屏蔽电缆屏蔽层接地方式的设计需综合考虑信号频率、电缆长度、干扰水平及系统要求,常见设计方式及要点如下:
一、单端接地设计
适用场景:
低频信号(<1MHz)传输,如模拟信号。
长度较短的线路,电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。
设计要点:
在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地,另一端不接地或通过保护接地。
利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。
避免多点接地,防止地电位差形成地电流。
优势与局限性:
优势:简单易行,能有效避免低频电场干扰。
局限性:在长距离传输或干扰较强时,可能无法完全消除干扰,导致信号失真。
二、双端接地设计
适用场景:
高频信号(>1MHz)传输,如数字信号或差分信号。
需要增强屏蔽效果,减少辐射干扰的场景。
设计要点:
将屏蔽电缆的金属屏蔽层的两端均连接接地。
确保两端接地电阻一致,避免形成地环流。
在连接器和屏蔽罩之间保持金属-金属连接,使用环型(360°)屏蔽环和金属连接器,以保证低阻抗连接到地。
优势与局限性:
优势:能显著降低屏蔽层阻抗,提高屏蔽效率,有效抑制高频干扰。
局限性:若两端接地电阻不一致,可能形成地环流,对信号产生抵消衰减效果。
三、其他接地设计方式
多点接地:
适用场景:在长距离传输或需要进一步降低接地阻抗的场景中,可采用多点接地方式。
设计要点:在屏蔽电缆的多个位置设置接地点,确保每个接地点之间的阻抗较小。
注意事项:需避免形成地环流,确保每个接地点的电位相等。
混合接地:
适用场景:当信号包含高、低频率成分时,可采用混合接地方式。
设计要点:用实际的电容(如47nF)取代寄生电容,形成组合或混合接地。在低频时,电容的阻抗很大,相当于单点接地;在高频时,电容的阻抗很小,相当于多点接地。
四、设计注意事项
低阻抗接地:
屏蔽层接地应具有低阻抗特性,以确保屏蔽层能够有效地引导干扰电流。
减少电阻、电感和电容对信号的影响,提高传输性能。
良好的接地连接:
屏蔽层应与大地建立牢固、可靠的接地连接。
接地点应选择在电缆靠近设备的地方,避免过长的接地线路,减少接地电阻。
防止接地回路和地环流:
屏蔽层接地应避免与其他设备的接地回路产生干扰。
接地点的选择应避免与其他设备的接地点重叠,减少接地回路的发生。
在双端接地时,需确保两端接地电阻一致,避免形成地环流。
等电位处理:
在安装布线时,应将现场与传动控制系统有关的一切装置的金属外壳用导体大面积连接在一起,让所有的机柜、机箱、操作台、主机等电位相等。
在此基础上,找一个最大面积的导体做接地点,将其接大地。

