在K型补偿导线(K型热电偶补偿导线)的应用中,屏蔽层单端接地是抑制电磁干扰、避免信号失真的关键措施。其核心原理是通过切断屏蔽层形成的环路电流,防止干扰信号通过屏蔽层耦合到信号线上。以下是具体操作方法及注意事项:
一、单端接地原理
干扰抑制机制
当屏蔽层两端接地时,若两端存在电位差(如由接地电阻差异或电磁感应引起),屏蔽层中会形成环路电流,该电流产生的磁场会与信号线耦合,导致干扰。单端接地可切断环路电流路径,仅保留屏蔽层对外部电磁场的静电屏蔽作用。适用场景
信号传输距离≤100米,且环境电磁干扰强度较低(如普通工业现场)。
信号源(如热电偶)与接收设备(如PLC、温度变送器)共地良好,且接地电阻差值≤1Ω。
二、单端接地实施步骤
1. 确定接地端
原则:屏蔽层仅在信号接收端(如控制室、仪表柜)接地,信号源端(如热电偶测温点)悬浮。
示例:
锅炉温度监测系统中,热电偶位于炉膛内(信号源端),补偿导线延伸至控制室(接收端),则屏蔽层在控制室端接地。
若信号源端与接收端距离较近(如同一设备柜内),可优先选择信号源端接地,但需确保接地电阻≤4Ω。
2. 接地连接方式
直接焊接:
将屏蔽层剥露10-15mm,用锡焊与接地汇流排(铜排)或设备接地端子牢固连接。
注意:焊接点需光滑无毛刺,避免虚焊导致接触电阻增大。
压接端子:
使用专用屏蔽层压接端子(如O型或叉型端子),通过螺栓固定在接地排上。
优势:便于拆卸维护,适用于频繁检修的场景。
屏蔽夹固定:
在控制柜内使用屏蔽夹(如磁性屏蔽夹)将屏蔽层夹紧在柜体金属框架上,利用柜体作为接地体。
要求:柜体接地电阻≤1Ω,且屏蔽夹与柜体接触面需清洁无氧化。
3. 信号源端处理
绝缘处理:
在信号源端,将屏蔽层用绝缘胶带包裹或套入热缩管,确保与周围金属部件完全隔离。
示例:在锅炉测温点处,将补偿导线屏蔽层用3M电工绝缘胶带缠绕3层,防止与管道支架接触。
悬浮长度控制:
屏蔽层悬浮部分长度≤50mm,避免过长导致电磁感应产生干扰电压。
三、关键注意事项
1. 接地电阻要求
接地端接地电阻应≤1Ω(高土壤电阻率地区可放宽至4Ω),需通过接地电阻测试仪定期验证。
案例:某电厂锅炉温度监测系统中,因控制室接地排腐蚀导致接地电阻升至10Ω,单端接地后信号干扰从±2℃增至±5℃,更换接地排后恢复正常。
2. 避免多点接地
严禁在信号传输路径中任意位置将屏蔽层接地(如中间接线盒、电缆桥架),否则会形成多接地环路,加剧干扰。
错误示例:在补偿导线中间增加接线盒时,若将屏蔽层在接线盒内接地,会导致信号波动。
3. 屏蔽层完整性检查
施工前需用万用表检查屏蔽层是否连续,避免因导线破损导致接地失效。
检测方法:将万用表调至蜂鸣档,一端接触屏蔽层,另一端沿导线滑动,若蜂鸣声中断则说明存在断点。
4. 特殊场景处理
高频干扰环境(如变频器、射频设备附近):
在单端接地基础上,增加铁氧体磁环(如TDK B64292L系列)套在补偿导线上,进一步抑制高频噪声。
安装位置:磁环紧贴信号接收端(如PLC输入模块),且导线在磁环内绕2-3圈。
长距离传输(>100米):
改用双绞屏蔽补偿导线(如KX-VVRP2型),并每50米增加一个信号中继器,同时保持单端接地。
四、效果验证方法
示波器检测:
将示波器探头接至信号接收端,观察信号波形是否稳定,无周期性噪声尖峰。
温度计比对:
在现场安装便携式高精度温度计(如Fluke 56系列),与补偿导线传输的温度值对比,误差应≤±0.5℃。
接地电阻测试:
定期(每季度)用接地电阻测试仪测量接地端电阻,确保≤1Ω。
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