สายชีลด์คืออะไร?
ลวดที่มีตัวนำพันรอบนอกเรียกว่าลวดหุ้ม ตัวนำที่ห่อหุ้มเรียกว่าชั้นชีลด์ ซึ่งโดยทั่วไปทำจากลวดทองแดงถักหรือทองแดงถัก (อลูมิเนียม) ชั้นเกราะป้องกันจำเป็นต้องต่อสายดิน และสัญญาณรบกวนจากภายนอกสามารถถูกนำเข้ามายังโลกผ่านชั้นนี้
ชั้นชีลด์ของสายเคเบิลชีลด์ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก เช่น ทองแดงและอลูมิเนียม และความหนาของมันบางมาก น้อยกว่าความลึกของผิวของวัสดุโลหะที่ใช้ในความถี่มาก เอฟเฟกต์การป้องกันของชั้นชีลด์เป็นส่วนใหญ่ ไม่ได้เกิดจากการสะท้อนและการดูดซับของตัวโลหะเองไปยังสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แต่เกิดจากการต่อลงดินของชั้นป้องกัน การต่อสายดินในรูปแบบต่างๆ จะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์การป้องกัน สามารถใช้วิธีการต่อสายดินที่แตกต่างกันสำหรับการป้องกันสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก สามารถต่อสายดินแบบไม่มีสายดิน แบบปลายด้านเดียว หรือแบบปลายสายดินแบบสองด้าน
หน้าที่ของสายชีลด์คือป้องกันสัญญาณรบกวนไม่ให้เข้าสู่ชั้นในและลดการสูญเสียสัญญาณที่เกิดจากการรบกวนของตัวนำ
สายชีลด์จะแยกแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าออกจากอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน และตัดเส้นทางการแพร่กระจายของแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน การป้องกันสามารถแบ่งออกเป็นการป้องกันแบบแอคทีฟและการป้องกันแบบพาสซีฟ จุดประสงค์ของการป้องกันแบบแอคทีฟคือเพื่อป้องกันไม่ให้แหล่งกำเนิดเสียงแผ่ออกไปภายนอก ซึ่งเป็นการป้องกันแหล่งกำเนิดเสียง จุดประสงค์ของการป้องกันแบบพาสซีฟคือเพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนถูกรบกวนโดยแหล่งกำเนิดเสียง ซึ่งเป็นการป้องกันอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน
โครงสร้าง: (ธรรมดา) ชั้นฉนวน + ชั้นป้องกัน + ลวด; (ขั้นสูง) ชั้นฉนวน + ชั้นป้องกัน + สายสัญญาณ + สายดินชั้นป้องกัน
หมายเหตุ: เมื่อเลือกสายชีลด์ ชั้นฉนวนของสายดินของชั้นชีลด์มีหน้าที่นำไฟฟ้า และสามารถนำไฟฟ้าได้ (มีความต้านทานระดับหนึ่ง) ด้วยชั้นชีลด์
วิธีการเชื่อมต่อสายชีลด์
ปลายด้านหนึ่งของสายชีลด์ต่อสายดิน และปลายอีกด้านลอยอยู่
เมื่อระยะการส่งสัญญาณของสายสัญญาณค่อนข้างยาว ความต้านทานกราวด์ที่ปลายทั้งสองด้านอาจแตกต่างกันหรืออาจมีกระแสไฟฟ้าในสาย ปากกา ซึ่งอาจทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างจุดต่อกราวด์ทั้งสอง หากปลายทั้งสองต่อสายดิน กระแสไฟอาจไหลผ่านชั้นชีลด์และรบกวนสัญญาณ ดังนั้นในกรณีนี้ วิธีการต่อสายดินที่ปลายด้านหนึ่งและปล่อยให้ปลายอีกด้านลอยโดยทั่วไปจะถูกนำมาใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนดังกล่าว
เอฟเฟกต์การป้องกันจะดีกว่าเมื่อปลายทั้งสองของชิลด์ต่อสายดิน แต่ความผิดเพี้ยนของสัญญาณจะเพิ่มขึ้น
โปรดทราบ: การป้องกันสองชั้นควรเป็นฉนวนร่วมกันและการป้องกันแบบแยกส่วน! หากไม่มีฉนวนร่วมกัน ก็ยังควรถือเป็นการป้องกันชั้นเดียว!
