三、信號穩(wěn)定性與設(shè)備壽命縮短
信號漂移與長期穩(wěn)定性下降
未接地的屏蔽層會因環(huán)境溫度變化、機(jī)械振動等因素產(chǎn)生微小電位差,導(dǎo)致測量信號緩慢漂移。例如,在連續(xù)運(yùn)行30天后,未接地系統(tǒng)的溫度測量值可能偏離真實(shí)值±2℃,而接地系統(tǒng)偏差僅±0.5℃。絕緣層老化加速
屏蔽層未接地時,其與信號線之間的電位差可能長期存在,加速絕緣層(如氟塑料)的老化,縮短導(dǎo)線使用壽命。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):在85℃、85%RH環(huán)境下,未接地屏蔽層的K型補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣電阻下降速度比接地系統(tǒng)快40%,1年后絕緣電阻可能低于10MΩ(標(biāo)準(zhǔn)要求>100MΩ)。
四、應(yīng)對措施與優(yōu)化建議
單端接地原則
接地位置:屏蔽層應(yīng)在信號源端(如熱電偶端)單點(diǎn)接地,避免多點(diǎn)接地形成地環(huán)路。
接地電阻:接地電阻應(yīng)<4Ω(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)),確保干擾電流快速泄放。
示例:在化工控制系統(tǒng)中,K型補(bǔ)償導(dǎo)線屏蔽層在熱電偶接線盒處接地,另一端(連接PLC端)懸空或通過電容接地。
屏蔽層與信號線隔離
使用雙絞線結(jié)構(gòu)減少電磁耦合,或采用分屏蔽+總屏蔽設(shè)計(如每對導(dǎo)線獨(dú)立屏蔽,外層再總屏蔽)。
效果:分屏蔽可抑制導(dǎo)線間干擾,總屏蔽可阻隔外界干擾,綜合屏蔽效能提升50%以上。
定期檢查與維護(hù)
外觀檢查:確認(rèn)屏蔽層無破損、氧化或松動,接地線連接牢固。
絕緣測試:使用兆歐表定期測量屏蔽層與信號線間的絕緣電阻(應(yīng)>100MΩ)。
接地電阻測試:每年檢測接地電阻,確保其符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
特殊環(huán)境適配
強(qiáng)電磁干擾場景:采用鎧裝屏蔽導(dǎo)線(如鋼帶鎧裝+銅絲編織屏蔽),增強(qiáng)機(jī)械保護(hù)與屏蔽效能。
高頻干擾場景:在屏蔽層與接地端之間串聯(lián)磁珠或電感,抑制高頻噪聲。
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