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浅谈通信维护中的屏蔽及接地
来源: 点击数:3816次 更新时间:2011/5/10 13:12:16

    电磁干扰和辐射是日常维护中经常碰到的问题,由相邻电缆芯线引起的电磁干扰和辐射只是其中的一部分。它辐射的能量与发送信号的电压和频率有关。采用屏蔽的目的是在有干扰的环境下保证通道的传输性能。它包括两部分,减少电缆本身向外辐射的能量和提高电缆抗外来电磁干扰的能力。

    通信通道的整体性能取决于应用系统中最薄弱的电缆和相关连接硬件性能及其连接工艺,而其最薄弱的环节是配线架与电缆连接部件以及信息插座与插头的接触部位。当屏蔽电缆的屏蔽层在安装过程中出现裂缝时,也构成了屏蔽通道的薄弱环节。为了消除电磁干扰,除了要求屏蔽层没有间断点外,还要求整体传输通道必须达到360°全程屏蔽。这个要求对于点对点的连接通道来说,是很难达到的,因为其中的信息插口、跳线等很难做到全屏蔽,再加上屏蔽层的腐蚀、氧化破损等因素,因此没有一个通道能真正做到全程屏蔽。同时,屏蔽电缆的屏蔽层对低频磁场的屏蔽效果较差,不能抵御诸如电动机等设备产生的低频干扰。所以采用屏蔽电缆也不能完全消除电磁干扰。

    从理论上讲,为减少外界干扰,可采用屏蔽措施,屏蔽有静电屏蔽和磁场屏蔽两种。屏蔽的原理是,在屏蔽层接地后使干扰电流经屏蔽层短路入地。因此,屏蔽的妥善接地十分重要。否则不但不能减少干扰,反而会使干扰增大。因为当接地点安排不正确、接地电阻过大、接地电位不均衡时,会引起接地噪声,即在传输通道的某两点之间产生电位差,从而使金属屏蔽层上产生干扰电流,这时屏蔽层本身就形成了一个最大的干扰源,导致其性能远不如非屏蔽传输通道。因此,为保证屏蔽效果,必须对屏蔽层正确可靠接地。

    在实际应用中,为最大程度降低干扰,除保持屏蔽层的完整、对屏蔽层可靠接地外,还应注意传输通道的工作环境,如远离电力线路、变压器或电动机房等各种干扰源。当综合布线环境极为恶劣、电磁干扰强、信息传输率又高时,可直接采用光缆,以满足电磁兼容性的需求。

    电缆和相关连接硬件接地是提高应用系统可靠性、抑制噪声、保障安全的重要手段。因此,设计人员、施工人员在进行布线设计施工前,都必须对所有设备,特别是应用系统设备的接地要求进行认真研究,弄清接地要求以及各类地线之间的关系。如果接地系统处理不当,将会影响系统设备的稳定性,引起故障,甚至会烧毁系统设备,危及操作人员生命安全。综合布线系统机房和设备的接地,要区分直流工作地、交流工作地、安全保护地、防雷保护地、防静电接地及屏蔽接地等。

    交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜采用一组接地装置。接地系统是以接地电流易于流动为目标,同时也可以降低电位变化引起的干扰,故接地电阻越小越好。共用接地系统电阻值的确定应以其中最小值为准。如郑州铁路局广武车站TDCS系统经常出现误码,我们经过多次排查,最终发现为2M同轴电缆的地线与TDCS设备保护地线不是一个共用接地系统。后来将通信机械室和信号机械室地线采用同一个共用接地系统,从而将TDCS系统误码现象消除。

    当防雷接地单独设置接地装置时,交流、直流和安全保护接地应采用同一组接地装置。为了防止雷击电压对电缆及连接设备产生反击,要求防雷装置与其他接地体之间保持足够的安全距离,但这个要求在工程设计中很难实现。如建筑防雷接地一般采用建筑主筋和基础底板主筋作接地线和接地体,无法满足与其他接地体之间的安全距离要求,可能产生反击。此时,只能将建筑物内各种金属体以及进出线管进行严格接地,而且所有接地装置必须共用,并进行多处连接,使防雷装置和邻近的金属物体电位尽可能相同,以防止雷电反击现象,保证综合布线和系统设备的安全。
以上是我对通信维护中屏蔽及地线问题的一些认识。

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