二次電纜屏蔽層接地方式比較分享
二次電纜屏蔽層接地方式比較分享
一次電纜定義是可以為需要使用電力的設備提供所需，並且是電源的動力電纜；
二次電纜是用來對信息進行控製、傳遞、信息反饋，它可以成為保護、計量的通信或控製電纜。
控製電纜多被運用在變電站二次係統中，具有防水、耐腐蝕、抗幹擾等性能優勢。當前我國多數220kV以上變電站的電磁環境較為複雜，諸如靜電感應、電磁耦合、幹擾電壓等問題均會影響到設備可靠性與運行效果。通過將電纜金屬屏蔽層接地能夠削弱外界電磁幹擾對芯線造成的影響，保障控製設備安全運行。
01、控製電纜
控製電纜的型號、規格設計應滿足GB/T9330.3-2008《塑料絕緣控製電纜》要求，以當前常用的聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套屏蔽控製電纜為例，其型號為KVVP2。
塑料絕緣控製電纜產品代號如下：
電纜結構由內到外分別為電纜芯線、非吸濕性繞包帶（絕緣層）、銅屏蔽層、聚氯乙烯內絕緣護套（護層）、鋼鎧以及聚氯乙烯外絕緣護套。其中金屬屏蔽層主要由一根或多根金屬帶繞包或金屬絲編織結構組成，包含銅帶繞包、金屬編織、鋁/塑複合薄膜帶繞包等形式，選取由塗漆或鍍鋅鋼帶製成的雙金屬帶沿左向呈螺旋狀間隙繞包在內襯層上。
02、控製電纜終端製作工藝
1. 製作前準備
在製作材料與工具選擇上，需準備好4mm2多股軟銅線、焊錫絲、焊錫膏、電源盤、紮帶、鬆香、絕緣自粘帶、電纜剝皮工具、螺絲刀、斜口鉗、熱風槍、熱縮管、電烙鐵等，作業人員需配備好安全防護措施，嚴格從專用檢修電源處取電，並針對作業環節易出現的交直流串電風險進行防範處理。
在作業開始前應檢查電纜預留長度，確保電纜長度超出屏頂；
在作業過程中需做好電纜位置的固定處理，避免電纜誤碰帶電端子或引發屏櫃空開現象，防範發生誤動運行設備、供電係統失電、保護裝置失壓等問題；
在製作控製電纜終端時，針對使用電烙鐵等環節需安排專人進行監護，避免人員受傷、設備損毀或埋下火災隱患，並做好現場廢棄物的統一管理。
2. 終端製作工藝
在控製電纜終端製作過程中，其製作步驟大體分為以下六個環節：
①選取專用電纜剝皮工具剝開電纜的外絕緣層，注重控製電纜剝離高度與美觀性，確保其剝離高度不超出屏櫃端子排最下方。
②鎧裝層處理，選取螺絲刀沿反方向將鎧裝層撬開，利用金屬帶沿左向螺旋狀繞包所產生的力將鋼鎧快速抽離，隨後選取砂紙打磨鋼鎧需焊接位置，在均勻塗抹焊錫膏後完成接地線的焊接處理，通常應確保外絕緣層與鎧裝層保持平齊，以兩層平齊部位為基準進行外絕緣層的切口處理，並完成鎧裝層的焊接。
③內絕緣層處理，選取專用電纜剝皮工具將內絕緣層剝離，避免引發屏蔽層損失問題，選定距外絕緣層8-10mm處進行環切處理。
④屏蔽層處理，針對銅屏蔽層保留約10-15mm的長度，將銅屏蔽層其餘部分與非吸濕性繞包層進行全部剝離，采用電烙鐵完成屏蔽層接地線的焊接處理，並合理控製焊接溫度、焊接時長，避免引發電纜芯線及絕緣層受損問題
⑤電纜包裹處理，利用絕緣自粘帶依次進行電纜芯線、銅屏蔽層與各焊點、內絕緣層、鎧裝層與焊點的纏繞包裹，確保包裹後外表麵的平整度，並且厚度應小於電纜外徑。待完成包裹處理後，選取熱縮管套在電纜終端外部，確保熱縮管直徑大於電纜外徑、長度超出電纜終端，並選取熱風槍進行收口。
