时间：2023-11-15 22:14:55
关键词屏蔽静电屏蔽电磁屏蔽磁屏蔽
Abstract This text combines electromagnetic compatibility with the rudimentary knowledge of shielding technology, has explained the mechanism and classification of shielding technology in EMC. Using the project has very great practical value and directive significance.
Keywordsshielding, electrostatic shielding, electromagnetic shielding, Magnetism shielding
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
屏蔽是抑制以场的形式造成的电磁干扰，是提高电子、电气设备或系统电磁兼容性的重要手段之一。电磁屏蔽有两个主要目的，即将辐射电磁能限制在规定的区域内和防止辐射电磁能进人规定的区域。屏蔽的作用是通过采用屏蔽体包围区域形成电磁隔离来实现的。磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。本文就是从电磁兼容角度出发详细介绍了屏蔽技术的机理、分类及应用。
一．概述
屏蔽设计之前总体指标的分配至关重要，有30dB与70dB准则之说：一般而言，在同一环境中的一对设备，骚扰电平与抗扰度之差小于30dB，设计阶段可不必专门进行屏蔽设计；若两者之差超过70dB，单靠屏蔽已难保证两者兼容，即使能达到指标，设备成本将急剧增加。较为可行的办法是总体指标或方案做出适当调整；在30~60dB之间，则是屏蔽设计的常用期望值。
屏蔽要求高于上述期望值时，最常用的措施是整体屏蔽之后内部再加第二重屏蔽。
二．屏蔽效能
所谓屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离。因此，从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量，由于施行了屏蔽而被抑制到级微量。这种抑制效果称为屏蔽效能或屏蔽插入衰减，用分贝表示，即对某一空间屏蔽后的场强，比屏蔽前的场强降低了多少分贝。令空间某点在没有屏蔽时的场强为或，设置屏蔽后该点的场强为或，于是屏蔽效能S为
或(1.1)
屏蔽效能是频率和材料电磁参数的函数。电磁屏蔽效果的大小，不仅与屏蔽材料的性能有关，也与辐射源的距离、辐射功率密度或场强、辐射频率及屏蔽形式等因素有关。
屏蔽效能是评价屏蔽性能好坏的一项重要指标。
三．屏蔽的分类
根据作用机理不同，屏蔽分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽。这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆.
3．1静电屏蔽
在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础.静电屏蔽用来防止静电偶合产生的感应。屏蔽壳体采用高导电率材料并良好接地，以隔断两个电路之间的分布电容偶合，达到屏蔽作用。静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。
以屏蔽导线为例，说明静电屏蔽的原理。静电感应是通过静电电容构成的，因此，静电屏蔽是以隔断两个电路之间的分布电容。所谓静电感应，如图1示，既两条线路位于地线之上时，若相对于地线对导体1加有V的电压，则导体2也将产生与V成比例的电V。也就是如图1示，由于导体之间必然存在静电电容，若设电容为C、C和C，则电压V就被C和C分为两部分，该被分开的电压就为V，可用下式加以计算；
(2.1)
图1静电感应
控制电压V的就是静电屏蔽。
如图2 A所示，在图1示的导体1和2之间加入接地板便可构成静电屏蔽。这样，在接地板与导体1、导体2之间就产生了静电电容C和C。构成图3 B那样的等效电路，增加了对地静电电容，消除了导体1、2之间直接偶合的静电电容。按示2.1，由于C=0，故与V无关，V=0。这就是静电屏蔽的原理。
A.静电屏蔽B.等效电路
图2静电屏蔽的结构
3．2电磁屏蔽
电磁屏蔽的机理就是电磁感应现象。在外界交变电磁场作用下，通过电磁感应屏蔽壳体内产生感应电流，而这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界电磁场，产生屏蔽效果。因此，电磁屏蔽较适用于高频。低频时感应电流小，屏蔽效果差；应保证屏蔽壳体各部分具有良好的电气连续，使感应电流能在壳体中流畅，以便产生足够大的感应电磁场来抵消外界电磁场，否则将影响屏蔽效果。
所谓电磁感应，即回路与回路之间的电磁偶合。其原理如图3所示。当电流i、i通过导线1和2时，若分别构成回路，则相互之间就产生电磁偶合。所谓偶合，即在导体2流过i的成分，在导体1又流过i成分。对导体1来说，i为不需要的电流，因此，它只能是对i的噪声成分。
图3电磁感应
由于电磁屏蔽需遮断磁场Φ和Φ。只要在其中间装入磁板，回路1与回路2之间的磁通便不相连接，这样即可完成屏蔽。但是，实际上，在防骚扰措施上很少采用装入磁性材料的方法来进行屏蔽。这是因为适当的带状高性能磁带比较昂贵的缘故。真正有效而实用的办法是尽可能避免组成回路。
以上谈到的屏蔽问题，重要的是要分清骚扰究竟是源于电压还是起源于电流。必须按照不同的情况来决定采用静电屏蔽还是采用电磁屏蔽。
3．3低频磁屏蔽
对于近处频率很低的磁场骚扰源（AC或DC电源线、电源变压器、马达、继电器等），为了保护对磁敏感设备的正常工作，磁旁路是另一种很有效的屏蔽方法，如图4所示
图4磁旁路
在这里，为磁场提供一条磁阻很小的通路，将磁力线约束在这条低磁阻通路中，使敏感器件免受磁场的骚扰。可以得出如下结论：
a).低频时，高导磁率材料的磁屏蔽效能高于高导电性材料，但当频率较高时，高导电性材料的磁屏蔽效能可能高于高导磁率材料。高频时高导电性材料具有较高的屏蔽效能，其原因是：频率升高，磁导率降低，波阻抗升高，反射损耗增加；因此，增加屏蔽效能的方法是：将高磁导率材料表面涂覆高导电性材料；
b).低频磁场屏蔽可使用高导磁率合金构成磁路，以短路磁力线；
c).磁屏蔽效能与材料的厚度、磁导率成正比、与屏蔽体其他尺寸成反比；
d).磁场很强时，要使用多层屏蔽，以防止磁饱和；
e).机械加工会降低高导磁率材料的屏蔽效能，热处理后可恢复；
f).高导磁率材料的磁导率与频率有关，一般只用于1kHz以下；
g).高导磁率材料的加工有特殊要求，要按照厂家的规范进行加工，最好使用厂家加工好的产品。
四．屏蔽的工程措施
工程实际中，考虑到制作的方便及成本等，可以采用多种屏蔽形式来达到一定的屏蔽效果。
4.1多层屏蔽
当要求屏蔽强电场或强磁场，或者同时要求屏蔽强电场和强磁场时，可以采用多层屏蔽。多层屏蔽有3种组合：（1)兼有电屏蔽和磁屏蔽的组合屏蔽；(2)多层电屏蔽；(3)多层磁屏蔽。
如前所述，反射衰减取决于屏蔽体的波阻抗。因此反射衰减要求各层屏蔽体之间不能直接连接或接触，而要间隔一些小空间，这个小空间可以是空气或其它介电材料。而多层屏蔽体总的吸收衰减则与多层屏蔽体总的厚度有关。
