科訊淺談控制電纜防干擾措施

為保證控制電纜在發(fā)生絕緣擊穿、機(jī)械損傷或著火時(shí)，減少波及的范圍，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50217-91《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：雙重化保護(hù)的電流、電壓以及直流電源和跳閘控制回路等需要增強(qiáng)可靠性的兩套系統(tǒng)，應(yīng)采用各自獨(dú)立的控制電纜。

控制電纜投入運(yùn)行后，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行敷設(shè)的電纜之間都存在電氣干擾的問(wèn)題，引起電氣干擾的主要原因有：

（1）由于外施電壓在線芯間電容耦合的作用下產(chǎn)生的靜電干擾；

（2）由于通電電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)干擾?？偟膩?lái)講，當(dāng)鄰近存在高電壓、大電流干擾源時(shí)，電氣干擾更嚴(yán)重，由于同一電纜的線芯之間的距離較小，其干擾程度也遠(yuǎn)大于平行敷設(shè)的緊鄰電纜。例如某超高壓變電所分相操作斷路器的控制回路，三相合用一根電纜，曾發(fā)生過(guò)這樣事故，由分相操作的脈沖使其它相的晶閘管觸發(fā)，誤導(dǎo)致三相聯(lián)動(dòng)，以后改用分別獨(dú)立的電纜，就未再發(fā)生誤動(dòng)事故。又如某電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由于將模擬量低電平的信號(hào)線與變送器的電源線合用一根四芯電纜，曾引起在信號(hào)線產(chǎn)生70V的干擾電壓，這對(duì)以毫伏計(jì)的低電平信號(hào)回路，顯然會(huì)影響正常工作。

防止或減輕電氣干擾的措施，主要有以下三個(gè)方面。

1、控制電纜的一個(gè)備用芯接地

實(shí)踐證明，控制電纜中一個(gè)備用芯接地時(shí)，干擾電壓的幅值可降低到25%~50%，且實(shí)施簡(jiǎn)便，而對(duì)電纜的造價(jià)增加甚微。

2、對(duì)電氣干擾時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重后果的電路，不合用一根控制電纜

其中包括：（1）弱電信號(hào)控制回路與強(qiáng)電信號(hào)控制回路；（2）低電平信號(hào)與高電平信號(hào)的回路；（3）交流斷路器分相操作的各相弱電控制回路，都不應(yīng)使用同一根控制電纜。但對(duì)弱電回路的每一對(duì)往返導(dǎo)線如分屬于不是同一根的控制電纜，在敷設(shè)時(shí)有可能形成環(huán)狀布置，在相近電源的電磁線交鏈下會(huì)感生電勢(shì)，其數(shù)值可能對(duì)弱電回路低電平的參數(shù)干擾影響較大，因此對(duì)往返導(dǎo)線仍應(yīng)合用一根控制電纜為宜。

3、金屬屏蔽與屏蔽層接地

金屬屏蔽是減弱和防止電氣干擾的重要措施，包括對(duì)線芯的總屏蔽、分屏蔽和雙層式總屏蔽等。控制電纜金屬屏蔽型式的選擇，應(yīng)按可能產(chǎn)生的電氣干擾影響的強(qiáng)弱，計(jì)入綜合抑制干擾的措施，以滿足降低干擾和過(guò)電壓的要求。對(duì)防干擾效果的要求越高，則相應(yīng)的投資也越大，當(dāng)采用鋼帶鎧裝、鋼絲編織總屏蔽時(shí)，電纜的價(jià)格約增加10%~20%。

強(qiáng)電回路中的控制干擾，由于其本身的信號(hào)較強(qiáng)，因此除了位于超高壓配電裝置或與高壓電纜緊鄰平行較長(zhǎng)外，均可選用不帶金屬屏蔽的控制電纜。弱電信號(hào)控制回路使用的控制電纜，當(dāng)位于存在干擾影響的環(huán)境，又不具備有效的抗干擾措施時(shí)，宜選用帶金屬屏蔽的控制電纜，以防止電氣干擾會(huì)對(duì)低電平信號(hào)回路產(chǎn)生誤動(dòng)作或使絕緣擊穿等影響。弱電回路的控制電纜如果能與電力電纜拉開(kāi)足夠的距離，或敷設(shè)在鋼管中時(shí)，可能會(huì)使外部的電氣干擾降低到允許的限度。

對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)回路的控制電纜，其屏蔽型式選擇的原則是：

（1）開(kāi)關(guān)量信號(hào)，可用總屏蔽；

（2）高電平模擬信號(hào)，宜用對(duì)線芯的總屏蔽，必要時(shí)也可用對(duì)線芯的分屏蔽；

（3）低電平模擬信號(hào)或脈沖量信號(hào)，宜用對(duì)線芯的分屏蔽，必要時(shí)也可用含對(duì)線芯分屏蔽的復(fù)合總屏蔽。

關(guān)于屏蔽層的接地方式，應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)：
 

（1）計(jì)算機(jī)臨控系統(tǒng)的模擬信號(hào)回路的控制電纜屏蔽層，宜用集中式一點(diǎn)接地。其原因基于保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)正常工作的要求，因?yàn)榧词箖H1V左右的干擾電壓，也可能引起邏輯判斷的謬誤，集中一點(diǎn)接地可避免出現(xiàn)接地環(huán)流；

（2）除計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制電纜屏蔽層只允許集中一點(diǎn)接地的情況外，其它的控制電纜屏蔽層，當(dāng)電磁感應(yīng)干擾較大時(shí)
，宜采用兩點(diǎn)接地，而靜電感應(yīng)的干擾較大時(shí)，則采用一點(diǎn)接地；

（3）雙重屏蔽或復(fù)合總屏蔽的內(nèi)屏蔽層宜用一點(diǎn)接地，而外屏蔽層可以兩點(diǎn)接地；

（4）選擇兩點(diǎn)接地時(shí)還應(yīng)考慮在暫態(tài)電流的作用下，屏蔽層不會(huì)被燒毀。

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