信号电缆屏蔽层的接地方式
查看: 1107|
摘要: 屏蔽接地通常采用两种方式来处理：屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地。① 屏蔽层单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地，另一端不接地或通过保护接地。在屏蔽层单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之 ...
屏蔽接地通常采用两种方式来处理：屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地。① 屏蔽层单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地，另一端不接地或通过保护接地。&在屏蔽层单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在，感应电压与电缆的长度成正比，但屏蔽层无电势环流通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。&这种接地方式适合长度较短的线路，电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。静电感应电压的存在将影响电路信号的稳定，有时可能会形成天线效应。&② 双端接地是将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地。&在屏蔽层双端接地情况下，金属屏蔽层不会产生感应电压，但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过，如果地点A和地点B的电势不相等，将形成很大的电势环流，环流会对信号产生抵消衰减效果。&动力电缆线两边接地，电机端的PE必然要接在驱动端的PE上，并最终接入机箱内的大地汇流排。信号线则需要区别情况对待，一般而言模拟信号主张单端接地，以避免双端接地时，地电势不同引发的地电流影响信号；数字信号或差分信号主张双端接地，只是过大的地电流也同样可能影响信号。所以个人以为，无论是单端还是双端，原则是死的，实效才是目的，需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重，因此往往只能灵活处置。&单端接地。&如果是两端接地，由于两个接地端可能存在电位差，反而会产生干扰。&一般要求是2端接地，然而2端接地要看现场条件，如果现场条件恶劣，会在2端形成感应电压，从而有了感应电流，容易干扰，当然，对模拟量干扰严重，故此时即要单端接地。&高频双端接地如编码器，开关量等，低频单端接地如模拟量等。&单端接地不存在接地电位差的问题，可减少接地干扰。&屏蔽线的接地有三种情况，即：单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮。（1）单端接地方式：假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线，流过负载电阻RL之后，再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反，所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。（2）两端接地方式：由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加，所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。因此，它抑制磁场耦合干扰的能力也比单端接地方式差。单端接地方式与两端接地方式都有屏蔽电场耦合干扰作用。（3）屏蔽层悬浮：只有屏蔽电场耦合干扰能力，而无抑制磁场耦合干扰能力。&对于单端接地，是变送器端接地&1、先说独立地线。所谓的独立地线，顾名思义，就是为本系统单独设置的地线，它必须是通过对地电阻测量合格的地线。那么什么是合格地线呢？他的对地电阻的标准是多少？这有国标决定，对于计算机系统的接地地线标准，应该是小于4欧姆。这个独立的地，接的PE、现场的电机外壳、所有导电金属相关柜体、机体外壳。&2、再说等电位。所谓的等电位，就是安装接线的这个系统所有物体的金属外壳，用导电体大面积连接一片。面积越大，抗干扰的效果越好。从抗干扰的效果看，等电位的处理，优于单独接地的效果。接独立地，是在等电位的基础上实施的，因为，根据一点接地的原则，那个独立地是接在整个系统的什么位置也很关键。要视现场的具体情况而定。原则是，独立地线的“入地点”接在系统所有壳体、物体的金属表面积最大的地方。等电位包括了所有电缆频蔽层的金属导体连接。&3、最后一条说的是信号地。信号地为了不混淆大地的概念，所以称“参考电位”。它是信号的参考电位，在西门子的装置里称作M。所以它不能与PE、大地连接。信号地----参考电位，必须与“大地”悬浮。