对于多层电屏蔽或者兼有电屏蔽和磁屏蔽的组合屏蔽，其总的屏蔽效果等于每层屏蔽效果之和。但对于多层磁屏蔽来说，虽然总的屏蔽效果也等于各层屏蔽效果之和，但由于各层的屏蔽效果并不完全相同，为了有效地增大磁屏蔽效果，要对各层磁屏蔽材料进行组合，使各层屏蔽材料都工作在非饱和状态。
2.2薄膜屏蔽
现代电子、电气设备广泛使用美观、轻便、成本低的塑料外壳。但塑料外壳的缺点是对射频干扰没有屏蔽能力，并存在静电积累效应。为此可在壳体上涂敷导电涂层。当涂层的厚度小于涂层中电磁波波长的1/4时，称这种屏蔽为薄膜屏蔽。
薄膜屏蔽的屏蔽层很薄，故吸收衰减很小，其屏蔽效果主要取决于反射衰减。值得注意的是，由于屏蔽层很薄，反射次数大大增加，多次反射的相位接近而使能量相互叠加，多次反射衰减可能出现负值，从而使总的屏蔽效果有所降低。
2.3编织屏蔽
用金属材料编织的屏蔽体，其屏蔽效果随编织密度而增加，随入射波频率升高而减小。在低频磁场中，屏蔽效果还随材料导磁率的增加而增大。大多数电缆的屏蔽层，都是用不导磁的金属丝编织而成的。因此，对磁屏蔽的效果很小。由于编织物存在缝隙，覆盖物的有效面积将会减小。为了使编织屏蔽达到一定的屏蔽效果，一般要求编织物有效面积为屏蔽面积的85%以上。同时要求编织线纹对电缆轴线的倾斜角在10~ 40之间。带有钢带恺装的电缆，除了保护电缆外，还能够提高屏蔽效果。将电缆穿入铁管并埋于地下，两端与接地网连接是最简单也是最好的屏蔽措施。
2.4面板孔的屏蔽
实际的屏蔽体由于各种原因或需要，其上面一般都有各种孔隙，引起导电不连续，产生电磁泄漏，严重影响屏蔽体的屏效。因此屏蔽设计的关键是采取措施抑制孔缝的电磁泄漏。
由于表计、观察等需要在屏蔽体上开孔时，可以采用屏蔽窗进行屏蔽:即将金属网夹在两层聚丙稀或玻璃之间;或在玻璃上镀导电涂层。在8kHz~1.5GHz频率范围内，屏效可达到80dB以上。
通风散热孔可选用结构简单、成本低的金属丝网、金属珊格等进行屏蔽。如:用0.4mm铜丝编织的铜丝网，在1~100MHz频率范围内，屏蔽效果约为60dB。但频率再高时，屏效将大大降低。当频带较宽或孔眼尺寸较大较深(如操作杆孔、门、窗等)时，可以采用截止波导结构来抑制电磁泄漏。根据波导衰减器的原理，设计孔洞的尺寸及按要求的屏蔽效能计算波导管的长度，把孔洞设计成圆形或矩形的波导衰减器，在理论上可以得到80~100dB的屏蔽效果。六角形波导管及其组成的蜂窝状结构的屏蔽体，在相同面积上将较大的孔变为孔径较小的多孔阵列，屏蔽效能大大提高。当六角形孔深有一定长度时，对一定的频率能起到波导衰减器的作用。作为通风孔使用时，机械强度高、通风散热好。当需要高频屏蔽，金属网屏蔽效能下降时，可选用蜂窝板屏蔽。
2.5接缝处的屏蔽
对屏蔽壳体上的缝隙，理想的方法是采用焊接工艺密封。对于装配、维修、加料等需要而产生的非永久性缝隙，通常采用螺钉紧固连接，但接缝处的配合表面不平整或变形，将导致不允许的电磁泄漏。使用导电衬垫填塞在接缝中间的方法，可以在不提高接合面加工精度的情况下，使接缝具有较高的电磁屏蔽能力。对导电衬垫的基本要求是:良好的导电性与耐腐蚀性、一定的弹性和机械耐磨性。对于经常需要开关的门窗，经常需要拆装的机箱或盖板，可使用指簧衬垫。弹性指簧不但能保持接触面的屏蔽完整性，而且能为穿过面板的金属旋转轴提供接地通路。其还具有寿命长、弹性大、抗机械冲击能力强的特点。一个质量优良而且配合紧密的指簧，在100kHz~10GHz或更宽的频段内，其屏效可以达到100dB以上。
五．屏蔽设计要点
a)采用良导体(如铜、铝等材料)制成的实芯型屏蔽体，对电磁波各个频率的能量都有很大的反射衰减，故适用于屏蔽高阻抗电场。其厚度一般由机械强度来决定，若要兼顾屏蔽磁场，则要增大厚度。
b)采用高导磁(如铁、不锈钢等材料)制成的屏蔽体，对电磁波能量的吸收衰减很大。适用于屏蔽低阻抗磁场。但高频时铁损增大，故适用于屏蔽低频磁场，也可以用来屏蔽电场。
c)当要屏蔽电场，又要屏蔽磁场时，可以采用多层屏蔽的组合方式。
d)对于永久性通风孔、门窗等，采用波导衰减器的原理进行设计，用导电玻璃、金属丝网等屏蔽材料进行结构或装饰处理，可以得到一定的屏蔽效果。
e)为了避免电磁泄漏，屏蔽金属板的连接要紧密接触。永久性缝隙宜用连续对焊或搭接焊，不宜用点焊。当接缝采用卷边压接时，也宜每隔5cm点焊一次。当焊接难以密封或活动缝隙(如门窗等)时，可使用电磁密封衬垫。
f)屏蔽材料和结构，除达到一定的屏蔽效果外，还要考虑防腐特别是电化学腐蚀。
g)电缆的屏蔽效果除了与屏蔽形式有关外，还应正确选择电缆的敷设路径和接地方式。
参考文献：
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随着多业务传输平台技术(mstp)逐步成熟并在城域网中得到推广，我国的“三网合一”通信网络的建设已提上日程。目前数字通信网络技术可概括为两类：移动通信技术和永久链路通信网络技术。在光纤端口不能与终端设备实现连接的前提下，通信电缆将承担着支持上述通信技术的综合业务。采用屏蔽技术的数字通信电缆凭借对电磁场的优化，可以支持0—65ghz频段的通信，使通信电缆在“光进铜退”的时代背景下依然应用于大容量、高频率、高速率的下一代通信网络。
一、屏蔽技术及应用原理
屏蔽可有效地抵制以场的形式造成的干扰。屏蔽的原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，而这些作用是与屏蔽结构表面上和屏蔽体内感生的电荷、电流和极化现象密切相关。
按屏蔽的作用原理，电缆屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽等三种形式。静电屏蔽的作用是使电场终止于屏蔽的金属表面，并将电荷送人大地；静磁屏蔽的作用是使磁场限于屏蔽体内；电磁屏蔽的作用原理是电磁波在屏蔽体表面上的反射现象，以及屏蔽金属厚度内高频能量的衰减。
二、各种屏蔽结构的优缺点
(1) 单层铜丝编织。采用这种结构的电缆柔软性好，但抗干扰能力较差，生产效率低，用铜量高，导致成本也高。
(2) 铝塑复合薄膜和单层铜丝编织。其优点是电缆抗干扰能力强，柔软性好；但缺点是编织速度慢、生产效率低用铜量高，成本高，而且电缆单位长度的重量重，不利于安装施工。
(3) 一层铝塑复合薄膜和一根排流铜导线。其优点是电缆轻，柔软，安装方便。但屏蔽性能还不太理想，尤其随着时间推移或其他原因，由于排流导线与铝层接触电阻变化或铝塑复合薄膜定型不理想，往往会引起屏蔽效能的下降。故长期本文由收集整理使用可靠性差。
(4) 单层铝塑复合薄膜和稀疏编织铜编织层。相对于上述第2种结构(编织密度高编织层)而言，其优点是生产率可成倍提高，生产成本可大幅度下降，生产过程易控制，具有较好的屏蔽效能(相对于第1、第3种结构)。
三、分析影响屏蔽电缆的选择和应用的各种因素
（一）频率范围
频率范围是设计电缆屏蔽时首先考虑的参数。频率范围关系到电缆及其连接器采用高频屏蔽还是低频屏蔽。在音频系统中，在50～60hz频段需要对用电设备屏蔽。对于射频或静电放电，则在几十兆甚至更高的频率范围内都要求设计良好的屏蔽系统。
（二）电路阻抗
低阻抗工作电路意味着存在大电流，而大电流本身会产生较强的磁场(电感较高)；高阻抗工作电路意味着存在小电流，小电流本身会产生较强的电场(电容较高)。电路阻抗是选用屏蔽材料的另一个主要因素。
（三）电缆长度
电缆工作时最高传输频率的波长称为电缆传输波长。若在最高频率阶段，电缆的长度少于传输波长的二十分之一时采用低频屏蔽，但是若电缆长度大十传输波长的二十分之一，就需要采用高频屏蔽。可见，电缆在什么样的环境中以及如何接地都要受到电缆长度的影响。
