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屏蔽控製電纜的接地

  屏蔽電纜的平衡特性較差,因此良好的屏蔽完整性和良好的接地對屏蔽電纜來說是非常重要的。屏蔽接地是為防止電氣設備因受電磁幹擾,而影響其工作或對其它設備造成電磁幹擾的屏蔽設備的接地。
  采用帶屏蔽層的控製電纜,且屏蔽層在開關場和控製室兩端同時接地,是來國際通用的一種有效的二次回路抗電磁幹擾措施。由IEEE變電所專委會工作組與繼電器環境分專委會工作組提出的“變電所中控製與低壓電纜係統的選擇和安裝”文件中,專門有一節“控製電纜的金屬屏蔽能降低感應暫態電壓”談到相關問題:“推薦帶屏蔽的控製電纜將屏蔽層在兩端接地。必須特別保持屏蔽的完整性,拆斷或分開屏蔽將極大地降低屏蔽效率;如果屏蔽隻在一端接地,在非接地端的包皮對地將可能出現很高的暫態電壓。”控製電纜屏蔽層兩端接地的的優點是:
  ①當控製電纜為母線暫態電流產生的磁通所包圍時,在電纜的屏蔽層中將感應出屏蔽電流,由屏蔽電流產生的磁通,將抵銷母線暫態電流產生的磁通對電纜芯線的影響。假定屏蔽作用理想,兩者共同作用的結果,將使被屏蔽層完全包圍的電纜芯線中的磁通為零,屏蔽層形成了一個理想的法拉第籠。這也和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。當然,屏蔽層的屏蔽作用,由於各種原因,不可能完全理想,因此,被屏蔽的芯線在母線暫態電流的作用下,仍然會感應出一定的電壓。
  ②屏蔽層兩端接地,可以降低由於地電位升產生的暫態感應電壓。
  當雷電經避雷器注入地網,使變電所地網中的衝擊電流增大時,將產生暫態的電位波動,同時地網的視在接地電阻也將暫時升高。對變電所地電位升 的測定結果說明,與正常交流電阻相比,地電阻常常增大10倍以上。當低壓控製電纜在上述地電位升的附近敷設時,電纜電位的波動而受幹擾。因此,接地浪湧電流引入的地電位升將可能對低壓控製回路的絕緣配合帶來嚴重影響。
  為了定量地估計當雷電注入變電所地網時在控製電纜纜芯中引起的暫態感應的數量,在30個變電所中進行人工注入地網較小衝擊電流(100~4000A)時測定的電壓情況。測定了兩種電纜屏蔽情況下的暫態電壓,一是無金屬屏蔽的電纜,二是有金屬屏蔽且兩端接地的電纜。試驗證明采用兩端接地的屏蔽電纜,可以將暫態感應電壓抑製為原值的10%以下,是降低幹擾電壓的一種有效措施。
3.高頻同軸電纜的接地
  高頻同軸電纜回路與二次電壓電纜回路有一個重要不同點:一般控製回路用電纜的屏蔽層,專為屏蔽而設置,必須在兩端接地,而高頻同軸電纜的屏蔽層則一身而兼而任,除起屏蔽作用外,同時又是高頻通道的回程導線。
  高頻同軸電纜屏蔽層一點接地時,在隔離開關操作空母線時,將暫態電磁場的能量通過連接在線路上的設備直接耦合至二次回路,必然在另一端產生高暫態電壓。在我國的情況,將在收發信機端子上產生高電壓,燒毀收發信機裏的元件。這在我局的220KV平春站已出現過類似的情況,當時由於隻是在高頻同軸電纜屏蔽層一點接地,收發信機又是晶體管型的。隻要操作隔離開關時,收發信機裏的元件就會被燒毀,後來在操作隔離開關時用記憶示波表在高頻同軸電纜上測到有幾千伏的高暫態電壓,從而導致收發信機被燒毀。後來向日葵app下载视频app將高頻同軸電纜屏蔽層兩點接地,在操作隔離開關時,就不在發生類似的情況。
  到收發信機端子的幹擾電壓,一是可能中斷收發信機的正常工作,對保護通道說來是一種危險的情況;如果幹擾電壓水平很高,會損害收發信機的部件,當然也不能允許。為了高頻保護的可靠工作,因此高頻電纜應當在開關場和控製室兩端同時接地。而為了進一步降低兩端間的地電位差,和盡可能降低屏蔽層兩端間因兩端接地而引入的由通過屏蔽電流引起的電壓降,又規定與同軸電纜並聯敷設近鄰的100mm2粗銅導線。
4.結論
  屏蔽電纜的屏蔽層有兩種接地方式,即兩端接地和一端接地。一端接地時,屏蔽層電壓為零,可顯著減少靜電感應電壓;兩端接地使電磁感應在屏蔽層上產生一個感應縱向電流,該電流產生一個與主幹擾相反的二次場,抵消主幹繞場的作用,顯著降低磁場耦合感應電壓,可將感應電壓降到不接地時感應電壓的1%以下。
  屏蔽電纜的屏蔽層兩端接地存在以下兩個問題:
  ①當接地網上出現短路電流或雷擊電流時,由於電纜屏蔽層兩點的電位不同,使屏蔽層內流過電流,將引起額外的衝擊或幹擾電壓。
  ②當屏蔽層內流過電流時,對每個芯線將產生幹擾信號,但電纜芯所在回路為強電回路因而屏蔽層電流產生的幹擾信號影響較小。
  但對應用於繼電保護和自動裝置回路的屏蔽電纜,由於其輸入和輸出均有一端在開關場的高壓或超高壓環境中,電磁感應幹擾是主要矛盾,防止暫態過電壓,故繼電保護和自動裝置規程規定屏蔽層宜在兩端接地。 

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