⑥利用紮帶將電纜固定至屏櫃側麵，在完成接地線銅鼻子壓接後，將其與位於屏櫃內的專用銅排連接，做好電纜兩側處理。隨後選取1000V絕緣搖表逐一進行電纜芯線對地絕緣與線間絕緣檢測，保障電阻阻值大於10MΩ；針對絕緣性能不符合規程要求的情況，需重新針對芯線完好度進行檢查，倘若存在芯線損傷問題需重新敷設電纜、製作電纜終端頭，並加強對電纜終端製作工藝的把控，保障其絕緣性能符合要求。
03、電氣設備幹擾類型及傳播途徑
基於傳播介質的差異將電氣設備所受電磁幹擾劃分為以下兩種類型：
一類是輻射性幹擾，以空間介質為傳播載體；
另一類是傳導性幹擾，以接地線、電源線為介質傳播幹擾。
基於性質差異將電氣設備的電磁耦合劃分為以下兩種類型：
第一是電容耦合，結合一般性工作資料可以發現，電容性耦合是變電站各類幹擾源的主要耦合方式，這是由於變電站的不同電氣設備幾乎總是處於運行狀態，且各類設備本身的電容也始終是存在的，電容性耦合也就無法避免。
在分布電容作用下將使控製電纜形成幹擾電壓，且高壓部分與二次設備的距離將直接影響到電容耦合強度與電氣設備所受的幹擾大小。
早在20世紀早期，德國學者就曾對電容性耦合的控製進行過研究，結果上看，在不采用接地手段的方式下，其他方法很難對電容性耦合產生控製作用，當時的德國科學家路德維希甚至嚐試將設備埋入地下，但處理效果依然不夠理想。現代屏蔽層接地處理通常根據變電站工作需要確定接地端數目，研究結果上看，應用1個或者2個接地端都能起到控製電容性耦合的作用。
如果屏蔽層接地電阻為零，且屏蔽編織層的覆蓋率為100%，則芯線上的感應電壓為零。從電磁場的角度來看，如果屏蔽體接地良好，則電場終止於屏蔽體，直接耦合到地。
第二是電感耦合，主要指當交變電流流經一次設備時，受電流作用將在控製電纜敷設空間內形成交變磁場，引發原磁場變化，並使控製電纜形成感應電壓，諸如互感大小、一次設備間的空間位置等因素均會影響到幹擾電壓的大小；
在電氣設備實際運行環境下，其幹擾源的類型較為複雜，幹擾源的性質差異也將影響到對二次回路耦合的情況，且相同幹擾源對於二次回路存在不同幹擾方式，因此還需結合實際幹擾源進行抗幹擾措施的選取，保障電氣設備的電磁兼容水平符合實際運行需求。
04、控製電纜屏蔽層接地方式
1. 一端接地情況
通常控製係統內部包含多種集成電路與電子元器件，對於靜電幹擾具有較強的敏感性，在將其屏蔽層一端接地後可防止控製電纜芯線與外界形成電容，避免隨外界電場變化引發充放電現象，克服靜電幹擾問題。倘若屏蔽層采用兩端接地方式，其兩端的接地點間存在一定的電位差，且電纜長度越長、電位差越大，由此易導致電纜屏蔽層中形成接地環流，引發設備誤動、設備損壞等問題。因此針對控製係統的控製電纜屏蔽層應選用一端接地方式設計，統一在機櫃側位置進行接地處理。
2. 兩端接地情況
部分控製電纜敷設在大功率電氣設備、高壓電氣設備等區域，電氣設備處於靜電幹擾、電磁幹擾等複雜運行條件下，對於設備運行構成一定威脅。采用兩端接地方式進行屏蔽層接地設計，電磁感應在金屬屏蔽層表麵形成渦流，利用渦流反作用於磁場與感應強度，借此使感應電壓下降至未接地狀況下的1%以下。由於采用兩端接地方式時涉及到接地點的電位差問題，易在電纜屏蔽層內形成環流，因此還需選取等電位接地網設置在屏蔽層兩端位置，以此減小接地點間的電位差、克服接地環流問題，實現電纜屏蔽層的可靠接地。