四、数字通信电缆屏蔽技术的应用
（一）网状编织屏蔽
网状编织屏蔽在保持良好的柔韧性和抗挠寿命的同时，提供了超群的结构整体性。这种屏蔽对于降低低频电磁干扰是理想的选择。比起箔层屏蔽来说，网状编织屏蔽降低了环路阻抗。网状编织屏蔽在音频以及低频范围(0．03～10mhz)非常有效。通常，网状编织屏蔽覆盖越密，屏蔽效果就越好。
（二）组合屏蔽
组合屏蔽就是指采用多种屏蔽材料和屏蔽工艺的多层屏蔽。它们能够在整个频段实现最完善的屏蔽效果。箔层／网状编织屏蔽结合了箔层屏蔽磁场全覆盖与网状屏蔽整体性好、阻抗低等优点。组合屏蔽还有各种材料的箔层／网状／箔层、网状／网状或网状／螺旋等结构。
（三）接地保护
线路接地防护的目的是将过电压、电流的能量旁路入地，达到保护设备的效果。因此防护成功与否，还要看泻流是否有效，而泻流的成败，除了对防护器件的要求外，还要看接地系统的能力，所以接地也是电磁防护的重要内容。
为了提供能够长期保持低阻抗对地排流，地下部分接地体的设置应当考虑以下因素：土壤条件、接地体与土壤的接触面、接地信号的特性、接地体的长期效果。对于地上部分，应当考虑所设计的接地系统是固定的、连续的；所设计的载流量，应当满足所可能遭受的任何电流量；所设计的阻抗数值，应将地面上的建筑物或设备的电位，限定在规定的范围内。
（四）低频磁场
高导磁材料具有低磁阻，对磁通起着分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。当干扰电磁波的频率较低时，可采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体外部，防止扩散到屏蔽内的空间。数据电缆屏蔽主要针对外来电磁干扰。当频率低于10 mhz时，几乎任何屏蔽编织网都能发挥很好的屏蔽作用。当频率高于10mhz时，就要选用转移阻抗低的屏蔽，且屏蔽覆盖要在95％以上，以减少电磁泄漏。
五、结论与反思
关键词 通讯链路；电磁干扰；防护
中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）188-0054-02
现在，人类已经进入信息时代，信息通信的安全稳定越来越受到重视。现今由于大量的电力、电气设备的广泛应用，其工作过程中不可避免的会对周围的空间产生大量的电磁辐射，形成通信链路的干扰源。因此寻求通信链路电磁干扰防护的方法变得非常重要。通过有效的电磁干扰防护，可以很大程度上提高通信链路的电磁兼容性和稳定性[1]。
1 通信链路中的几种电磁干扰源
1.1 静电干扰
静电指带电体周围的电场强度大于介质的绝缘击穿场时，因介质电离而使带电体电荷消失的现象。静电发生过程具有电压高、能量低、r间短的特点。其电压通常在数千伏到上万伏。由于超高的电压，很容易对电子器件造成绝缘击穿，对设备产生巨大损害。尤其在电子通信系统中，信息记录媒体在高速运行过程中产生的静电对地放电产生噪声，会破坏通信设备的磁记录，对通信设备产生危害。
1.2 电力干扰
电力网通常为交流网络，在电力开关投切的过程中会引起强大的电流脉冲，会对外辐射大量电磁波，形成干扰源；大容量负荷的投入和切出也会引起电网电压波动，产生大量电磁辐射；电网三相电压瞬间失衡时会导致电压波形畸变，产生高次谐波，会严重影响通信线路。
1.3 机房内部干扰
由于通信设备采用大量的电子开关，而且开关开断频率很快，会引发快速脉冲电流变化，尤其是规模很大的通信机房，通信设备本身产生的电磁干扰要引起足够的重视。
1.4 自然环境干扰
很多自然现象都会对通信链路产生干扰，如雷电、太阳黑子和耀斑，这些干扰源能量强大，而且有很强的不确定性。尤其是雷电发生概率很大，能量很高，通常电压在上亿伏以上，电流达到几千安培，破坏程度很大。
2 电磁干扰防护的方法
2.1 良好接地
电磁波作为一种能量，在传输过程中，不会凭空产生和消失。通信设备良好的接地可以有效的将电磁波释放到大地中去，是通信链路中防护电磁干扰的最首要的措施。一般接地要求接地电阻尽量小，使电磁能量释放时间短，电荷迅速转移到大地中，有效保护通信设备和线路不受
损坏[2]。
在接地技术中，接地地线存在一定的阻抗，主要有电阻和电感两部分。接地阻抗的电感部分对高频通信设备产生影响，电阻对低频通信设备产生影响，因此可以采用多点接地方法减少电感的影响，采用加大地线横截面积的方法来减少接地线电阻值[3]。
2.2 屏蔽保护
屏蔽是利用导电材料阻挡和削弱交变电磁场向指定区域穿透。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感应的电荷、电流与极化现象密切相关。在通信领域，根据通信设备机房弱电系统的特点，可以将屏蔽体分配在通信设备、机房建筑和通信线路管道中。
2.2.1 通信设备屏蔽
在通信设备的屏蔽设计中，需要满足两个条件。一个是屏蔽体的导电连续性，第二个是不能有导体直接穿过屏蔽体。
一般的机箱会有很多开孔，如通风口，显示窗等，由于这些部件会导致机壳导电连续性下降，屏蔽体效能很低。通常情况下，屏蔽机箱的各个部分并不是完全接触的，不可避免会产生缝隙，缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽功能下降的主要原因，缝隙的阻抗直接决定了箱体屏蔽效能，阻抗越小，屏蔽效果越好。在机箱缝隙中，有接触部分和非接触部分，类似网状结构，接触部分相当于电阻，而非接触的空隙部分相当于电容，整个缝隙相当于很多电容和电阻的并联。在低频时，呈现直流特性，电阻分量起主要作用。高频时，呈现交流特性，电容分量起主要作用。两种阻抗形成电磁泄漏，导致机箱屏蔽效能下降。根据上述原理，可以利用以下措施减小缝隙电磁泄漏。
1）增加接触面的重合面积。
2）使用尽量多的螺钉紧固安装设备，提高导电性。
3）保持箱体表面清洁，可减少接触电阻。
4）利用电磁密封垫，尽量消除缝隙的非接
触点。
穿过机箱的导体对屏蔽效能的损害也很严重，可以采用以下方式处理：
1）利用带屏蔽层导线，与机壳相连接，相当于将屏蔽体延伸到导线端部。
2）对导线进行滤波处理，降低导线高频成分。
此外，机柜可采用集中摆放策略，使接地排尽可能靠近机柜，保证接地系统良好。
2.2.2 机房建筑防雷和屏蔽
机房的建筑材料一般为钢筋混凝土和金属框架，具有一定的导电性，这为电磁传递提供了一个良好的载体。如在发生雷击时，雷电的能量可通过建筑传播到室内中。一般防雷击的方法有安装避雷针、避雷天线、避雷感应器等，这些设备连接接地装置，深埋入大地中，能够将雷击产生的大量能量快速引导到地下。此外，在通信设备机房装修时，地面应该进行防静电处理，墙壁采用防静电铝塑板，机房地板采用导电性高的金属静电地板，形成屏蔽防护网，具有很好的屏蔽效果。
2.2.3 通信电缆的屏蔽
通常，通信电缆外部有管道保护，要在保护管两端做好接地措施，与等电位带相连接，尽量减少感应雷击的侵入，通信电缆埋地深度应在15m以上。各种线缆均要采用屏蔽措施，如硬金属导管、金属软管、金属丝网、栈桥均可以运用于通信线缆的屏蔽。在采取为减少屏蔽芯线的感应电压，在屏蔽层仅一端做等电位连接处理的情况下，应采取绝缘隔开的双层屏蔽，外屏蔽层应该在两端做等电位连接处理。
2.3 防强电干扰
当通信线路受到强电线路的感应影响时，可以通过采用金属护套电缆或者将电缆穿入钢管内的方法解决磁耦合，将电缆对地绝缘解决阻性耦合。最直接的方法是在通信线路的建设过程中避开强电设备，通信线路和电力线路分别布线。在强电设备本身电磁辐射抑制策略中，可以采取缩短故障跳闸时间，降低变电站接地阻值的方式。