&最后需要强调的是，“一点接地”，千万不要狭义的理解为一个螺丝栓点，那样的话就大错特错了。关键是要理解西门子的传动装置手册中EMC有关章节描述的“大面积连接”。什么叫大面积连接，就是接地的导体、导线其表面积越大越好。因为干扰的噪声信号，都具有“肌肤效应”，集中在导体的表面，所以，等电位的导体，表面积越大，越利于干扰噪声的吸收。一点接地，要广义的理解。一个大的导体也可以看成一个节点，汇集一点，就是可以在这个导体上的任何部位接地，这样，噪声会有利于在这个导体的表面被吸收。如果汇集一个螺栓点，这种效果就没有了。&双端接地，可能导致屏蔽线上走电流，甚至大电流的可能，只要有电流就产生磁场了，不利于屏蔽&所以基本上 都是单端接地。 但是如果两个系统全部是 浮地 系统，则无所谓了，可以双端接地的。&比如，编码器的屏蔽线怎么接？这个在西门子的手册里已经明确的讲了呀。对于数字信号线的屏蔽就是双端接地。如果说按照此规范接地了，还有干扰编码器信号问题，那一定不是接屏蔽所能解决的，一定还有别的问题。比如，编码器的机械连接问题、编码器信号线与外壳有耦合问题（信号线碰壳或参考电位碰壳）等等问题。关于两端接地点有电位差的问题，那就是等电位没做好，也是EMC基本准则问题的处理不好。这些都应该在安装布线的时候认真做的工作。&我记得以前在与西门子的工程师交流使用西门子的传动控制器问题时，他们特别的强调现场安装的等电位问题。说这个等电位甚至比接地还重要（这对抗干扰而言）。何谓定电位？说白了，就是把现场与传动控制系统有关的一切装置的金属外壳，用导体大面积连接在一起。让所有的机柜、机箱、操作台、主机等等电位相等。然后在此基础上，找一个最大面积的导体，做接地点，将其接大地。我想这个做对了，做好了，再把信号线屏蔽按规则接地，应该就OK了。&另外，上面有说模拟量的信号线屏蔽接法，单端接地。这个正确。就这么接。前面有人说，这么接了，不管用，无效果。那一定不是接地所能解决的问题了。你可以用看看你的信号地（此时），他一定是一颗很粗很粗的线，地线上的噪声很多。模拟量的干扰噪声有两种，一种是共模噪声，一种是差模噪声。在接地不管用的时候，不要以为接地没用，还是要按规则接好，然后尝试用滤波，硬件的和软件的滤波＋屏蔽层单端接地。你会收到很好的效果。另外还可以尝试磁环的滤波等等。&总之，上述的方法都是众所周知的基础，有人不信，所以总是被干扰搞得精疲力尽，无所适从。问题的关键不是接地管不管用，而是你的干扰通道来自何方？你的干扰源属性是什么？搞不清敌情怎么应对？瞎猫碰死耗子或者饿虎扑食的采取措施，都是盲目的。应该首先搞清楚干扰源的性质，再做有针对性的处理，才是有的放矢的；才是可取的。&针对EMC的准则，不要不信，要认真去做、去遵守。然后有了问题再去确认它的属性，针对性加以解决。
上一篇：下一篇：
Powered by &
这里是—这里可以学习 —这里是。
栏目导航：仪控系统信号干扰和卡件安全问题浅析与防范-论文发布
&&&&&|&&|&&&|&&|&&|&&|&&|&&|&|&
作者：黄春艳 施可登　发布时间：　来源：浙江省火电建设公司（310016）　
　AbstractConcisely analyses the possible factors that cause the signal interference or Module Destruction in power plant’s I&C system. With some examples, we give out some measures.Key Words：I&
　AbstractConcisely analyses the possible factors that cause the signal interference or Module Destruction in power plant’s I&C system. With some examples, we give out some measures.Key Words：I&C system,signal interference,signal spacing,grounding摘要本文通过简要分析仪表和控制（I&C）系统中产生信号干扰，和可能引起卡件过电压而烧毁的不安全因素，针对性地提出一般解决方法，并结合具体事例，总结了防范措施。关键词：仪控系统，信号干扰，信号隔离，接地　　随着火力发电厂单元机组容量的扩大和自动化程度的不断提高，仪控系统监视、控制的I/O点数众多，对电厂的安全、经济、简便运行起到越来越重要的作用，电厂的日常维护和检修也大量涉及到DCS等仪控系统。但是在基建、调试、运行或者检修中，系统的信号受到干扰、硬件损坏现象却屡见不鲜，造成了一定的经济损失，并对电厂的安全生产构成很大威胁。如今系统卡件高度集成化，耐电压冲击能力小，价格又昂贵，因此有必要关注这些问题，不断积累经验，采取有效的防范措施。1 仪控系统的信号干扰因素　　干扰又叫噪声，是窜入或叠加在系统电源、信号电缆上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰可造成设备损坏。