防爆熱電偶應用于石化、煤化工等易燃易爆區(qū)域,通過屏蔽補償電纜傳輸溫度信號,工業(yè)現(xiàn)場的變頻設備、動力線纜會產生強電磁干擾,引發(fā)測溫信號漂移、波動。屏蔽電纜的接地方式決定屏蔽層的電磁耦合特性,不同接地模式的干擾抑制效果存在顯著差異,同時需兼顧防爆區(qū)域的電氣安全規(guī)范。
防爆熱電偶屏蔽電纜的干擾分為電場干擾與磁場干擾兩類。屏蔽層主要通過靜電屏蔽抑制容性電場干擾,通過渦流效應抑制感性磁場干擾。接地是激活屏蔽功能的核心,未接地的屏蔽層處于懸浮電位,無法釋放感應電荷,不僅無干擾抑制效果,還會耦合外部電場放大信號失真。防爆場景下,接地設計還需規(guī)避接地火花、地電位差引發(fā)的防爆安全隱患。
常見接地方式的干擾抑制效果存在明確區(qū)分。單端接地模式將屏蔽層僅在儀表控制室側接地,現(xiàn)場防爆熱電偶側懸浮,該方式可消除地環(huán)路電流,避免不同接地點電位差引發(fā)的低頻共模干擾,適配防爆區(qū)域多點接地受限的規(guī)范要求,對中高頻電場干擾抑制效果良好,但對低頻磁場干擾抑制能力有限。
雙端接地模式在現(xiàn)場防爆側與控制室側同時接地,屏蔽層形成完整閉合回路,對低頻磁場干擾的渦流抑制效果更優(yōu),適合強磁場密集工況。但該方式易產生地環(huán)路電流,電流流經屏蔽層會耦合至芯線信號,引發(fā)低頻脈動干擾;同時防爆區(qū)域現(xiàn)場接地需嚴格合規(guī),杜絕接地連接產生點火源,施工復雜度更高。
分層接地模式針對多芯屏蔽電纜,總屏蔽層單端接地抑制外部干擾,分屏蔽層雙端接地抑制芯線間串擾,結合了前兩種方式的優(yōu)勢,綜合抑制效果更優(yōu),適用于復雜強干擾防爆工況,但布線與接地管控復雜度最高。
工程選型應用中,常規(guī)防爆測溫場景優(yōu)先采用單端接地,兼顧干擾抑制與防爆安全;大功率設備密集的強磁場防爆區(qū)域,在合規(guī)管控地電位差的前提下采用雙端接地;多回路集成測溫系統(tǒng)采用分層接地。同時需保證接地連接牢靠無虛接,屏蔽層連續(xù)無斷點,杜絕接地失效導致的干擾抑制能力下降,在符合防爆規(guī)范的基礎上更大化凈化測溫信號。