2.4 通信电源干扰的防护
通信开关电源内电子器件多，开关开断频率高，在大型机房内，会产生较大的电磁辐射，影响信号的传输。常用的降低电源电磁辐射有无源滤波技术、一次整流电路加入功率因数校正网络法、增加光电隔离器、软开关技术、LSA系列浪涌吸收器以及扩频调制技术。利用上述方法，可有效降低通信设备开关电源的电磁辐射。
2.5 静电的防护
一般静电防护主要以抑制静电荷产生和积累，并快速消除已经产生的静电荷为原则，主要有以下几种办法。
1）控制机房的温湿度，由于静电在干燥的环境中很容易产生，因此机房需要配备空调系统，将机房温度控制在18℃～28℃，相对湿度在50%～70%以上。
2）控制机房内尘埃数量。
3）防止人体带电，在通信机房防静电工作区的工作人员需要佩戴防静电腕带，穿著防静电服装，和防静电工作鞋等。
4）设备机壳、工作台良好的接地可以有效的防止静电荷产生，需要建立静电接地系统，防止静电对敏感通信设备的损害。
3 结论
随着通信系统越来越广泛的应用，其性能要求也在不断的提高，由于复杂的电磁环境对通信系统链路会产生各种各样不同程度的干扰。因此，为保证通信的安全稳定，提高通信链路的抗干扰能力非常重要。本文分析了几种常见的通信干扰源，分析了不同干扰源的特点，并有针对性的提出了针对不同干扰源防护的技术解决方案。
参考文献
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作者简介：胡芳芳，工程师，研究方向为通信工程。
【关键词】输电线路；带电作业；安全防护
通过调查研究发现，我国目前普遍开展的是500Kv以下输电线路带电作业，如今，投入运行了750kv输电线路，并且1000kv输电线路也开始动工，那么输电线路带电作业就有着更高的电压登记。因为作业人员的生命财产安全会直接受到带电作业中安全防护的影响，那么就需要深入研究输电线路带电作业的安全防护措施。
1 影响带电作业人员安全的因素
一是强电场对人体的影响：交流输电线路在运行过程中，会有工频电场产生，电压等级越高，就会产生越大的电场强度，越长的导线距离，就会逐渐减小。在强电场中，会有风吹、异声以及针刺感等产生于人体。通过相关的试验研究表明，当人体进入电场中，会有较大的电厂畸变产生。在具体的作业中，因为作业人员所处的位置与输电线十分靠近，那么相较于地面场强，有着较高的电场强度；这样就会影响到作业人员的生命财产安全。
二是电流对人体的影响：在输电线路带电作业中，暂态和稳态电击所引起的电流也会伤害到人体，如果人处于地电位，与强电场中与地绝缘的导体相接触，那么在接触瞬间，就会向大地释放导体上的电荷，这样就会对人产生暂态电击。导电体通过人体的放电量是非常重要的一个因素，因此，就需要充分重视带电导体的对地电容和电位。稳态电击是强电场的导体由耦合电容形成的工频电流，通常利用电流来直接衡量电击结果。
三是静电感应对人体的影响：我们可以用静电场来看待工频交流电场，因为其变化较为缓慢，因此，就有静电感应问题存在于工频电场中。静电感应也会促使人体遭受到电击，一般可以分为两种情况，首先是人体对地绝缘处于强电场中时，对接地体发生接触，导致电击的产生；另一种则是人体处于地电位，而去与处于强电场中对地绝缘的导体进行接触，有电击产生。这些都属于暂态电击，会直接受到放电能量的影响，如果达到了相关的标准，人们就会感受到一种刺痛感，对工作人员的带电作业产生不利的影响。
2 输电线路带电作业的安全防护用具
一是屏蔽服：屏蔽服的材料包括金属纤维和棉纤维，并且有网眼，网眼是利用经纬线来编制的，通过网眼空隙，外界电场的电场线中的一部分会进入到屏蔽服中。有着越小的穿透量，就说明有着越好的屏蔽效果。通常在对屏蔽效果进行衡量时，利用的是屏蔽效率；屏蔽效率指的是屏蔽前后接收极上的电压比值分贝值，它是一个非常重要的指标。
二是静电防护服：和屏蔽服相比，静电防护服在原理和功能方面是类似的，但是静电防护服没有较高的技术指标要求，一般在塔上地电位作业以及地面巡视作业中会使用静电防护服。
3 输电线路带电作业的安全防护
一是进入等电位人员体表场强规律：通过相关的研究发现，在输电线路带电作业过程中，如果作业人员在塔上的位置是不同的，或者是进入等电位的过程中，会有较大的差异存在于体表场强以及周围电场中；一般情况下，规律是这样的，在登塔的过程中，攀登高度越来越大，逐渐接近于带电体，那么就会逐渐升高体表场强，与导线如果有同样的高度，那么就会有最大的体表场强出现。绝缘子悬挂点的横担端部作业处有着加高的体表场强值；在进入到带电体等电位的过程中，因为与带电体之间的距离越来越小，那么就会不断增大体表场强。作业人员从塔体接近带电体，如果沿着水平方向，那么就可以用U型来看待身体各个部位的体表场强，头顶和脚尖有着较高的场强，而胸腹部有着较低的场强。
二是对强电场的防护：在屏蔽服穿戴方面，在输电线路作业过程中，屏蔽服需要包括上衣、裤子、帽子、手套、鞋子以及连接线等诸多方面，需要将百分之九十九的外部场强给屏蔽掉。对于屏蔽服来讲，各个最远端点间的电阻值要在20欧以下，在带电作业的过程中，需要保证作业服内体表场强不大于每米15kv，流经人体的电流应该在50毫安以下，人体外露部位的体表局部场强需要保证在每米240kv以下。在试验整套屏蔽服的通流容量时，要保证屏蔽服任何部位的温升不大于50摄氏度。
三是对电流的防护：因为有一定的电位差存在于人体等电位作业前后和带电体之前，外加高压会直接影响到电位差的大小，因此作业人员与带电体十分接近时，就会有火花放电现象出现，进而有脉冲电流产生，作业人员会有一阵刺痛感产生。为了促使作业人员的生命财产安全得到保证，在转移电位的过程中，就需要利用屏蔽服旁路电流，同时，要保证产生火花放电的距离小于人体在外面的面部与带电体之间的距离。
四是对静电感应的防护：通过实践研究表明，在输电线路带电作业过程中，在静电感应的作用，有电击产生，主要包括两种情况；首先是作业人员穿着绝缘鞋，但是在线路杆塔窗口，因为十分接近于带电导线，有着较多的人体感应电荷，如果用手直接与塔身触摸，就会有放电刺痛感产生。对于悬空吊起的大件金具或者停电设备上的金属部件，在强电场中，地面作业人员直接触摸，在静电感应的作用下，就会有点击产生。防护措施是这样的，对于作业人员，需要对全套屏蔽服或静电防护服进行良好穿戴，要保证没有问题存在于屏蔽的各个连接点的接触中。输电线路如果是允许的，作业人员需要登塔，那么绝缘鞋是不允许穿戴的，特别是需要注意的是，身穿了屏蔽服或者静电防护服，更不能够穿戴绝缘鞋，塔上作业人员如果需要与传送绳上较长的金属物体进行接触，那么接地是必须要保证的。
4 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知，输电线路是电力系统中非常重要的一个组成部分，它会对系统的整体运行产生直接的影响，输电线路带电作业得到了广泛的应用。但是，因为电力系统的特殊性，会严重危害到人体的生命财产安全。针对这种情况，就需要做好输电线路带电作业的安全防护措施，严格依据相关的要求，来做好安全措施，才可以保证输电线路带电作业的人身安全。本文简要分析了输电线路带电作业的安全防护措施，希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献：
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[4]胡毅，王力农，张亚鹏.750kv输电线路带电作业的试验研究[J].电网技术，2006（2）.
