屏蔽電纜的平衡特性較差,因此良好的屏蔽完整性和良好的接地對(duì)屏蔽電纜來說是非常重要的。屏蔽接地是為防止電氣設(shè)備因受電磁干擾,而影響其工作或?qū)ζ渌O(shè)備造成電磁干擾的屏蔽設(shè)備的接地。
采用帶屏蔽層的控制電纜,且屏蔽層在開關(guān)場(chǎng)和控制室兩端同時(shí)接地,是來通用的一種有效的二次回路抗電磁干擾措施。由IEEE變電所專委會(huì)工作組與繼電器環(huán)境分專委會(huì)工作組提出的“變電所中控制與低壓電纜系統(tǒng)的選擇和安裝”文件中,專門有一節(jié)“控制電纜的金屬屏蔽能降低感應(yīng)暫態(tài)電壓”談到相關(guān)問題:“*帶屏蔽的控制電纜將屏蔽層在兩端接地。必須特別保持屏蔽的完整性,拆斷或分開屏蔽將*地降低屏蔽效率;如果屏蔽只在一端接地,在非接地端的包皮對(duì)地將可能出現(xiàn)很高的暫態(tài)電壓。”
控制電纜屏蔽層兩端接地的的優(yōu)點(diǎn)是: ①當(dāng)控制電纜為母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通所包圍時(shí),在電纜的屏蔽層中將感應(yīng)出屏蔽電流,由屏蔽電流產(chǎn)生的磁通,將抵銷母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通對(duì)電纜芯線的影響。假定屏蔽作用理想,兩者共同作用的結(jié)果,將使被屏蔽層*包圍的電纜芯線中的磁通為零,屏蔽層形成了一個(gè)理想的法拉第籠。這也和帶有二次短路線圈的理想變壓器一樣,鐵芯中的磁通將為零。當(dāng)然,屏蔽層的屏蔽作用,由于各種原因,不可能*理想,因此,被屏蔽的芯線在母線暫態(tài)電流的作用下,仍然會(huì)感應(yīng)出一定的電壓。 ②屏蔽層兩端接地,可以降低由于地電位升產(chǎn)生的暫態(tài)感應(yīng)電壓。
當(dāng)雷電經(jīng)避雷器注入地網(wǎng),使變電所地網(wǎng)中的沖擊電流增大時(shí),將產(chǎn)生暫態(tài)的電位波動(dòng),同時(shí)地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時(shí)升高。對(duì)變電所地電位升的測(cè)定結(jié)果說明,與正常交流電阻相比,地電阻常常增大10倍以上。當(dāng)?shù)蛪嚎刂齐娎|在上述地電位升的附近敷設(shè)時(shí),電纜電位的波動(dòng)而受干擾。因此,接地浪涌電流引入的地電位升將可能對(duì)低壓控制回路的絕緣配合帶來嚴(yán)重影響。
為了定量地估計(jì)當(dāng)雷電注入變電所地網(wǎng)時(shí)在控制電纜纜芯中引起的暫態(tài)感應(yīng)的數(shù)量,在30個(gè)變電所中進(jìn)行人工注入地網(wǎng)較小沖擊電流(100~4000A)時(shí)測(cè)定的電壓情況。測(cè)定了兩種電纜屏蔽情況下的暫態(tài)電壓,一是無金屬屏蔽的電纜,二是有金屬屏蔽且兩端接地的電纜。試驗(yàn)證明采用兩端接地的屏蔽電纜,可以將暫態(tài)感應(yīng)電壓抑制為原值的10%以下,是降低干擾電壓的一種有效措施。 因此:屏蔽電纜的屏蔽層有兩種接地方式,即兩端接地和一端接地。一端接地時(shí),屏蔽層電壓為零,可顯著減少靜電感應(yīng)電壓;兩端接地使電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)縱向電流,該電流產(chǎn)生一個(gè)與主干擾相反的二次場(chǎng),抵消主干繞場(chǎng)的作用,顯著降低磁場(chǎng)耦合感應(yīng)電壓,可將感應(yīng)電壓降到不接地時(shí)感應(yīng)電壓的1%以下。
屏蔽電纜的屏蔽層兩端接地存在以下兩個(gè)問題: ①當(dāng)接地網(wǎng)上出現(xiàn)短路電流或雷擊電流時(shí),由于電纜屏蔽層兩點(diǎn)的電位不同,使屏蔽層內(nèi)流過電流,將引起額外的沖擊或干擾電壓。 ②當(dāng)屏蔽層內(nèi)流過電流時(shí),對(duì)每個(gè)芯線將產(chǎn)生干擾信號(hào),但電纜芯所在回路為強(qiáng)電回路因而屏蔽層電流產(chǎn)生的干擾信號(hào)影響較小。 但對(duì)應(yīng)用于繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路的屏蔽電纜,由于其輸入和輸出均有一端在開關(guān)場(chǎng)的高壓或超高壓環(huán)境中,電磁感應(yīng)干擾是主要矛盾,防止暫態(tài)過電壓,故繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)程規(guī)定屏蔽層宜在兩端接地。