二次电缆屏蔽层接地方式比较分享

二次电缆屏蔽层接地方式比较分享

一次电缆定义是可以为需要使用电力的设备提供所需，并且是电源的动力电缆；

二次电缆是用来对信息进行控制、传递、信息反馈，它可以成为保护、计量的通信或控制电缆。

控制电缆多被运用在变电站二次系统中，具有防水、耐腐蚀、抗干扰等性能优势。当前我国多数220kV以上变电站的电磁环境较为复杂，诸如静电感应、电磁耦合、干扰电压等问题均会影响到设备可靠性与运行效果。通过将电缆金属屏蔽层接地能够削弱外界电磁干扰对芯线造成的影响，保障控制设备安全运行。

01、控制电缆

控制电缆的型号、规格设计应满足GB/T9330.3-2008《塑料绝缘控制电缆》要求，以当前常用的聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套屏蔽控制电缆为例，其型号为KVVP2。

塑料绝缘控制电缆产品代号如下：

电缆结构由内到外分别为电缆芯线、非吸湿性绕包带（绝缘层）、铜屏蔽层、聚氯乙烯内绝缘护套（护层）、钢铠以及聚氯乙烯外绝缘护套。其中金属屏蔽层主要由一根或多根金属带绕包或金属丝编织结构组成，包含铜带绕包、金属编织、铝/塑复合薄膜带绕包等形式，选取由涂漆或镀锌钢带制成的双金属带沿左向呈螺旋状间隙绕包在内衬层上。

02、控制电缆终端制作工艺

1. 制作前准备

在制作材料与工具选择上，需准备好4mm2多股软铜线、焊锡丝、焊锡膏、电源盘、扎带、松香、绝缘自粘带、电缆剥皮工具、螺丝刀、斜口钳、热风枪、热缩管、电烙铁等，作业人员需配备好安全防护措施，严格从专用检修电源处取电，并针对作业环节易出现的交直流串电风险进行防范处理。

在作业开始前应检查电缆预留长度，确保电缆长度超出屏顶；

在作业过程中需做好电缆位置的固定处理，避免电缆误碰带电端子或引发屏柜空开现象，防范发生误动运行设备、供电系统失电、保护装置失压等问题；

在制作控制电缆终端时，针对使用电烙铁等环节需安排专人进行监护，避免人员受伤、设备损毁或埋下火灾隐患，并做好现场废弃物的统一管理。

2. 终端制作工艺

在控制电缆终端制作过程中，其制作步骤大体分为以下六个环节：

①选取专用电缆剥皮工具剥开电缆的外绝缘层，注重控制电缆剥离高度与美观性，确保其剥离高度不超出屏柜端子排最下方。

②铠装层处理，选取螺丝刀沿反方向将铠装层撬开，利用金属带沿左向螺旋状绕包所产生的力将钢铠快速抽离，随后选取砂纸打磨钢铠需焊接位置，在均匀涂抹焊锡膏后完成接地线的焊接处理，通常应确保外绝缘层与铠装层保持平齐，以两层平齐部位为基准进行外绝缘层的切口处理，并完成铠装层的焊接。

③内绝缘层处理，选取专用电缆剥皮工具将内绝缘层剥离，避免引发屏蔽层损失问题，选定距外绝缘层8-10mm处进行环切处理。

④屏蔽层处理，针对铜屏蔽层保留约10-15mm的长度，将铜屏蔽层其余部分与非吸湿性绕包层进行全部剥离，采用电烙铁完成屏蔽层接地线的焊接处理，并合理控制焊接温度、焊接时长，避免引发电缆芯线及绝缘层受损问题

⑤电缆包裹处理，利用绝缘自粘带依次进行电缆芯线、铜屏蔽层与各焊点、内绝缘层、铠装层与焊点的缠绕包裹，确保包裹后外表面的平整度，并且厚度应小于电缆外径。待完成包裹处理后，选取热缩管套在电缆终端外部，确保热缩管直径大于电缆外径、长度超出电缆终端，并选取热风枪进行收口。

⑥利用扎带将电缆固定至屏柜侧面，在完成接地线铜鼻子压接后，将其与位于屏柜内的专用铜排连接，做好电缆两侧处理。随后选取1000V绝缘摇表逐一进行电缆芯线对地绝缘与线间绝缘检测，保障电阻阻值大于10MΩ；针对绝缘性能不符合规程要求的情况，需重新针对芯线完好度进行检查，倘若存在芯线损伤问题需重新敷设电缆、制作电缆终端头，并加强对电缆终端制作工艺的把控，保障其绝缘性能符合要求。

03、电气设备干扰类型及传播途径

基于传播介质的差异将电气设备所受电磁干扰划分为以下两种类型：

一类是辐射性干扰，以空间介质为传播载体；

另一类是传导性干扰，以接地线、电源线为介质传播干扰。

基于性质差异将电气设备的电磁耦合划分为以下两种类型：

第一是电容耦合，结合一般性工作资料可以发现，电容性耦合是变电站各类干扰源的主要耦合方式，这是由于变电站的不同电气设备几乎总是处于运行状态，且各类设备本身的电容也始终是存在的，电容性耦合也就无法避免。

在分布电容作用下将使控制电缆形成干扰电压，且高压部分与二次设备的距离将直接影响到电容耦合强度与电气设备所受的干扰大小。

早在20世纪早期，德国学者就曾对电容性耦合的控制进行过研究，结果上看，在不采用接地手段的方式下，其他方法很难对电容性耦合产生控制作用，当时的德国科学家路德维希甚至尝试将设备埋入地下，但处理效果依然不够理想。现代屏蔽层接地处理通常根据变电站工作需要确定接地端数目，研究结果上看，应用1个或者2个接地端都能起到控制电容性耦合的作用。