1防止静电耦合干扰的措施
抑制静电耦合产生的干扰，可以采用增大耦合阻抗，对二次回路及保护装置进行屏蔽，合理选择二次设备元器件参数等方法进行一致。我们知道二次回路干扰电压表达式为：
（式1）
（1）从式1可以看出，在相同干扰源电压Us情况下，当耦合阻抗Z1增大时，二次回路的干扰电压UT将下降。耦合阻抗Z1主要是干扰源与扰回路间的分布电容C1的容抗。适当合理布置干扰源与扰回路的相对位置，可以减小分布电容C1，可以增加耦合阻抗，从而降低干扰电压UT。
（2）在二次回路适当地点增加抗干扰电容，如在保护装置的电源入口处及电流、电压互感器二次回路接入保护装置前，可以将式1中的Z2减小。图1是采用抗干扰电容后的静电干扰的简化电路图，图中C1为漏电容，对应为式1中的Z1； C3为增加的抗干扰电容，其容量一般为几分之1μF~60μF，等效阻抗为Z3；C2为二次回路与大地间的分布电容。此时加到二次回路上的耦合电压由下式表达。
图1电容对干扰信号的抑制
(式2)
式2中Z2’为考虑抗干扰电容后的阻抗，由于一般C4的值比C2值大很多，所以Z2’与Z2相比将小很多，对照式1，干扰电压UT也将下降很多。
采用抗干扰电容不但可以防止静电感应的干扰，对无线电干扰及二次回路产生的高频干扰也有很好的抑制作用。但是该抗干扰电容对二次回路也会带来一些副作用，如果容量太大，可能会造成不良后果。图2可以从一个方面说明抗干扰电容对控制回路的影响。
图2抗干扰电容对二次回路的影响
在图2电路中，由于直流绝缘监察系统的存在，并假定控制母线的额定电压为Ue，正负控制母线对地的绝缘电阻相等，则正常运行时+WC对地的电压为＋50％Ue，-WC对地的电压为－50％Ue。可以看出，这时在抗干扰电容上的充电电压为50％Ue，如果在出口继电器KC的正电源侧接地，接于负电源侧的抗干扰电容C3将通过两个接地点沿着虚线对KC放电，当C3的容量足够大并KC的动作电压小于50％Ue时，KC将动作跳闸。这也是规程中要求直接用于跳闸的出口继电器其动作电压不能低于50％Ue的原因。
采用屏蔽电缆并将屏蔽层可靠与地网连接，可以有效抑制静电干扰。使用屏蔽电缆的抗干扰原理可以用图3来表示。
图3电缆屏蔽的抗干扰图
图3中由耦合电容C1传递给二次回路的干扰信号被电缆的屏蔽层屏蔽并通过接地点传入地网。试验表明，采用屏蔽电缆能将干扰电压降低95％以上，是一种非常有效的抗干扰措施。
当然采用屏蔽电缆的抗干扰效果与屏蔽层使用的材料、制作工艺、接地方式等有关。表1是在现场试验中测得的各种电缆在操作500kV隔离开关时的干扰电压，试验中采用的平行于500kV母线的电缆长度为80m，母线长度为250m。
表1 屏蔽电缆抗干扰效果试验数据
从上表中可以看出，在隔离开关操作过程中产生的干扰电压很大，当使用无屏蔽的塑料电缆时，其干扰电压最大达9000V；当使用屏蔽电缆时，对干扰电压的抑制效果很好，其干扰电压的幅值被抑制到5％以下；不同的屏蔽层材料抑制干扰效果很接近。屏蔽电缆除了对静电干扰有较好的抑制作用外，对电磁干扰和高频干扰也有很好的抑制作用，所以屏蔽电缆在变电所二次回路中得到广泛的应用。
（3）充分利用变电所中的自然屏蔽物，还可以进一步提高抗静电干扰的效果。在控制电缆敷设的路径上或二次设备的安装现场，有很多自然的屏蔽物，例如，电缆隧道和电缆沟盖板中的钢筋，各种金属构件，建筑物中的钢筋等，都是良好的自然屏蔽物。只要在施工中注意将它们与变电所的接地网连接起来就能形成良好的静电屏蔽。
2防止电磁感应干扰的措施
（1）减少干扰源与二次回路间的互感能减小由于电磁感应在二次回路产生的干扰电压。从式2可知（？？?应是式3，列出式3公式），互感M与控制电缆及一次导线的长度L、相互的平行度有关，还受同一回路的两根电缆芯与一次导线的距离之比b/a影响，所以在电缆沟道的布置时应尽可能与一次载流导体成直角，减少平行段的长度。为此，应尽可能使同一回路的电缆芯安排在一根电缆内，尽量避免同一回路的“＋”“－”极电缆芯或电流、电压互感器二次回路中的ABCN四芯不在同一电缆内。这是降低感应电压最为有效的措施，并且对任何频率的干扰电压都是有效的。
（2）电磁干扰需要磁性材料来进行屏蔽。在干扰源与二次环路之间设置电磁屏蔽物，使感应磁通不能进入二次环路，即可消除二次回路的感应电压。工程中常用的措施就是使用带电磁屏蔽的控制电缆，其屏蔽效果与屏蔽层材料的导磁系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等因素有关。屏蔽层采用高导磁材料时，外部磁力线大部分偏移到屏蔽层中，而不与屏蔽层内导线相关链，因而不会在导线上产生感应电势。高导磁材料的屏蔽层对各种频率的外磁场都有屏蔽作用。我们常用的钢带铠装电缆，钢板做成的保护柜，就具有较好的磁屏蔽作用。
（3）非磁性材料的屏蔽层，其导磁率与空气的导磁率相近，故干扰磁通仍可达到电缆芯线。但在高频干扰磁场的情况下，干扰磁场会在屏蔽层上感应出涡流，建立起反磁通与干扰磁场抵消，使芯线不受影响。此种屏蔽的有效频率与屏蔽层的电导率、厚度和电缆外径成反比，有效频率一般在10-100kHz之间。
（4）在较低频率时，涡流产生反磁通的效应小，因而对外面干扰磁通场的抵御作用也小，为增强对低频干扰磁场的屏蔽，电缆的屏蔽层两端或多点接地，使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，减弱干扰磁通对芯线的影响。减少屏蔽层和地环路的阻抗，可增强屏蔽效果。所以，在变电所要敷设100mm2铜排，该铜排最好连接所有屏蔽电缆的两端接地点，这样可以提高屏蔽电缆抗电磁干扰的效果。
3防止地电位差产生干扰的措施
防止电位差干扰对二次回路的影响，首先要确保变电所有一个完善的地网，有条件时可以补充铜排连接，将各点可能产生的电位差降到最低。其次要保证各二次回路对地绝缘良好，确保在地电网产生较大电位差时，不致损坏二次回路绝缘，影响二次回路的正常运行。对于电流、电压互感器的二次回路，要求严格按照一个电气连接中只能有一个接地点。如果一个电气回路中存在两个接地点，电位差产生的地网电流会穿入该回路，影响保护的正确动作。
4结束
为了进一步降低干扰信号信号进入保护装置的可能性，除了上述装置本身采取措施之外，还需要在外回路即二次回路中采用专门措施进行抗干扰，主要有：