การต่อลงดินที่ปลายทั้งสองของส่วนป้องกันด้านนอกสุดนั้นเป็นเพราะกระแสไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำเนื่องจากความต่างศักย์ที่นำมาใช้ ดังนั้นจึงทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่ลดความแรงของสนามแม่เหล็กต้นทาง ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะยกเลิกแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำเมื่อไม่มีชั้นป้องกันภายนอก
สำหรับการป้องกันด้านในสุด ปลายด้านหนึ่งควรต่อสายดิน เนื่องจากไม่มีความต่างศักย์ ใช้สำหรับป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตทั่วไปเท่านั้น สเปคต่อไปนี้เป็นหลักฐานชั้นดี!
"รหัสการออกแบบ กิกะไบต์ 50217-1994 สำหรับสายไฟ"-- 3.6.8 วิธีการต่อสายดินของสายเคเบิลควบคุมให้เป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:
(1) สำหรับชั้นป้องกันของสายเคเบิลควบคุมลูปสัญญาณอะนาล็อกของระบบตรวจสอบคอมพิวเตอร์ ไม่ควรต่อสายดินแบบสองจุดหรือหลายจุด และควรใช้สายดินแบบจุดเดียวจากส่วนกลาง
(2) สำหรับชั้นป้องกันของสายเคเบิลควบคุม ยกเว้นการต่อลงดินแบบจุดเดียวตามที่กำหนดใน (1) ควรใช้การลงดินแบบสองจุดเมื่อการรบกวนการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ และสามารถใช้การลงดินแบบจุดเดียวเมื่อไฟฟ้าสถิต การรบกวนการเหนี่ยวนำมีขนาดใหญ่
สำหรับการป้องกันสองชั้นหรือการป้องกันทั้งหมดแบบคอมโพสิต ควรใช้จุดเดียวสำหรับชั้นป้องกันด้านในและด้านนอก
(3) การเลือกสายดินสองจุดควรพิจารณาด้วยว่าชั้นป้องกันไม่ควรละลายภายใต้กระแสชั่วคราว
"รหัส GB50057 -2000 สำหรับการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร"-- ข้อ 6.3.1 กำหนด: ... เมื่อใช้สายเคเบิลที่มีฉนวนหุ้ม ชั้นป้องกันควรเชื่อมต่อกับศักย์ไฟฟ้าเดียวกันอย่างน้อยที่ปลายทั้งสองด้าน เมื่อระบบต้องการเพียงปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับศักย์ไฟฟ้าเดียวกัน ควรใช้ส่วนป้องกันสองชั้น และส่วนป้องกันด้านนอกควรปฏิบัติตามที่อธิบายไว้ข้างต้น
หลักการคือ: 1. เมื่อปลายด้านหนึ่งมีการต่อสายดินป้องกันชั้นเดียว จะไม่เกิดความต่างศักย์ขึ้น และโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการป้องกันการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต 2. สำหรับการป้องกันสองชั้น การป้องกันชั้นนอกสุดจะต่อสายดินที่ปลายทั้งสอง และการป้องกันชั้นในจะต่อสายดินที่ปลายด้านหนึ่งโดยมีค่าศักย์เท่ากัน ในขณะนี้ เกราะป้องกันด้านนอกเหนี่ยวนำกระแสเนื่องจากความต่างศักย์ ซึ่งสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่ลดความแรงของสนามแม่เหล็กต้นทาง ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะยกเลิกแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำเมื่อไม่มีชั้นป้องกันภายนอก
หากจะป้องกันการรบกวนจากไฟฟ้าสถิต จะต้องต่อสายดินที่จุดเดียว ไม่ว่าจะเป็นชั้นหรือเกราะป้องกัน 2 ชั้น เนื่องจากจุดเดียวของการปล่อยไฟฟ้าสถิตลงดินนั้นเร็วที่สุด
อย่างไรก็ตาม ยกเว้น 2 กรณีต่อไปนี้:
1 มีการรบกวนจากกระแสภายนอกที่รุนแรง การต่อสายดินจุดเดียวไม่สามารถตอบสนองการปล่อยไฟฟ้าสถิตที่เร็วที่สุด
ถ้าพื้นที่หน้าตัดของสายดินมีขนาดใหญ่มาก เพื่อให้แน่ใจว่าการปล่อยไฟฟ้าสถิตที่เร็วที่สุด จุดเดียวกันของสายดิน แน่นอนว่ามันเป็นอย่างนั้นจริง ๆ ไม่จำเป็นต้องเลือกการป้องกันสองชั้น
