屏蔽電纜接地產生的電場屏蔽

屏蔽電纜作為電磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制電磁干擾。采用屏蔽的電纜，一方面可以有效的抑制空間電磁場對傳輸線的影響，避免通信失效，噪音增大，傳輸誤碼，信號誤差等現象；另一方面也可以降低電纜內傳輸信號對外的電磁輻射，減小對周圍電磁環境的污染，防止信息的泄露和失密。屏蔽電纜的屏蔽層只有在接地以后才能起到屏蔽作用。

 

1.屏蔽層接地產生的電場屏蔽

由于兩根平行導線之間的電場偶合會產生竄擾,如圖 1 所示，設其中一根為屏蔽電纜，并接在敏感電路中。則源電路導線對屏蔽電纜屏蔽層的偶合電容為 C2S，而屏蔽層對內導線的偶合電容為 C1S,屏蔽層對地的偶合電容為 CSE。可見，源導線上的騷擾電壓V 會通過C2S偶合到屏蔽層上,再通過偶合到芯線上。如果屏蔽層接地,被短路，則通過被屏蔽層短路至地，不能在偶合到芯線上,從而起到了電場屏蔽的作用。屏蔽層的接地點通常選在屏蔽電纜的一端,稱單端接地。如果屏蔽層不接地,由于其面積比普通導線大,偶合電容也大，產生的偶合量也大,將比不用屏蔽電纜時產生更大的電場偶合,這是需要注意的。此外,當頻率較高或電纜較長時,還應每隔λ/10（λ為騷擾信號的波長）的距離接一次地。

2 .屏蔽層接地產生的磁場屏蔽

2.1 一點接地原則（單端接地）

考慮電磁感應。這種情況下，與電壓V 無關,問題在于電流I引起的磁通Φ。如圖1 所示,將 A 點與C 點、B 點以及D 點分別用線連接起來,顯然,這樣就構成A B C D 的回路。由于磁通 與該回路連接,故在該回路產生電壓e：

（2.1.1）

式中,為與回路連接的磁通,A B 越長或 A C 、B D 的長度越長， `就越大,e 也隨之變大。設由于該電壓 e 而回路通過電流Is,Is故當然通過屏蔽。設屏蔽的電阻為 Rs,感抗為 Ls，則電流 Is為：

（2.1.2）

由于篇幅關系,推導過程從略。由于Is,也既由于e 而使內導體,即導體 1 兩端產生電壓 e1：

（2.1.3）

若頻率變高,則。為消除 e1,就應該避免組合回路。就圖1 而言,有效利用A C 或B D ,斷開其中的一方，就能避免形成回路。若不形成回路,則e1便等于零，也就不存在噪聲的偶合。這就是*的“一點接地原則。

2 .2 兩點接地原則（雙端接地）

設屏蔽層中流有均勻的軸向電流 Is,如圖 2 所表示。則磁力線在管外，屏蔽層電感可表示為：

（2.2.1）

式中， 為 Is產生的全部磁通。由于磁通同樣包圍著芯線。根據互感的定義，屏蔽層和芯線之間的互感應為：M =/Is （2.2.2）故M =Ls （2.2.3）設US是騷擾電壓源，電流I1流過芯線，如圖3 所示，LS和rS分別為屏蔽層的電感和電阻。如果屏蔽層不接地或只有一端接地，屏蔽層上無電流通過，電流經地面返回，屏蔽層不起作用。當屏蔽層兩端接地，接地點為 A點和 B 點，I1在 A 點將分兩路到達 B 點，再回到源端，屏蔽層中的電流 I1為：

（2.2.4）

由上式（2.2.3）中 M = LS,則有：

（2.2.5）

式中,為屏蔽層截止頻率。當時,ISI1，IG0,I1幾乎全部經由屏蔽層流回源端,屏蔽層外由和回流產生的磁

場大小相等,方向相反,因而互相抵消,抑制了騷擾源的向外輻射。至 于 什 么 時候采用一點接地（單端接地）還是兩點接地（ 雙端接地）,這就要看使用者是想要抑制空間電磁場對傳輸線的影響；還是降低電纜內傳輸信號對外的電磁輻射。