1．控制电缆采用屏蔽电缆且对于进入控制室或保护室的电缆屏蔽层需要进行两端接地
2．保护装置用直流电源在保护装置入口处经抗干扰电容吸收高频干扰信号
3．正确选择合理的二次电缆敷设方式和路线，尽量远离高频信号的入地点
4．敷设专用的铜排接地网，减少地网的接地电阻，以防止地电位上升造成的干扰
【1】王洪新，贺景亮“电力系统电磁兼容” 武汉：武汉大学出版社2004.5
【2】李乐乐，谢志远，李娜“变电站二次设备的抗干扰性研究 ” 电测与仪表2008年第02期
【3】电力系统继电保护实用技术问答.国家电力通信中心。北京：中国电力出版.2000
【4】贺景亮编“电力系统电磁兼容”北京：水利电力出版社1993
关键词：仪表接地；等电位连接；屏蔽；抗干扰
接地是仪表自控系统工程设计的重要环节，合理的接地系统是仪表自控系统安全可靠运行和操作人员人身安全的保障。本文从设计人员的角度，通过对国标及行业规范的解读，结合工程经验，对仪表自控系统接地的工程设计方法及注意事项进行了阐述。
1接地分类
仪表自控系统接地按其作用分为安全接地和工作接地两大类。安全接地用于保护人身安全和设备安全，其包括：保护接地、防静电接地、防雷接地。工作接地是为了保障仪表及控制系统的正常工作，其包括：回路接地、屏蔽接地和本安接地。
1.1安全接地
保护接地是将用电仪表及设备正常时不带电的金属部分用接地线与大地相连。当发生某些故障时，会造成这些正常时不带电的金属部分带危险电压，而保护接地线可以将这些危险电压迅速导入大地，避免人员触电和对用电设备造成损害。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。防静电接地是将带静电物体或有可能产生静电的物体通过接地线与大地相连，防止静电电流窜入仪表及控制系统对人员和设备造成直接伤害和电磁干扰。防雷接地是将雷电产生的雷电浪涌通过接地线导入大地、防雷接地包含外部防雷接地和内部防雷接地。外部防雷由电气专业负责，不在本文讨论范围之内。内部防雷接地包括电缆屏蔽的接地、机柜的屏蔽接地、浪涌保护器的接地等，由自控仪表专业负责。
1.2工作接地
回路接地是指在自动化系统和计算机等电子设备中，非隔离的信号需要建立一个统一的信号参考点并做接地，通常为直流电源的公共端。屏蔽接地是将电缆的屏蔽层、排扰线、仪表的屏蔽接地端子做接地以消除电磁干扰。还有一种屏蔽接地指的是控制室建筑物内的钢筋、金属门窗等连接起来，形成一个屏蔽网并接地，这种屏蔽接地由建筑专业负责。本安接地是指本质安全仪表在安全功能上需要接地的部件应做接地。安全栅是设置在本安电路与非本安电路之间的限流、限压装置，以防止非本安电路的危险能量窜入本安电路。安全栅主要分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅两种。齐纳式安全栅应做本安接地，隔离式安全栅不需要做本安接地。
2接地原则
自从我国引进和采用IEC接地标准，接地系统在概念和技术上发生了很大变化。以前的接地系统是否合格，以接地电阻值为准，现在侧重于接地结构兼顾接地电阻值，特别是从独立接地、联合接地到采用共用接地网实现等电位连接方式的转变。图1为HG/T20513-2014《仪表系统接地设计规范》中接地连接示意图。
2.1等电位连接
等电位连接是将厂区内各种金属构件、金属设施、金属管道、金属设备等导电物体用导线或导体实现导电连接，使各物体之间具有近似相等的电位。等电位连接减少了系统内各金属部件和各系统之间的电位差。无论是从防雷的角度还是从减小控制系统的共模干扰来看，都是十分有益的。从图1可以看出，仪表自控系统在控制室内通过各接地线和接地汇流排来实现等电位连接。
2.2共用接地装置
仪表自控系统各接地部件实施等电位连接后，接地极的设置有单独接地和共用接地两种方式。单独接地是将仪表自控系统的安全接地接入电气接地网，而工作接地则采用“独立的”“干净的”接地极与大地相连。独立接地要求仪表工作接地极与电气接地极之间保持足够的极间间隔，防止电气接地极上泄放大电流时对仪表接地极产生干扰，而工程实际中要找到足够的接地施工空间是很难的。另外，不同接地极所在的大地之间可能因地电位不均等形成地回路，使仪表自控系统引入干扰。共用接地是将仪表自控系统的接地极与电气接地极共用。由于实现了等电位连接，各接地系统及金属导体相对于接地极的基准电位是一致的，这样减少了进入仪表自控系统的共模干扰。同时减少了接地极的数量，节省了设备和施工的费用。文献[1-4]都明确提出仪表自控系统的各接地部件采用等电位连接后与电气共用接地装置，国内外诸多大型石化项目都已证明采用此接地方式的仪表自控系统都能安全稳定工作。
2.3分类汇总
从图1可以看出，接地联结由接地汇流排、接地汇总板及接地线组成。工作接地汇流排通过接地分干线接至工作接地汇总板。保护接地汇流排通过接地分干线接至保护接地汇总板。工作接地在工作接地汇总板之前不应与保护接地混接。若工作接地和保护接地过早相连，容易将保护接地回路中的干扰引入工作接地回路，影响仪表自控系统的正常运行。
3接地方法
3.1保护接地
低于36V供电的现场仪表，可不做保护接地，但有可能与高于36V电压设备接触的除外。当安装在金属仪表盘柜上的仪表与已接地的金属仪表盘柜电气接触良好时，可不做保护接地。
3.2防静电接地
安装自控系统等设备的控制室、机柜室、过程控制计算机的机房，应做防静电接地。这些室内的导静电地面、防静电活动地板、工作台等应做防静电接地。已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备，不必再做防静电接地。
3.3防雷接地
控制室内的所有金属结构、管道、支架、金属活动地板等应进行等电位连接，并采用导线或直接与接地连接体连接，以消除雷电对仪表自控系统的电容性耦合干扰。仪表电缆的选型和敷设应能使电缆具有双层屏蔽效果。电缆内层屏蔽和外层屏蔽的界定可参考文献[3]。内外屏蔽层应全程电气导通，内屏蔽层一端接地，以消除雷电引起的电容性耦合干扰；外屏蔽层应至少两端接地，以消除雷电引起的电感性耦合干扰。浪涌保护器是保护仪表不受雷电电涌电流冲击的有效措施之一，但不应以设置浪涌保护器来代替防雷工程。浪涌保护器需接地，信号浪涌保护器的接地线接至机柜的工作接地汇流排，电源浪涌保护器的接地线接至配电柜的保护接地汇流排。
3.4回路接地
