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关于电力系统变电站电缆电磁干扰屏蔽技术探讨 　　摘要: 伴随电力系统技术的不断发展，目前国内外对于控制电缆屏蔽层采用一端接地还是两端接地仍存在很大的争议，变电站中的电磁干扰对二次电缆运行有较大影响,本文通过比较不同接地方式下干扰的影响, 提出变电站内控制电缆应采用屏蔽层两端接地的方式。 　　关键词:电力系统；接地干扰； 屏蔽电缆接地； 一端接地；两端接地； 　　前言： 　　目前变电综合自动化装置大多数实现了微机自动控制, 它们以通信网络技术为基础, 把各种继电保护装置及自动装置与RTU 和调度端连接起来, 使变电站实现高质量、高速度、高灵活性和低成本的生产管理。但由于变电站的特殊环境, 如强电磁场等众多因素的影响, 使变电站的二次设备容易受到各种各样的干扰, 为提高其运行的安全和工作的可靠性, 在设计变电站时就需要考虑周全, 根据不同的干扰源, 采取相应的抗干扰措施, 达到变电站电磁兼容的要求。 　　变电站由于雷击、开关操作、故障等原因, 在一次回路里会出现暂态过程( 过电压) 。这种一次回路里的暂态过程会通过各种传递途径传递到二次回路, 这将可能干扰二次回路的正常工作( 造成保护误动作) , 甚至破坏二次设备。因此在高压变电站中, 所有用于连接由开关场引入控制室继电保护设备的电流、电压和直流跳闸等可能由开关场引入干扰电压到继电保护的二次回路, 都应采用带屏蔽层的控制电缆。高压变电站内为抑制电磁干扰而采用屏蔽控制电缆, 其屏蔽层如何正确接地对降低外部电磁场的干扰水平起着重要作用。二次电缆的屏蔽层采用1 端接地还是2 端接地目前仍然是一个有争议的问题。 　　一、接地方式分析 　　由于两根平行导线之间的电场耦合会产生干扰, 如图1 所示, 设其中一根为屏蔽电缆, 并接在敏感电路中。则导线1 对屏蔽电缆屏蔽层的耦合电容为C2S , 而屏蔽层对内导线的耦合电容为C1S , 屏蔽层对地的耦合电容为CSE 。可见, 导线1上的骚扰电压V 会通过C2S 耦合到屏蔽层上, 再耦合到芯线上。如果屏蔽层接地, 被短路, 则通过被屏蔽层短路至地, 不能在耦合到芯线上, 从而起到了电场屏蔽的作用。屏蔽层的接地点通常选在屏蔽电缆的一端, 称单端接地; 或者在屏蔽电缆的两段, 称为两端接地。如果屏蔽层不接地, 由于其面积比普通导线大, 耦合电容也大, 产生的耦合量也大, 将比不用屏蔽电缆时产生更大的电场耦合。显然屏蔽电缆及屏蔽接地网的使用是有效和必须的。下面进一步通过一端接地和两端接地比较,分析其优劣。 　　 　　图（1）平行导线耦合示意图 　　1.1 一端接地 　　考虑电磁感应影响, 在这种情况下, 导线1 表皮上的感应电压V 通过耦合电容CS2耦合到导线2, 通过导线2 的屏蔽层接地, 故干扰与电压V 无关, 问题在于电流I 引起的磁通Φ。如图1 所示,ABCD 构成了闭合回路。由于磁通与该回路连接, 故在该回路产生电压e:假设两端接地, 回路ABCD 中电阻为RS , 感抗为L S , 故回路中感应电流为IS 　　 　　显然, 若ABCD 回路中只有一点接地, 即只有AB 接地, 或只有CD 接地, ABCD 回路即不存在, e 就趋于零, 这就是一端接地原则。 　　1.2 两端接地 　　两端接地即ABCD 都接地时, 等效电路图见图（2） 　　 　　图 (2) 两端接地等效图 　　设US 是骚扰电压源, 电流I 1 流过芯线, 如图3 所示, L S和RS 分别为屏蔽层的电感和电阻。如果屏蔽层不接地或只有一端接地, 屏蔽层上无电流通过, 电流经地面返回, 屏蔽层不起作用。当屏蔽层两端接地, 接地点为A 点和B 点, I 1 在A 点将分两路到达B 点, 再回到源端, 屏蔽层中的电流I s 为 　　 　　式（3）中， 为屏蔽层截止频率。当ωraquo;ω0时, I S = I 1 , IG = 0, I 1 几乎全部经由屏蔽层流回源端, 屏蔽层外干扰产生的电流大小相等, 方向相反, 因而互相抵消, 抑制了骚扰源的向外辐射。所以对于变电站的低频干扰而言, 屏蔽电缆对于外来电磁场的屏蔽作用主要是利用外皮上的感应电流产生二次场来抵消干扰源一次场的作用。当屏蔽电缆一端接地时, 不存在屏蔽回路, 外皮上将没有感应电流, 无法起到对低频干扰的屏蔽作用, 所以应当两端接地。屏蔽层两端接地时, 电缆的屏蔽层与接地网构成闭合回路, 干扰磁通在这一闭合回路中感应出的电流可产生反向磁通, 从而减弱了干扰磁通对芯线的影响。同时, 减小屏蔽回路的纵向阻抗及接地电阻, 屏蔽回路的阻抗愈小, 回路内的感应电流愈大, 屏蔽效果就愈明显。 　　二、应用实例分析 　　目前变电站都布有独立的二次屏蔽接地网,供控制电缆屏蔽层接地及微机接地用。