3. 重屏蔽或複合式總屏蔽電纜接地
雙重屏蔽或複合式總屏蔽電纜主要用於傳輸模擬信號，應針對其內層屏蔽層采用一端接地方式設計，消除靜電幹擾問題造成的影響；針對其外層屏蔽層采用兩端接地方式設計，以此降低電磁幹擾強度，最大限度消除模擬信號所受幹擾。
05、不同接地方式對幹擾產生的影響
如何對二次電纜和二次設備之間傳輸幹擾進行最大限度降低，以此來達到保護目的。
為了深入地研究地網中的工頻短路電流的對二次回路的幹擾，從理論上分析工頻短路電流在接地網上的分布及其對二次電纜感應電壓。電磁幹擾的計算主要是以電纜屏蔽層的為主，也就是母線上的高頻震蕩波所形成的，在其經過空間輻射時所形成。
電纜的接地方式的差異性影響了電纜屏蔽層的幹擾電流不同接地方式屏蔽情況如下表：
不同接地方式屏蔽情況
不同的接地方式所產生的電流也是不同的，對其電流的數值從大到小進行排序，分別是：
第四種情況數值最大（雙端接地），地網與屏蔽層構成閉合回路，屏蔽層的幹擾電流附加的電磁場與外界電磁場方向相反，從而削弱了外界電磁場對電纜的幹擾。
其次是第三種情況（開關場側接地），接著是第二種情況（控製室側接地），最後才是雙端浮地。
電纜屏蔽層雙端浮地和僅在開關場側單端接地時的Ud均很高，峰值可達上千伏，電纜屏蔽層僅在二次設備側單端接地和雙端接地時的芯對地電壓較低。
06、控製電纜單端接地與兩端接地的優缺點
1. 控製電纜屏蔽層一端接地優點
一是：可有效阻止控製電纜的線芯與外界環境形成電容，這樣控製電纜的線芯就不會因環境中的電場變化而產生充放電的現象，這樣就可以防止靜電幹擾的影響。
二是：屏蔽層采用一端接地，避免由電纜屏蔽層兩端產生的電位差使屏蔽層內形成接地環流，造成設備誤動或損壞的現象。
控製電纜屏蔽層單端接地也存在問題：
單端接地方式適合長度較短的線路和電磁感應的幹擾不大的場合。靜電感應電壓有時會影響電路信號的穩定，還比較容易形成天線效應。
2. 控製電纜屏蔽層兩端接地的的優點
一是：當控製電纜由磁通包圍時，將會感應出屏蔽電流在控製電纜屏蔽層中，這樣屏蔽電流就會產生磁通可以抵消由磁通對電纜線芯的影響。若是屏蔽效果理想，在兩種磁通共同作用下，就會使被屏蔽層完全包圍的控製電纜線芯中的磁通為零，屏蔽層產生力一個理想的法拉第籠。
二是：電纜屏蔽層的兩端接地，可以降低由於大地電位升高產生暫態感應電壓。當雷電通過避雷器引入到地網，使接地係統中的衝擊電流增大時，就會在係統中產生暫態的電位波動，與此同時接地網的視在接地電阻也將升高。當電纜在上述電位升的區域敷設時，電纜就會因為電位的波動而受到幹擾。
3. 控製電纜的屏蔽層兩端接地也存在一定的問題
一是：當接地係統中出現短路電流或者雷擊電流時，因電纜屏蔽層兩端的電位不同，就會在屏蔽層內流過電流，會產生額外的衝擊和幹擾電壓；
二是：當電
纜屏蔽層內流過電流時，就會對每個線芯將產生幹擾信號，若果電纜芯在強電回路上時這樣就因電纜屏蔽層中的電流產生的幹擾信號影響就不大。