回路接地的原则是单点接地，防止不同接地点的地电位不均等形成地回路从而引入干扰。回路接地一般是在控制室侧机柜内将电源公共端接至机柜的工作接地汇流排上。对于需要在现场接地的现场仪表，应在现场侧通过仪表接地端子接至电气接地网。而需要在现场接地同时又要在控制室内接地的，应将两个接地点之间做电气隔离防止形成地回路。
3.5屏蔽接地
这里的屏蔽接地仅指屏蔽电缆的屏蔽层和排扰线的接地，原理上与防雷接地中的内屏蔽层相同。屏蔽接地的原则也是单点接地以消除电容性耦合干扰。屏蔽接地的做法与回路接地一致。屏蔽接地应保持屏蔽层的全程电气导通，当现场设接线箱时，屏蔽层需在接线箱内跨接。
3.6本安接地
因为隔离式安全栅不做本安接地，齐纳式安全栅需要做好接地措施才能满足本安要求，增加了设备和施工的费用，所以实际工程中普遍采用隔离式安全栅。
4注意事项
4.1与电气专业的配合
实际工程设计中需要仪表专业和电气专业紧密配合，若仅关注仪表自控系统本身的接地而忽略电气接地系统，往往会引发意想不到的后果。仪表专业向电气专业提用电条件时，应要求控制室用电采用TN-S系统，以尽量减少因电源故障对仪表自控系统的干扰。仪表自控系统的接地点应与电气防雷引下线或大电流高电压设备的接地点保持足够的安全距离，以减少大的泄放电流通过仪表接地点窜入仪表自控系统。
4.2接地电阻值的要求
虽然共用接地装置在抗干扰和安全保护上有诸多优点，但也存在一个问题，那就是地电位上升。在共用接地系统中，若有一个设备发生接地电流I，就会流入大地。因为接地极的阻抗RG，造成各设备接地点处的电位上升为U（U=IRG），波及到共用接地的其它设备。为了减少这种影响，接地电阻值RG应足够小。文献[1-2]规定仪表自控系统接地电阻值不应大于4Ω。但GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》第10.2.1条规定：火灾自动报警系统接地装置采用共用接地装置时，接地电阻值不应大于1Ω。为了满足GB50116的要求，仪表自控系统的接地电阻也应要求不大于1Ω。
4.3工作接地的连接方式
在接地标准中强调不同用途的接地系统要分类汇总，不能发生混接。实际工程中，有些施工人员虽已将保护接地和工作接地分开，但将各机柜工作接地汇流排之间用接地线相连后再接至工作接地汇总板，形成所谓的“链”串接方式。因为接地线存在阻抗，各机柜相对接地点的基准电压不同，使各机柜的接地电流通过地线阻抗而产生耦合干扰，所以不推荐使用。正确的做法是每个机柜工作接地汇流排单独用接地线接至工作接地汇总板，各机柜相对接地点的基准电压都是一样的，减少了因接地电流引起的电路间的耦合。
4.4接地线的颜色
文献[1]规定仪表接地系统的标志颜色为：保护接地的接地线为绿色，工作接地的接地线为绿黄色。而GB/T6995.4-2008《电线电缆识别标志方法》第4部分：电气装置电线电缆绝缘线芯识别标志中规定：无论采用颜色标志或数字标志，电缆中的接地线芯或类似保护目的的用线芯，都必须采用绿/黄组合颜色的识别标志。工程实际中，电气专业的保护接地线也为绿黄色。为了不违背国标规定及避免与电气专业保护接地线混淆，工程实际中仪表接地系统的保护接地线和工作接地线都选用绿黄色。
5结束语
仪表自控设计人员应深入研究标准规范，理解不同接地的抗干扰原理和实施方法，同时与电气、土建等相关专业密切沟通，正确合理地设计仪表自控系统接地，减少系统干扰，保证仪表系统安全可靠运行；避免因设计不合理造成仪表系统运行不稳定和安全事故。
参考文献
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【关键词】带电作业；绝缘；防护
一、配电线路的相关带电作业的方式
1．按照绝缘的方式进行分类。按照绝缘的方式可以分成间接法与直接法。间接法指的是以绝缘的器具为主，以穿戴用的绝缘用品为辅的作业法；直接法指的是工作人员利用高处作业车上面的绝缘梯或者臂直接与带静电体接近，工作人员穿戴好绝缘类的防护用品直接进行作业的方式。在配电线路进行带电作业的过程中，不管是选择直接法还是间接法进行作业，如果按照工作人员的人体自身的电位进行分类，都称之为中间电位的作业方法。
2．按照所选择的绝缘器具进行分类。按照所选择的绝缘器具进行分类有以下几种作业法：（1）利用绝缘杆进行作业的方法。这种作业法的优点是不会受到交通以及地形条件的局限，即使是高处得绝缘斗臂车不能靠近的杆位都能够实施作业。（2）利用绝缘平台进行作业的方法。绝缘平台一般由绝缘合梯、绝缘独脚梯以及绝缘车等组成。工作人员不但可以利用绝缘器具选择间接作业法，也可以利用绝缘手套选择直接法进行作业。绝缘平台主要发挥了相对于地的绝缘作用。工作人员应当全身穿戴绝缘防护用品，当穿戴绝缘手套直接进行作业的时候，必须在绝缘手套（橡胶类）的外面应当套好防磨或者防刺穿的手套。（3）利用绝缘斗臂车进行作业的方法。利用高处得绝缘斗臂车在配电网的线路中进行带电作业，这种作业方法是非常灵活、便捷，并且应用范围十分广泛，工作强度非常低的方法。
二、配电网中进行带电作业的特征
工作人员必须穿好屏蔽服，尽量不要选择直接与带电体进行接触的作业法，其理由分析如下。（1）可导致三相交流电流间短路。当带静电体未覆盖或者覆盖不全的时候，穿了屏蔽服的工作人员在进行修补导线等相间带电作业时，如果动作范围大，也许会接触到两相带静电体。屏蔽服上自带的金属网将造成相间电源短路。相间短路产生很大的电流将经过屏蔽服，不但会导致电气设备短路，并且会由于短路电流大于屏蔽服本身的通流容量（Ⅰ型屏蔽带电作业服为5安，Ⅱ型是30安），直接导致人员伤亡事件。（2）可导致相对地的短路问题。在配电线路的杆塔上面开展替换绝缘子横担（塔头挂导线部分）等作业时，如果工作人员身穿全套的屏蔽带电作业服选择等电位的作业方法，人的多个部位也许会同时接触到带静电体与接地体，形成单相接地。虽然6千伏到10千伏系统是选择的是中性点非有效接地的方式，但是如果配电线路比较长或者接有相应长度的电缆时，三相电容器组的电流将会高于屏蔽带电作业服的通流容量，导致人员出现伤亡的事故。
三、配电线路进行带电作业的防护用品
