樊篱线事理及接法_屏障_电缆
什么是屏蔽线?
定义:导体外部有导体包裹的导线叫屏蔽线,包裹的导体叫屏蔽层,一样平常为编织铜网或铜泊(铝),屏蔽层须要接地,外来的滋扰旗子暗记可被该层导入大地。
浸染:避免滋扰旗子暗记进入内层,导体滋扰同时降落传输旗子暗记的损耗。
构造:
(普通)
绝缘层+屏蔽层+导线
(高等)
绝缘层+屏蔽层+旗子暗记导线+屏蔽层接地导线
把稳:在选用屏蔽线时,屏蔽层接地导线屏蔽层接地导线的绝缘层有导电功能,可以与屏蔽层导通(有一定的电阻)
屏蔽线缆的事理:
屏蔽布线系统源于欧洲,它是在普通非屏蔽布线系统的表面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、接管及趋肤效应实现防止电磁滋扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡事理及屏蔽层的屏蔽浸染,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。
电磁兼容(EMC)是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁滋扰的能力,同时不能产生过量的电磁辐射。也便是说,哀求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常事情,同时又不能辐射过量的电磁波滋扰周围其它设备及网络的正常事情。
U/UTP(非屏蔽)电缆的平衡特性并不但取决于部件本身的质量(如绞对),而会受到周围环境的影响。由于U/UTP(非屏蔽)周围的金属、暗藏的“地”、施工中的牵拉、波折等等情形都会毁坏其平衡特性,从而降落EMC性能。
以是,要得到持久不变的平衡特性,只有一个办理方案:在所有芯线外加多一层铝箔进行接地。铝箔为薄弱的双绞芯线增加了保护,同时为U/UTP(非屏蔽)电缆人为的创造了一个平衡环境。从而形成我们现在所说的屏蔽线缆。
屏蔽电缆的屏蔽事理不同于双绞的平衡抵消事理,屏蔽电缆是在四对双绞线的表面加多一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、接管和趋肤效应事理(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱),有效的防止外部电磁滋扰进入电缆,同时也阻挡内部旗子暗记辐射出去,滋扰其它设备的事情。
实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁滋扰的频率紧张在5MHz以下。而对付5MHz以下的低频滋扰可运用双绞线的平衡事理有效的抵消。
根据布线最早的定义,分为非屏蔽线缆-UTP和屏蔽线缆-STP两种。后来随着技能的发展和各家不同的工艺,衍生出了很多不同屏蔽的种类 1.F/UTP Foil Screened Cable 单层的铝箔屏蔽构造 2.Foil and Braid Screened Cable 铝箔和铜质编织网双层屏蔽构造 a) SF/UTP 铝箔和铜质编织网同时包裹在四对线的外层 b) S/FTP (PIMF) 线对单对铝箔屏蔽加上包裹在四对线的外层的铜质编织网 PIMF =Pair in Metal Foil。
屏蔽电缆抵抗外界滋扰紧张表示在:旗子暗记传输的完全性可以通过屏蔽系统得到一定的担保。屏蔽布线系统可以防止传输数据受到外界电磁滋扰和射频滋扰的影响。电磁滋扰(EMI)紧张是低频滋扰,马达、荧光灯以及电源线是常日的电磁滋扰源。射频滋扰(RFI)是高频滋扰,紧张是无线频率滋扰,包括无线电、电视转播、雷达及其他无线通信。
对付抵抗电磁滋扰,选择编织层屏蔽最为有效,也便是金属网屏蔽,因其具有较低的临界电阻。而对付射频滋扰,金属箔层屏蔽最有效,由于金属网屏蔽所产生的缝隙可使得高频旗子暗记自由地进出。对付高低频稠浊的滋扰场,则要采取金属箔层加金属网的组合屏蔽办法,也便是S/FTP形式的双层屏蔽电缆,这样可使得金属网屏蔽适用于低频范围的滋扰,金属箔屏蔽适用于高频范围的滋扰。
IBM ACS的屏蔽线缆中铝箔屏蔽层单层厚度即达到50-62μm,起到了更完全的屏蔽效果。同时由于只采取单层屏蔽,对付施工而言将更加大略,便于安装,不易在施工过程中造成人为的破坏,且铝帛的厚度可以承受更大的毁坏力。从而能给用户供应更高品质的传输性能。
屏蔽线接法:
屏蔽线的一端接地,另一端悬空 。
当旗子暗记线传输间隔比较远的时候,由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流,可能会导致两个接地点电位不同,此时如果两端接地,屏蔽层就有电盛行成,反而对旗子暗记形成滋扰,因此这种情形下一样平常采纳一点接地,另一端悬空的办法,能避免此种滋扰形成。
两端接地屏蔽效果更好,但旗子暗记失落真会增大。
请把稳:两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽!
如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽!
