mkvv礦用控制電纜接地方式問題的提出和原因分析

2017年10月30日 14:10天津市電纜總廠橡塑電纜廠點擊量：951

　　雷電是一種強烈的大氣過電壓，損壞設備可分為兩種情況，一種是受雷電直擊，直擊站內(nèi)設備概率很低；絕大多數(shù)損壞為感應造成，通過耦合二次回路感應干擾電壓等途徑對設備產(chǎn)生間接的有害影響。連接導線與設備的電纜端口是電磁干擾的主要傳播途徑，以電源線、接地線、信號線等方式傳播。通過檢查發(fā)現(xiàn)：電源線串有抗干擾低通濾波電容，電源模塊采用的是高頻開關(guān)，外殼金屬接地線及保護接地均完好，初步懷疑是由信號控制線引入的。經(jīng)過現(xiàn)場進一步察勘：電纜溝內(nèi)未采取多路分層的敷設方式，由于場地限制使眾多控制電纜密集的排列于電纜溝內(nèi)，且電纜溝內(nèi)控制電纜與接地線、固定電纜的鋼筋緊貼在一起，并且控制屏蔽電纜未采取接地措施。據(jù)現(xiàn)場運行人員測量，雷擊過后控制電纜的屏蔽層電壓達200 V。因此，得出結(jié)論：升華熱電廠內(nèi)微電子設備眾多，各種線路、電纜錯綜復雜并且大多敷設于電纜溝中與地線緊貼，當控制電纜與接地線在同一條電纜溝布置時，地線遭受雷擊后會在周圍產(chǎn)生強烈的電磁場使控制電纜纜芯間及芯地間產(chǎn)生感應過電壓，從而誤發(fā)信、誤動作，嚴重的甚至損壞微機保護設備。

　　變電站的主要干擾傳播途徑

　　變電站的電磁干擾(EMI)途徑按介質(zhì)分為傳導性干擾和輻射性干擾兩大類。傳導性干擾是指通過電源線路、接地線和信號線傳播的干擾；輻射性干擾是指通過空間傳播的干擾。按性質(zhì)又可分為電容耦合、電感耦合。電磁干擾以電磁場的形式存在，主要通過電場、磁場、電磁場等途徑對信號傳輸線及設備信號產(chǎn)生影響。

　　1.電容耦合

　　由于電氣設備間存在著分布電容，變電站高壓母線及設備上的電壓通過分布電容在控制電纜系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾電壓。

　　電壓愈高，產(chǎn)生的電容耦合強度愈強，高壓部分距離二次設備愈近，其電容耦合強度愈強。

　　2.電感耦合

　　變電站高壓母線等一次設備流過交變的電流，將在控制電纜敷設空間產(chǎn)生交變的磁場，由于磁場的變化，就會在控制電纜中產(chǎn)生感應電壓。干擾電壓的大小由互感的大小來決定，由一次設備與二次電纜的相互間空間位置來決定。

　　在生產(chǎn)實際中，各種干擾源對二次回路的耦合方式是非常復雜的，同一干擾源往往會以多種干擾方式作用于二次回路。根據(jù)不同的干擾源，采取相應的抗干擾措施，總結(jié)抗干擾的經(jīng)驗，逐漸達到變電站電磁兼容的要求。

　　屏蔽電纜的作用及屏蔽層接地方式比較

　　目前大多變電站采取的防護電磁干擾手段是采用屏蔽電纜?？刂?、信號電纜多用帶鍍層的細銅絲編織層構(gòu)成的編織層，屏蔽層一般能覆蓋90%。針對變電站一次設備對二次控制電纜的干擾，目前我們主要采用的抗干擾方法是電纜屏蔽層接地，有兩種方式：電纜屏蔽層一端接地；電纜屏蔽層兩端接地?，F(xiàn)對兩種抗干擾方式特點及適用條件加以討論。

　　1.防止電容耦合

　　不接地的屏蔽層對電場干擾沒有屏蔽作用，而一端接地和兩端接地的屏蔽層對電場的屏蔽效果是一樣的。如果屏蔽層接地良好，則電場終止于屏蔽體直接耦合到地。

　　屏蔽電纜的金屬屏蔽層具有靜電屏蔽作用，使一次線高壓電源的強電力線終止于金屬屏蔽，內(nèi)部的電場強度為零，從而使處于屏蔽層內(nèi)的芯線免受外部強電場的干擾影響。從靜電屏蔽的角度出發(fā)，為了使屏蔽層表面是一個固定的等電位面，應將屏蔽層一端接地。

　　2.防止電感耦合

　　屏蔽層兩端接地時，可以有效地抑制電磁感應。

　　I1在電纜芯線上產(chǎn)生的感應電勢為E 21 = jωM12I1

　　I1在屏蔽層上產(chǎn)生的感應電勢為Em = jωM1mI1

　　屏蔽層一端接地時，在屏蔽層上有感應電壓，但未構(gòu)成回路，屏蔽層上沒有電流流過，不改變空間磁場分布。

　　對二次電纜線芯上由電感耦合產(chǎn)生的感應電壓沒有影響。

　　屏蔽層兩端接地時，則屏蔽層流過的感應電流為Im = E m/(jωLm + Rm)

　　Im在二次電纜芯線上產(chǎn)生的感應電勢為E 2m = jωM2mIm

　　二次電纜芯線上產(chǎn)生的感應電勢E2 = E 21-E 2m

　　屏蔽層中流過的感應電流是由外界電磁場感應產(chǎn)生的，其實際作用是抵消外界電磁場的干擾。因此電纜屏蔽層兩端接地，可以有效地抑制電磁感應。

　　mkvv礦用控制電纜屏蔽層接地方式要根據(jù)變電站具體環(huán)境、條件進行具體分析，采取相應方式實施，并采用減小金屬屏蔽層的直流電阻和帶高導磁率的金屬鎧裝層電纜及緊湊合理的結(jié)構(gòu)，在一個良好的接地網(wǎng)中采取均壓、分流等配套措施為有效消除干擾，提供可靠保證。

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