現場總線控制系統的屏蔽／接地分析

2.2.1 兩端接地

電纜屏蔽層兩端接地是針對相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜(無絕緣隔離的雙屏蔽層，其實質仍然是單屏蔽層)，雙層屏蔽電纜的最外屏蔽層兩端接地。電纜屏蔽層兩端接地適用于外部有強電流干擾的情況。

(1)當控制電纜被源磁場產生的磁通所包圍時，在電纜屏蔽層中將因電位差而被感應屏蔽電流，由屏蔽電流產生的磁通，將抵消源磁場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，電纜屏蔽層形成了一個理想的法拉第籠，這與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。但是，電纜屏蔽層的屏蔽作用不可能達到完全理想狀態，被屏蔽的電纜芯線在源磁場產生的磁通作用下，仍然會感應出一定的電壓。

(2)電纜屏蔽層兩端接地，可以降低由于地電位上升產生的暫態感應電壓。當雷電經避雷器注入地網，使發電廠地網中的沖擊電流增大時，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增大。與正常交流電阻相比，此時接地電阻常常增大數倍乃至10倍以上。如果低壓控制電纜敷設在地電位升高的附近，將由于電纜電位的波動而受到干擾。采用兩端接地的屏蔽電纜，可以將暫態感應電壓抑制為原值的10%以下，是降低干擾電壓的一種有效措施。

2.2.2 一端接地

一端接地時，不形成電位差，電纜屏蔽層電壓為零，可顯著減少靜電感應電壓。如果是防止靜電干擾，電纜屏蔽層必須一端接地(不論是單層還是雙層屏蔽)，因為單端接地的靜電放電速度是最快的。對相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜的內層屏蔽層必須單點接地。

3 結論

(1)大型發電廠以電纜屏蔽層單點接地為宜。

(2)對于有外部電擊、雷電及強電流干擾的情況，宜采用相互絕緣隔離型的雙層屏蔽電纜，且最外屏蔽層兩端接地;為了保證人身和設備安全，必須多點接地。值得注意的是，在電纜屏蔽層中因電位差而感應出屏蔽電流將引起額外的沖擊或干擾電壓。

(3)為了快速消除靜電干擾，在保證接地線截面積足夠大的情況下， FCS 的控制電纜采用單層屏蔽電纜，且一端接地，是性價比較高的選擇。

[參考文獻]

[l]Fieldbus Foundation. FF系統工程指南(AG-181)(2.0版本).2004.

[2] Profibus International.Profibus工程應用指南[Z].2004.