常见的干扰有以下几种：　　（1）传导干扰　　1）当几种信号电缆在一起传输时，由于绝缘材料老化、漏电而影响到其它信号，即在其它信号中引入干扰。　　2） 在一些现场执行机构中，采用220V电源供电，有时设备烧坏，或者人为因素，造成电源与信号电缆间短路，强电窜入弱电，造成较大的干扰和设备损坏。　　3） 由于接地不合理引起的共模干扰。如果信号电缆的两端同时接地，则两点的接地系统可能出现电位差异△E，可能会在信号电缆上产生一个很大的环流，叠加在信号电流上，造成模拟量信号波动，严重时可能引起卡件故障。　　4） 在运行过程中，卡件发出的采集信号长时间接地，形成的接地电流超过允许值，导致通道损坏。　　以上这几种传导干扰中，由于现在仪控系统自身的设备状态都有保障，因此，由于绝缘材料老化或设备烧坏等原因引起的干扰较少出现，而由于接地引起的干扰较为常见，也比较难以捉摸，应该给予足够的重视。　　（2）电容电感耦合干扰 　　在被控现场，往往有很多信号走电缆槽或者走电缆管同时接入控制系统，这些信号电缆在一起走线，之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号电缆上。另外，在交变信号电缆的周围会产生交变的磁通，而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势，这也会造成线路上的干扰。　　（3）大型电气设备引起的干扰　　在大型电气设备启动和开关装置动作频繁的地方，电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场．这些交变磁场既可以通过在信号电缆上耦合产生干扰，也可能通过在电源电缆上耦合产生高频干扰，这些干扰如果超过容许范围，也会影响系统的工作。　　（4）其它因素　　雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰，也可能通过各种接地线引入干扰。静电也往往成为毁坏系统设备的杀手。2 防止干扰和设备损坏的一般方法　　（1）系统电源　　系统电源应该有冗余，各路配电模件应该有独立的截峰二极管（过压）、自动断路器（过流）等保护。供电系统最好采用隔离变压器，使DCS系统接地点和动力强电系统接地点独立开来，并采用电源低通滤波器来消除电网上的高次谐波。为避免波动，DCS供电要尽量来自负荷变化小的电网上。要严格防止强电通过端子排线路串入DC24V供电回路，并定期检查机柜电源系统是否正常、供电电压是否在规定范围内、系统接地是否可靠、良好、线路绝缘是否合格，停、送电按要求程序执行。通过以上工作，这方面的风险就可以有效避免。　　（2）电缆敷设　　强电电缆与弱电电缆应分开敷设，电源电压220V以上、电流10A以下的电源电缆和信号电缆之间的距离要大于150mm，电源电压220V以上、电流10A以上的电源电缆与信号电缆之间的距离应该大于600mm。若只能放在同一桥架内，之间要装隔离板。热工电缆不可放在高压电场内。对于电容式设备的二次电缆，比如电容式电压互感器的二次电缆，施工要与地靠近平直。在发电机等附近有较强辐射处，要注意应该有铜皮或铝箔等做成密封箱，来起到屏蔽作用。信号回路必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。　　（3）信号隔离　　对于模拟量输入输出（AI/AO）回路，要防止从现场来的强电串入卡件，以及就地设备与DCS系统不共地可能产生的电势差。重要回路应该采取信号隔离器。对于数字量输入输出（DI/DO）回路，常用的解决方法就是对DI/DO信号采用继电器隔离。比如对于一个马达控制关反馈输入回路：现场的常开接点闭合时，继电器线圈带电，输出接点闭合，接点信号引入开关量采集卡件。这样，强电就不会串入卡件的信号回路，发生故障时，也主要检修隔离的外回路。采用继电器进行信号隔离的缺点是：需要给外回路添加供电回路；采用电磁隔离和光电隔离技术的开关量隔离器，可以减少为外回路供电的工作量。　　（4）防静电和避雷措施　　进入控制室和电子室，要穿防静电工作服，触摸模块时，必须带静电释放腕套。检修中，从机架上拆下的卡件要放在接地良好的防静电毡上，不能随意摆弄。采取综合的防雷措施，尤其是DCS系统不能和电气及防雷接地公用接地网，并且之间距离要满足要求。3 实例　　浙江某厂控制系统所采用的DCS系统，系统机柜内部各卡件正常工作电压为DC20～30V，卡件静态摧毁电压为DC33V，电压超过DC33V，则可能造成卡件烧坏（一般与承受的电压和时间的长短有关，电压越大，越短时间就可以烧坏）。若有强电如220V、380V引入卡件，则马上就可导致卡件烧坏。在基建和检修中，多次发生卡件和通道损坏事件，造成一定的损失和安全隐患。　　2号机组检修后试运行时，送风机动叶位置反馈信号出现失真：控制指令为50％开度，但是位置反馈信号围绕50％上下以较大幅度波动，2块冗余的280卡件采集得到的信号都是如此。查就地信号没有故障，因此判断可能是接地问题引起的。