如果屏蔽层接地电阻为零，且屏蔽编织层的覆盖率为100%，则芯线上的感应电压为零。从电磁场的角度来看，如果屏蔽体接地良好，则电场终止于屏蔽体，直接耦合到地。

第二是电感耦合，主要指当交变电流流经一次设备时，受电流作用将在控制电缆敷设空间内形成交变磁场，引发原磁场变化，并使控制电缆形成感应电压，诸如互感大小、一次设备间的空间位置等因素均会影响到干扰电压的大小；

在电气设备实际运行环境下，其干扰源的类型较为复杂，干扰源的性质差异也将影响到对二次回路耦合的情况，且相同干扰源对于二次回路存在不同干扰方式，因此还需结合实际干扰源进行抗干扰措施的选取，保障电气设备的电磁兼容水平符合实际运行需求。

04、控制电缆屏蔽层接地方式

1. 一端接地情况

通常控制系统内部包含多种集成电路与电子元器件，对于静电干扰具有较强的敏感性，在将其屏蔽层一端接地后可防止控制电缆芯线与外界形成电容，避免随外界电场变化引发充放电现象，克服静电干扰问题。倘若屏蔽层采用两端接地方式，其两端的接地点间存在一定的电位差，且电缆长度越长、电位差越大，由此易导致电缆屏蔽层中形成接地环流，引发设备误动、设备损坏等问题。因此针对控制系统的控制电缆屏蔽层应选用一端接地方式设计，统一在机柜侧位置进行接地处理。

2. 两端接地情况

部分控制电缆敷设在大功率电气设备、高压电气设备等区域，电气设备处于静电干扰、电磁干扰等复杂运行条件下，对于设备运行构成一定威胁。采用两端接地方式进行屏蔽层接地设计，电磁感应在金属屏蔽层表面形成涡流，利用涡流反作用于磁场与感应强度，借此使感应电压下降至未接地状况下的1%以下。由于采用两端接地方式时涉及到接地点的电位差问题，易在电缆屏蔽层内形成环流，因此还需选取等电位接地网设置在屏蔽层两端位置，以此减小接地点间的电位差、克服接地环流问题，实现电缆屏蔽层的可靠接地。

3. 重屏蔽或复合式总屏蔽电缆接地

双重屏蔽或复合式总屏蔽电缆主要用于传输模拟信号，应针对其内层屏蔽层采用一端接地方式设计，消除静电干扰问题造成的影响；针对其外层屏蔽层采用两端接地方式设计，以此降低电磁干扰强度，最大限度消除模拟信号所受干扰。

05、不同接地方式对干扰产生的影响

如何对二次电缆和二次设备之间传输干扰进行最大限度降低，以此来达到保护目的。

为了深入地研究地网中的工频短路电流的对二次回路的干扰，从理论上分析工频短路电流在接地网上的分布及其对二次电缆感应电压。电磁干扰的计算主要是以电缆屏蔽层的为主，也就是母线上的高频震荡波所形成的，在其经过空间辐射时所形成。

电缆的接地方式的差异性影响了电缆屏蔽层的干扰电流不同接地方式屏蔽情况如下表：

不同接地方式屏蔽情况

不同的接地方式所产生的电流也是不同的，对其电流的数值从大到小进行排序，分别是：

第四种情况数值最大（双端接地），地网与屏蔽层构成闭合回路，屏蔽层的干扰电流附加的电磁场与外界电磁场方向相反，从而削弱了外界电磁场对电缆的干扰。

其次是第三种情况（开关场侧接地），接着是第二种情况（控制室侧接地），最后才是双端浮地。

电缆屏蔽层双端浮地和仅在开关场侧单端接地时的Ud均很高，峰值可达上千伏，电缆屏蔽层仅在二次设备侧单端接地和双端接地时的芯对地电压较低。

06、控制电缆单端接地与两端接地的优缺点

1. 控制电缆屏蔽层一端接地优点

一是：可有效阻止控制电缆的线芯与外界环境形成电容，这样控制电缆的线芯就不会因环境中的电场变化而产生充放电的现象，这样就可以防止静电干扰的影响。

二是：屏蔽层采用一端接地，避免由电缆屏蔽层两端产生的电位差使屏蔽层内形成接地环流，造成设备误动或损坏的现象。

控制电缆屏蔽层单端接地也存在问题：

单端接地方式适合长度较短的线路和电磁感应的干扰不大的场合。静电感应电压有时会影响电路信号的稳定，还比较容易形成天线效应。

2. 控制电缆屏蔽层两端接地的的优点

一是：当控制电缆由磁通包围时，将会感应出屏蔽电流在控制电缆屏蔽层中，这样屏蔽电流就会产生磁通可以抵消由磁通对电缆线芯的影响。若是屏蔽效果理想，在两种磁通共同作用下，就会使被屏蔽层完全包围的控制电缆线芯中的磁通为零，屏蔽层产生力一个理想的法拉第笼。

二是：电缆屏蔽层的两端接地，可以降低由于大地电位升高产生暂态感应电压。当雷电通过避雷器引入到地网，使接地系统中的冲击电流增大时，就会在系统中产生暂态的电位波动，与此同时接地网的视在接地电阻也将升高。当电缆在上述电位升的区域敷设时，电缆就会因为电位的波动而受到干扰。

3. 控制电缆的屏蔽层两端接地也存在一定的问题

一是：当接地系统中出现短路电流或者雷击电流时，因电缆屏蔽层两端的电位不同，就会在屏蔽层内流过电流，会产生额外的冲击和干扰电压；

二是：当电

缆屏蔽层内流过电流时，就会对每个线芯将产生干扰信号，若果电缆芯在强电回路上时这样就因电缆屏蔽层中的电流产生的干扰信号影响就不大。