科訊淺談控制電纜防干擾措施

科訊淺談控制電纜防干擾措施

為保證控制電纜在發生絕緣擊穿、機械損傷或著火時，減少波及的范圍，國家標準GB50217-91《電力工程電纜設計規范》規定：雙重化保護的電流、電壓以及直流電源和跳閘控制回路等需要增強可靠性的兩套系統，應采用各自獨立的控制電纜。

控制電纜投入運行后，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行敷設的電纜之間都存在電氣干擾的問題，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生的靜電干擾；

（2）由于通電電流產生的電磁感應干擾。總的來講，當鄰近存在高電壓、大電流干擾源時，電氣干擾更嚴重，由于同一電纜的線芯之間的距離較小，其干擾程度也遠大于平行敷設的緊鄰電纜。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，曾發生過這樣事故，由分相操作的脈沖使其它相的晶閘管觸發，誤導致三相聯動，以后改用分別獨立的電纜，就未再發生誤動事故。又如某電廠的計算機監測系統，由于將模擬量低電平的信號線與變送器的電源線合用一根四芯電纜，曾引起在信號線產生70V的干擾電壓，這對以毫伏計的低電平信號回路，顯然會影響正常工作。

防止或減輕電氣干擾的措施，主要有以下三個方面。

1、控制電纜的一個備用芯接地

實踐證明，控制電纜中一個備用芯接地時，干擾電壓的幅值可降低到25%~50%，且實施簡便，而對電纜的造價增加甚微。

2、對電氣干擾時會發生嚴重后果的電路，不合用一根控制電纜

其中包括：（1）弱電信號控制回路與強電信號控制回路；（2）低電平信號與高電平信號的回路；（3）交流斷路器分相操作的各相弱電控制回路，都不應使用同一根控制電纜。但對弱電回路的每一對往返導線如分屬于不是同一根的控制電纜，在敷設時有可能形成環狀布置，在相近電源的電磁線交鏈下會感生電勢，其數值可能對弱電回路低電平的參數干擾影響較大，因此對往返導線仍應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，應按可能產生的電氣干擾影響的強弱，計入綜合抑制干擾的措施，以滿足降低干擾和過電壓的要求。對防干擾效果的要求越高，則相應的投資也越大，當采用鋼帶鎧裝、鋼絲編織總屏蔽時，電纜的價格約增加10%~20%。

強電回路中的控制干擾，由于其本身的信號較強，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外，均可選用不帶金屬屏蔽的控制電纜。弱電信號控制回路使用的控制電纜，當位于存在干擾影響的環境，又不具備有效的抗干擾措施時，宜選用帶金屬屏蔽的控制電纜，以防止電氣干擾會對低電平信號回路產生誤動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足夠的距離，或敷設在鋼管中時，可能會使外部的電氣干擾降低到允許的限度。

對計算機監測系統信號回路的控制電纜，其屏蔽型式選擇的原則是：

（1）開關量信號，可用總屏蔽；

（2）高電平模擬信號，宜用對線芯的總屏蔽，必要時也可用對線芯的分屏蔽；

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

關于屏蔽層的接地方式，應注意做到以下幾點：
 

（1）計算機臨控系統的模擬信號回路的控制電纜屏蔽層，宜用集中式一點接地。其原因基于保證計算機監控系統正常工作的要求，因為即使僅1V左右的干擾電壓，也可能引起邏輯判斷的謬誤，集中一點接地可避免出現接地環流；

（2）除計算機監控系統的控制電纜屏蔽層只允許集中一點接地的情況外，其它的控制電纜屏蔽層，當電磁感應干擾較大時
，宜采用兩點接地，而靜電感應的干擾較大時，則采用一點接地；

（3）雙重屏蔽或復合總屏蔽的內屏蔽層宜用一點接地，而外屏蔽層可以兩點接地；

（4）選擇兩點接地時還應考慮在暫態電流的作用下，屏蔽層不會被燒毀。

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