如图1，现场送风机动叶调节电动门的位置信号变送器自带电源，电源有接地点A，和DCS系统接地点B可能存在电势差，不对称接地在信号回路上产生电流，叠加在4～20mA的模拟信号上。　　采取的措施是在信号回路C/D处增加信号隔离器，使干扰回路被断开，信号恢复了正常。图1 信号回路多点接地引起干扰举例 　　内蒙某厂3号机组调试、试运直至机组稳定运行阶段，汽机监视系统（TSI）一直存在因电气拉合一些刀闸而使信号阶越变化的现象。比如：某次在机组并网后（转速=3000转/秒），TSI系统各瓦振动、DCS转速测量回路因电气开关5013-2合闸而出现较大幅度的变化，直接导致TSI机柜汽机转速信号小于2900转/秒。并且，由于TSI系统各瓦振动信号阶跃变化，而使某一瓦振动数值瞬间超过180&DA，直接触发机械通道1、2跳闸。屏蔽电缆两端接地引起的干扰举例 　　分析原因认为：刀闸拉合过程中，对母线的充放电过程和电源侧的电位变化相互作用，产生高频电流分量，在母线上传播反射形成高频电流和电压。高频电流经电容设备流入地网，据资料介绍此电流值会达到1000A。由于地网及导线对于高频电流有感抗，所以在地网局部有电位升高现象。由于TSI系统信号电缆屏蔽层两端接地，虽然对于外部电磁场有很好的屏蔽作用，但是在地网电位差的作用下在屏蔽层产生电流，形成对信号电缆的干扰。　　将部分现场接地的屏蔽电缆在TSI机柜端浮空（图2，A），并在热工探头上采取一些抗干扰措施，基本解决了问题。4 结束语　　由此看来，在仪控系统应用中，接地问题是非常值得关注的。接地设计其实是一个复杂的系统工程，在接地系统设计中要考虑到仪控系统的干扰问题，并在基建当中，要就这些问题向有关设备商交待清楚。另外，针对仪控系统干扰和安全问题，要求我们熟悉现场，采取适当综合的措施，就能在最大程度上保证系统的正常安全运行。参考文献：1 GB/T－13926.工业过程测量和控制装置的电磁兼容性
【】【】【
※ 相关信息
无相关信息
※ 其他信息
访问数：&|&
数据加载中..磁电编码器ZHS58 绝对值磁电编码器
价格：￥100元
所在地：嘉定区南翔工业区嘉好路1333号4层厂商性质：生产商
品牌：型号：磁电编码器ZHS58
本网采购热线：<font color="#71-
特性参数工作电压:&&10-30Vdc或5V &极性保护消耗电流:&&〈30mA（空载）输出信号: &并行推挽输出（并行输出电压值可灵活设定）输出代码:&&格雷码分 辨 率:&&12位4096线精 &&&度: &重复性&2bit(实际精度与安装精度、轴同心度有关)工作温度: &-25～0℃&&&&储存温度： -40～100℃防护等级:&&IP65&&&连接电缆:&1米16芯电缆径向侧出（其余形式可订货）外形特征:&&金属密封外壳，密封双轴承结构（安装尺寸见尺寸附图）转 &&&轴: &夹紧法兰：轴径10mm ,长度20mm，D型平面；同步法兰：轴径6mm ,长度10mm&一、接线说明：12位16芯连接电缆黑色棕色8白色1橙(白1)9绿色2绿（白）粉色3棕（白）1&橙色4灰色置位 &&注3紫色5红色10dc黄色6蓝色/灰色)注1灰(白1)7蓝(红1)正反向 &注2&注：1.正常使用请将两线短接在一起2.正反向：接24V+时逆时针数据增加，3.置位 ：接24V+1秒钟当前值置零。4.并行输出每位最大50mA5高电平有效。三、外形尺寸：&夹紧同步法兰外形尺寸:三、输出信号HXS58/0012ECS10PGB&的输出为并行推挽式输出信号，与PLC的输入模块（I/O）连接如下图：扩展功能【蓝（红1）】：顺时针时使用请将该线与电源地（GND 0V）短接。注意：编码器并行信号线低电平有效，适用于NPN 、PNP等信号类型。其中NPN为低电平信号有效，PNP为高电平有效四、注意事项：*&编码器属精密仪器,请勿敲击或撞击编码器,轻拿轻放,小心使用；*&保证编码器电源在10-30Vdc范围内,并做隔离,防止电网内大型起动电气对编码器产生冲击；* 在强电磁干扰的环境下,信号线最好使用专用线,如对绞双屏蔽电缆，可向本公司订购；* 编码器信号线应做到良好接地:2米内近距离,电缆屏蔽网两端均应接地;较远距离,编码器金属外壳接地,编码器自带电缆屏蔽网悬空,信号加长电缆屏蔽网在信号接收端单端接地;若信号电缆较长或在户外使用时,应将信号电缆套上金属铁管,并且将金属管两端接地使用；* 编码器的防护等级为IP65,（附检测报告备索）,可防水使用,但编码器转轴处请勿浸水。* 编码器轴与机械连接应选用专用的柔性联轴器，推荐使用FK60022。&附推荐的编码器联轴器：&*铝合金一体式制造，结构精简耐用,良好的旋转平衡特性。*抗扭转的刚度好，轴的失调小，精度高。*可以吸收轴的微量轴向窜动,可允许轴有较大不同心度。*顶入固定与抱紧固定两种形式可选。型号KK顶入固定式外形尺寸：K&&S:抱紧固定式外形尺寸：K&S:4246，8，10810328最大径向偏差&&最大轴向偏差&&最大角度偏差&&&&最大转速8&
您可能感兴趣的产品
该厂商的其他产品
相关技术文章
产品名称价格地区公司名称更新时间
面议长沙市
面议长沙市
面议上海市