屏蔽电缆接地产生的电场屏蔽

屏蔽电缆作为电磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制电磁干扰。采用屏蔽的电缆，一方面可以有效的抑制空间电磁场对传输线的影响，避免通信失效，噪音增大，传输误码，信号误差等现象；另一方面也可以降低电缆内传输信号对外的电磁辐射，减小对周围电磁环境的污染，防止信息的泄露和失密。屏蔽电缆的屏蔽层只有在接地以后才能起到屏蔽作用。

 

1.屏蔽层接地产生的电场屏蔽

由于两根平行导线之间的电场偶合会产生窜扰,如图 1 所示，设其中一根为屏蔽电缆，并接在敏感电路中。则源电路导线对屏蔽电缆屏蔽层的偶合电容为 C2S，而屏蔽层对内导线的偶合电容为 C1S,屏蔽层对地的偶合电容为 CSE。可见，源导线上的骚扰电压V 会通过C2S偶合到屏蔽层上,再通过偶合到芯线上。如果屏蔽层接地,被短路，则通过被屏蔽层短路至地，不能在偶合到芯线上,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。如果屏蔽层不接地,由于其面积比普通导线大,偶合电容也大，产生的偶合量也大,将比不用屏蔽电缆时产生更大的电场偶合,这是需要注意的。此外,当频率较高或电缆较长时,还应每隔λ/10（λ为骚扰信号的波长）的距离接一次地。

2 .屏蔽层接地产生的磁场屏蔽

2.1 一点接地原则（单端接地）

考虑电磁感应。这种情况下，与电压V 无关,问题在于电流I引起的磁通Φ。如图1 所示,将 A 点与C 点、B 点以及D 点分别用线连接起来,显然,这样就构成A B C D 的回路。由于磁通 与该回路连接,故在该回路产生电压e：

（2.1.1）

式中,为与回路连接的磁通,A B 越长或 A C 、B D 的长度越长， `就越大,e 也随之变大。设由于该电压 e 而回路通过电流Is,Is故当然通过屏蔽。设屏蔽的电阻为 Rs,感抗为 Ls，则电流 Is为：

（2.1.2）

由于篇幅关系,推导过程从略。由于Is,也既由于e 而使内导体,即导体 1 两端产生电压 e1：

（2.1.3）

若频率变高,则。为消除 e1,就应该避免组合回路。就图1 而言,有效利用A C 或B D ,断开其中的一方，就能避免形成回路。若不形成回路,则e1便等于零，也就不存在噪声的偶合。这就是*的“一点接地原则。

2 .2 两点接地原则（双端接地）

设屏蔽层中流有均匀的轴向电流 Is,如图 2 所表示。则磁力线在管外，屏蔽层电感可表示为：

（2.2.1）

式中， 为 Is产生的全部磁通。由于磁通同样包围着芯线。根据互感的定义，屏蔽层和芯线之间的互感应为：M =/Is （2.2.2）故M =Ls （2.2.3）设US是骚扰电压源，电流I1流过芯线，如图3 所示，LS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，I1在 A 点将分两路到达 B 点，再回到源端，屏蔽层中的电流 I1为：

（2.2.4）

由上式（2.2.3）中 M = LS,则有：

（2.2.5）

式中,为屏蔽层截止频率。当时,ISI1，IG0,I1几乎全部经由屏蔽层流回源端,屏蔽层外由和回流产生的磁

场大小相等,方向相反,因而互相抵消,抑制了骚扰源的向外辐射。至 于 什 么 时候采用一点接地（单端接地）还是两点接地（ 双端接地）,这就要看使用者是想要抑制空间电磁场对传输线的影响；还是降低电缆内传输信号对外的电磁辐射。