最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流,因此产生降落源磁场强度的磁通,从而基本上抵消散落没有外屏蔽层时所感应的电压;
而最内层屏蔽一端接地,由于没有电位差,仅用于一样平常防静电感应。下面的规范是最好的佐证!
《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8 掌握电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)打算机监控系统的仿照旗子暗记回路掌握电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等须要一点接地情形外的掌握电缆屏蔽层,当电磁感应的滋扰较大,宜采取两点接地;静电感应的滋扰较大,可用一点接地。
双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流浸染下屏蔽层不致被烧熔。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》——第6.3.1条规定:……当采取屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统哀求只在一端做等电位连接时,应采取两层屏蔽,外层屏蔽按前述哀求处理。
其事理是:1.单层屏蔽一端接地,不形成电位差,一样平常用于防静电感应。2.双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降落源磁场强度的磁通,从而基本上抵消散落没有外屏蔽层时所感应的电压。
如果是防止静电滋扰,必须单点接地,不论是一层还是二层屏蔽。由于单点接地的静电放电速率是最快的。
但是,以下两种情形除外:
1、外部有强电流滋扰,单点接地无法知足静电的最快放电。
如果接地线截面积很大,能够担保静电最快放电的话,同样也要单点接地。当然了,真是那样,也没有必要选择两层屏蔽。
否则,必须两层屏蔽,外层屏蔽紧张是减少滋扰强度,不是肃清滋扰,这时必须多点接地,虽然放不完,但必须尽快减弱,要减弱,多点接地是最佳选择。
比如,企业中的电缆桥架实在便是外屏蔽层,它是必须多点接地的,第一道防线,减小滋扰源的强度。
内层屏蔽层(实在,大家不会买双层的电缆,一样平常是外层便是电缆桥架,内层才是屏蔽电缆的屏蔽层)必须单点接地,由于外部强度已经减少,尽快放电,肃清滋扰才是内层的目的。
2、外部电击和防雷等安全的哀求。
这种情形必须要两层防护,外层不是用来肃清滋扰的,是出于安全的考虑的,担保人身和设备安全的,必须多点接地。内层才是防止滋扰的,以是必须单点接地。
屏蔽线的浸染
屏蔽线的浸染是将电磁场噪声源与敏感设备隔离,割断噪声源的传播路径。屏蔽分为主动屏蔽和被动屏蔽,主动屏蔽目的是为了防止噪声源向外辐射,是对噪声源的屏蔽;被动屏蔽目的是为了防止敏感设备遭到噪声源的滋扰,是对敏感设备的屏蔽。屏蔽电缆的屏蔽层紧张由铜、铝等非磁性材料制成,并且厚度很薄,远小于利用频率上金属材料的集肤深度,屏蔽层的效果紧张不是由于金属体本身对电场、磁场的反射、接管而产生的,而是由于屏蔽层的接地产生的,接地的形式不同将直接影响屏蔽效果。对付电场、磁场屏蔽层的接地方式不同。可采取不接地、单端接地或双端接地
总结:单端接地: 1)屏蔽电缆的单端接地对付避免低频电场的滋扰是有帮助的。或者说它能够避免波长 λ 远远大于电缆长度 L 的频率滋扰。L<λ /20 2)电缆屏蔽层单端接地能够避免屏蔽层上的低频电流噪声。这种电流在内部导致共模滋扰电压并且有可能滋扰仿照量设备。 3)屏蔽层的单端接地对付那些对低频滋扰敏感的电路(仿照量电路)来说是可取的。4) 连续丈量值的高下颠簸和永久偏差表示有低频滋扰。双端接地: (1)确保到电控柜或者插头(圆形打仗)的连接经由一个大的导电区域(低感应系数)。选择金属在金属上比非金属在非金属上要好。(2)由于有些仿照量模块利用了脉冲技能(例如:处理器和 A/D 转换器集成在同一模块中),建议将仿照量旗子暗记彼此间屏蔽,确保精确的等电位连接,只有在这种情形下进行双端接地。(3)常日金属箔屏蔽层的传输阻抗远远大于铜编织线的屏蔽层,厥后果相差 5-10 倍,不能用作数字旗子暗记电缆。(4)偶尔的功能失落灵表明有高频滋扰。这是导线等电位连接无法肃清的。
5)撤除电缆的端点以外,屏蔽层多点接地是有利的。6)不要将屏蔽层接在插针上,避免“猪尾巴”征象。7)要时候把稳屏蔽层的并联阻抗该当小于自身阻抗的 1/10。电缆桥架、机器框架、其它屏蔽层或者其它并行电缆都能够使系统作到等电位。8)如果当屏蔽层双端接地时电缆屏蔽层发热,或者屏蔽层碰到电控柜外壳或者屏蔽总线时打火,解释等电位连接不可靠。
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