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弱电系统的防雷2:关于屏蔽层的接地问题2

 工业企业电气 2022-03-16

在弱电系统的防雷专题1中指出:多点接地后,各接地点之间的屏蔽层沿线路之间形成回路,低频干扰电流的电磁场可能会有一部分透过屏蔽层,在芯—护套之间产生低频干扰。

如何解决这个问题,先看看相关规范的要求。

GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》第6.3.1条:

在需要保护的空间内,采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端,并宜在防雷区交界处做等电位连接,系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽或穿钢管敷设,外屏蔽层或钢管应至少在两端,并宜在防雷区交界处做等电位连接。

分开的建筑物之间的连接线路,若无屏蔽层,线路应敷设在金属管、金属格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道内。金属管、金属格栅或钢筋格栅从一端到另一端应是导电贯通,并应在两端分别连接到建筑物的等电位连接带上;若有屏蔽层,屏蔽层的两端应连到建筑物的等电位连接带上。

再看看条文解释:

屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。

屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时,它只能防静电感应,防不了磁场强度变化所感应的电压。为减小屏蔽芯线的感应电压,在屏蔽层仅一端做等电位连接的情况下,应采用有绝缘隔开的双层屏蔽,外层屏蔽应至少在两端做等电位连接。在这种情况下,外屏蔽层与其他同样做了等电位连接的导体构成环路,感应出一电流,因此产生减低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消无外屏蔽层时所感应的电压。

GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》5.3.3-1条:与电子信息系统连接的金属信号线缆采用屏蔽电缆时,应在屏蔽层两端并宜在雷电防护区交界处等等电位连接并接地。当系统要求单独接地时,宜采用两层屏蔽或穿钢管敷设,外层屏蔽或钢管按前述要求处理。

GB 50057-2010 GB50343-2012相关条文及其解释已经明确给出了解决办法:当屏蔽电缆屏蔽层需要单端接地时,应穿金属管或采用双屏蔽层电缆。金属管和外屏蔽层两点或多点接地,内屏蔽层一点接地。

利用金属直线槽或穿金属管作外屏蔽层时,必须保证槽与槽之间、管与管之间连接可靠,宜每隔30m接地。

因此,SH3081-2017《石油化工仪表接地设计规范》中笼统要求单端接地值得商榷。

上述两个标准并没有指出哪些电缆需要单端接地、哪些电缆需要两(多)端接地。DL/T5136-2012《火力发电厂、变电所二次设计技术规程》对屏蔽层的是用单端还是双端接地作了如下规定(保留原文序号,便于大家查找)

16.3.4计算机系统内的逻辑地、信号地、屏蔽地均应用绝緣铜绞线或电缆接至总接地铜排,达到一点接地的要求。

16.4.6电缆的屏蔽层应可靠接地,并应符合下列规定:

1 计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,应集中式一点接地。对于双层屏蔽电缆,内屏蔽应一端接地,外屏蔽应两端接地。

3电力线载波用同轴电缆屏蔽层应在两端分别接地,并紧靠同轴电缆敷设截面不小于100mm2两端接地的铜导线。

4传送音频信号应采用屏蔽双绞线,其屏蔽层应在两端接地。

6对于低频、低电平模拟信号的电缆,如热电偶用电缆,屏蔽层应在最不平衡端或电路本身接地处一点接地

7两点接地的屏蔽电缆宜采取相关措施,防止在暂态电流作用下屏蔽层被烧熔。

总结上述各点,我们能不能得出这样的结论:当我们弄不清楚弱电电缆是要单端接地还是双端接地时,最简单的办法就是统统选用双屏蔽层电缆,内屏蔽层一端接地,外屏蔽层两端接地,或选单屏蔽层电缆穿钢管敷设,钢管两端接地。省去了记忆之苦、选错之痛。

案例:

两根控制电缆,分别长115m,与母线平等敷设。甲电缆敷设在电缆沟内,乙电缆放在沟边地面上,母线送电。

控制电缆两端不接地,两根电缆的感应电压峰峰值:甲102V;乙1290V

控制电缆两端接地放在沟内,电缆感应电压峰-峰值:9V

多点接点又引来了新的问题:

DL/T5136-2012《火力发电厂、变电所二次设计技术规程》16.4.6-7条指出:两点接地的屏蔽电缆宜采取相关措施,防止在暂态电流作用下屏蔽层被烧熔。下期我们将讨论如何防止屏蔽层被暂态电流烧熔。

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