（1）绝缘遮蔽罩防护。绝缘遮蔽罩主要是用来遮蔽带电或者作为非带电的导体保护罩。在带电作业的各种用品中，遮蔽罩不能起到主绝缘的效果，仅仅当带电进行作业的工作人员短时间触碰带静电体时，起到绝缘遮蔽或者隔离的效果。选择绝缘遮蔽罩进行带电作业的时候，应当有充分的安全保证，所以，在选用之前务必实施细致地对电气设备以及其余试验的检测。（2）绝缘作业服。工作人员穿戴全套绝缘作业服在线路上进行作业时可直接与带静电体进行接触。绝缘作业服是人与带静电体之间的防护措施，能够有效解决线路的净空距离不够的难题。然而顾及到绝缘防护用品自身承受电压的安全裕度较小以及使用过程中可能会出现磨损。所以，在直接作业过程中只是当作辅助绝缘并不当作主绝缘。工作人员还可以用绝缘器具实施间接作业，绝缘器具当作主绝缘，绝缘作业服以及绝缘手套当作人身安全防护的后备防护用品。（3）带电作业用的绝缘手套。绝缘手套指的是在高压设备上带电进行作业的时候起到电气设备绝缘效果的手套。和普通的劳保用的防护手套存在的区别是，它必须具备优良的电气性能以及比较高的机械性能，并且具备优良的实用性能。绝缘手套用合成或者天然橡胶做成，用绝缘橡胶或者乳胶经过压片、模压、硫化或者浸模成型为五指手套。（4）绝缘鞋（靴）。绝缘鞋（靴）是线路带电进行作业的时候选用的辅助防护用品。绝缘鞋（靴）应当满足对应的电气性能规定，预防性的检测周期不能大于半年，使用绝缘鞋（靴）时应当避免与锐器进行接触，以防出现机械性损伤，此外还应当避免与高温、油类、酸、碱类等强腐蚀性的物质进行接触。
参考文献
[1]胡涛等．输电线路带电作业的安全防护[J]．高电压技术．2006（5）：22～25
绕组计算对于进行方波转换的高频变压器，其基本设计公式为［4］（式略）式中:N1为变压器原边绕组匝数(T);V1为施加在该绕组上的电压幅值，这里指输入电压，V1=27V;B为工作磁通密度，B=3400GS;SC为磁心有效截面积，SC取0．42cm2;f为高频变压器工作频率，f=80×103Hz。由式(1)得N1≈5．9T，取N1为6匝（式略）式中:N2为变压器副边绕组匝数(T);V2为变压器副边绕组输出电压，V2=1250V。由式(2)得N2=277．8T，取N2为278匝。导线线径计算集肤效应的考虑导线中通过交变电流时会产生集肤效应。由于电流的集肤效应，使导线有效截面积减少，因而导线在交流电作用时的实际电阻将比它在直流电作用时要大［5］。显然，交变的频率越高，电阻增大也越多。本电路工作频率是80kHz，在选择电流密度和导线线径时必须考虑集肤效应引起的有效截面积的减少。导线通有高频交变电流时有效截面积的减少可以用穿透深度Δ来表示。Δ是交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，它所具有的横断面积即为导线的有效截面［6］。Δ随电流的交变频率f、导线的导磁率μ以及电导率γ的不同而异，有下述关系（式略）显然，在选用高频变压器原副边绕组导线线径时应遵循小于两倍穿透深度。当使用的导线线径大于由穿透深度决定的数值时，应知由于集肤效应引起的电阻的增加，以便计算线路压降和温升。导线在交变电流下的电阻RAC和直流电阻RDC的比值用Kr来记，有（式略）式中:Kr称为趋表系数［8］。Kr值的大小不仅与交变电流的频率有关，而且还与材料的性质、导线的形状等有关，要精确地计算颇难，在实际应用时通常利用现成的曲线图表查得。初级线圈线径计算变压器最大输出功率P0=4W，η=85%，则流过（式略）
绕组的绕制要求
高频变压器绕制时需要特别注意漏感带来的影响。漏感将会引起关断电压尖峰，虽然可以用RC吸收网络加以抑制，但最根本的办法还是在选择磁芯和绕组绕制时尽可能地减小漏感。无论何种磁芯形状都应使原副绕组尽可能紧密耦合。对于环形磁芯结构，不管原副边绕组匝数多少均应沿磁环圆周均匀地分布。
变压器的屏蔽
处理屏蔽有3类，即电磁屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽。电磁屏蔽主要是防止高频电场的影响，利用电磁场在金属导体内部产生涡流从而起屏蔽作用，因此来自空间的辐射干扰将受到电磁屏蔽的保护。如果将电磁屏蔽接地，则兼有静电屏蔽的功能。静电屏蔽是切断相邻导体之间的静电耦合，并且通过分布电容和适当的接地点(或某个对地有固定电位差的授位点)，为干扰提供一个旁路通道。磁屏蔽防止磁耦合，用高导磁率材料将需要屏蔽的地方包起来，以便将磁力线限定在磁阻小的磁屏蔽导体内部，防止扩散到外部去，或者避免外部漏磁闯进来。变压器的安装位置及屏蔽方法，对电路的设计至关重要。一个变压器如不设磁屏蔽，则漏磁不可避免地要和周围电磁元件发生交连。漏磁在X方向上最显著，Y方向上最少，。又因漏磁影响与距离平方成反比，所以仔细选择变压器的安装位置对改善漏磁干扰有一定效果。磁屏蔽材料必须具有一定的厚度，否则磁屏蔽不可能彻底［10］。在多种变压器的安装方式中选择两种典型的方式进行测试对比(两种电源的原理及所用器件一致)。Ⅰ型高压电源的输入插座置于变压器的X方向上，且距离较近，变压器未加屏蔽。Ⅱ型高压电源的输入插座距离变压器较远，不在变压器X方向上，且变压器加屏蔽板，屏蔽板厚度为0．5mm，材料为铜。输入插座为高压电源提供两路输入电压:一路为控制芯片的工作电压;另一路为变压器的供电电源，都为+27V。Ⅰ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=3．6V，工作电源已受到变压器的干扰，频率与变压器工作频率相同。在芯片工作电源处增加滤波电容，纹波仍然，且未减小。输出电压纹波杂乱且不稳定，长时间通电，纹波还会增大。为减小纹波在控制电路及反馈电路中增加滤波电容，但效果不明显，没有改观。Ⅱ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=560mV，波形如图7所示。纹波只是电源自身及测试线造成的纹波，变压器对电源测试结果分析从测试结果可看出:Ⅰ型高压电源+27V工作电源受到一个固定的尖脉冲干扰，这个固定尖脉冲的周期与变压器的工作周期相同，即便增加滤波电容也无明显改善，并由此导致板极电压的纹波大。由此可见输入电压插座在变压器X方向，且变压器未加屏蔽时对输入电压的干扰严重，这种干扰很难减弱，并会影响整个电路的正常工作。而Ⅱ型高压电源+27V工作电源的纹波是由电源自身及测试线引起，幅值很低，对输出没有造成影响。改变输入插座的安装位置，使其远离变压器，并对变压器进行很好的屏蔽处理，可将变压器的干扰减少到最小。
产品测试结果与结论