控制電纜的屏蔽層需要接地，這是共識(shí)。問題是采取一端接地還是兩端接地，大家認(rèn)識(shí)不一致。本專題重點(diǎn)討論有關(guān)弱電系統(tǒng)的防雷問題。請(qǐng)大家拋磚。
在SH3081-2017《石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范》有下列定義和規(guī)定：
“屏蔽接地：為實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)屏蔽、電磁場(chǎng)屏蔽功能對(duì)屏蔽層、屏蔽體所做的接地。
防靜電接地：為用于泄放靜電的接地。
信號(hào)線的屏蔽層宜采用單端接地的方式。
信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)在控制室一側(cè)接到保護(hù)接地或工作接地，已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)儀表處自然接地的屏蔽層不宜再在控制室一側(cè)重復(fù)接地，對(duì)于信號(hào)路經(jīng)強(qiáng)電場(chǎng)或強(qiáng)電磁場(chǎng)的場(chǎng)合，應(yīng)將屏蔽層接到保護(hù)接地。”
上述規(guī)定值得商榷。
先解釋兩個(gè)名詞：
靜電感應(yīng)：當(dāng)雷云中的電荷積聚時(shí)，在附近的導(dǎo)體上感應(yīng)出相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中的電荷迅速釋放，而附近導(dǎo)體中原來被雷電云束縛住的靜電也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)，尋找釋放通道，形成電脈沖即日常講的電涌。
電磁感應(yīng)：雷云放電時(shí)，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的變化的電磁場(chǎng)，在附近導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)如果導(dǎo)體有裂口，裂口處就產(chǎn)生火花放電。如果是閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
圖1 屏蔽層兩點(diǎn)接地防電磁干擾原理
圖1外屏蔽層兩點(diǎn)接地。設(shè)雷擊產(chǎn)生的電磁場(chǎng)為E1，E1在兩端接地的屏蔽層產(chǎn)生環(huán)流I，該環(huán)流I同時(shí)也產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)E2，E1和E2方向剛好相反，E1和E2的合成磁場(chǎng)減輕了對(duì)信號(hào)線的干擾。
如果圖1 中只單端接地。雷擊對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生兩種干擾：
干擾1：屏蔽層只一點(diǎn)接地后，僅存在E1電磁場(chǎng)，信號(hào)線受到很強(qiáng)的干擾。
干擾2：電涌干擾。設(shè)空中的雷云帶-q1的負(fù)電荷，根據(jù)靜電感應(yīng)原理，必須在下方大地及其附著物上產(chǎn)生+q1的正電荷，設(shè)在外屏蔽層中束縛住的正電荷為+q2。由于屏蔽層接地，信號(hào)線上沒有靜電荷。當(dāng)空中雷云-q1負(fù)電荷突然放電消失后， +q1正電荷也要消失，+q2的電荷也要消失，電荷的流動(dòng)形成電流，+q2的消失必須在單點(diǎn)接地的屏蔽層中產(chǎn)生涌流，該涌流會(huì)對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生電涌干擾。
因此，單端接地只能屏蔽靜電電場(chǎng)干擾，靜電場(chǎng)消失后產(chǎn)生電涌干擾；而對(duì)電磁場(chǎng)干擾根本無效。
對(duì)于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，需要信號(hào)線和電源線的屏蔽層沿線多點(diǎn)接地，或至少在首尾兩點(diǎn)接地。
多點(diǎn)接地后，各接地點(diǎn)之間的屏蔽層沿線路之間形成回路，低頻干擾電流的電磁場(chǎng)可能會(huì)有一部分透過屏蔽層，在芯—護(hù)套之間產(chǎn)生低頻干擾。這就與兩點(diǎn)接地產(chǎn)生矛盾。
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