มิฉะนั้นจะต้องมีการป้องกันสองชั้นชั้นนอกของการป้องกันส่วนใหญ่เพื่อลดความเข้มของสัญญาณรบกวนไม่ใช่เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนซึ่งจะต้องต่อสายดินหลายจุดแม้ว่าการคายประจุจะยังไม่เสร็จสิ้น แต่ก็ต้องลดลงทันที การลงกราวด์หลายจุดเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด
ตัวอย่างเช่น สะพานสายเคเบิลในองค์กรเป็นเกราะป้องกันภายนอก จำเป็นต้องต่อสายดินหลายจุด ซึ่งเป็นด่านแรกของการป้องกันเพื่อลดความเข้มของแหล่งที่มาของสัญญาณรบกวน
ชั้นป้องกันภายใน (ในความเป็นจริง คนจะไม่ซื้อสายเคเบิลสองชั้น โดยทั่วไปชั้นนอกเป็นสะพานสายเคเบิล ชั้นในเป็นเกราะป้องกันของสายเคเบิลป้องกัน) จะต้องเป็นสายดินจุดเดียว เนื่องจากความแข็งแรงภายนอกได้รับ ลดลงโดยเร็วที่สุดเพื่อกำจัดการรบกวนคือจุดประสงค์ของชั้นใน
2 ไฟฟ้าช็อตภายนอกและการป้องกันฟ้าผ่าและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยอื่น ๆ
สถานการณ์นี้ต้องมีการป้องกันสองชั้น ชั้นนอกไม่ได้ใช้เพื่อขจัดสัญญาณรบกวน เพื่อความปลอดภัย เพื่อความปลอดภัยส่วนบุคคลและอุปกรณ์ ต้องต่อสายดินหลายจุด คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีสายเคเบิล ชั้นในเป็นสิ่งที่ป้องกันสัญญาณรบกวน ดังนั้นจึงต้องเป็นสายดินแบบจุดเดียว
เพื่อสรุป:
สายดินปลายเดียว:
1) การต่อลงดินแบบปลายด้านเดียวของสายเคเบิลหุ้มฉนวนจะเป็นประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงการรบกวนจากสนามไฟฟ้าความถี่ต่ำ หรือสามารถหลีกเลี่ยงการรบกวนที่ความถี่ที่ความยาวคลื่น λ มากกว่าความยาวสายเคเบิล L. L
2) การต่อลงดินแบบปลายด้านเดียวของส่วนป้องกันสายเคเบิลสามารถหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนกระแสไฟฟ้าความถี่ต่ำบนส่วนป้องกันได้ กระแสดังกล่าวทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ารบกวนโหมดทั่วไปภายใน และอาจรบกวนอุปกรณ์อะนาล็อก
3) การต่อลงดินแบบปลายด้านเดียวของชิลด์เป็นที่พึงปรารถนาสำหรับวงจรที่ไวต่อการรบกวนความถี่ต่ำ (วงจรแอนะล็อก)
4) ความผันผวนขึ้นและลงและการเบี่ยงเบนอย่างถาวรในค่าที่วัดได้อย่างต่อเนื่องบ่งบอกถึงการรบกวนความถี่ต่ำ
การต่อลงดินแบบปลายคู่:
1) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อกับตู้ไฟฟ้าหรือปลั๊ก (หน้าสัมผัสแบบวงกลม) ผ่านพื้นที่นำไฟฟ้าขนาดใหญ่ (ค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำต่ำ) ควรเลือกโลหะกับโลหะดีกว่าอโลหะกับอโลหะ
2) เนื่องจากโมดูลอะนาล็อกบางโมดูลใช้เทคโนโลยีพัลส์ (เช่น โปรเซสเซอร์และตัวแปลง A/D ที่รวมอยู่ในโมดูลเดียวกัน) จึงแนะนำให้ป้องกันสัญญาณอะนาล็อกจากกันและกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อศักย์ไฟฟ้าที่ถูกต้อง และในกรณีนี้เท่านั้น - สิ้นสุดการต่อสายดิน
3) โดยปกติแล้ว ความต้านทานการส่งของแผ่นป้องกันฟอยล์โลหะจะสูงกว่าของแผ่นป้องกันทองแดงถักมาก โดยมีความแตกต่างกัน 5-10 เท่า และไม่สามารถใช้เป็นสายสัญญาณดิจิทัลได้
4) การทำงานผิดพลาดเป็นครั้งคราวบ่งชี้ว่ามีสัญญาณรบกวนความถี่สูง นี่คือการเชื่อมต่อแบบเส้นลวดแบบไอโซทรอปิกที่ไม่สามารถตัดออกได้
5) เป็นประโยชน์ในการต่อกราวด์ชีลด์ที่จุดต่างๆ นอกเหนือจากปลายสายเคเบิล
6) อย่าเชื่อมต่อโล่กับพินเพื่อหลีกเลี่ยง"หางหมู"ปรากฏการณ์.
7) ให้ความสนใจเสมอกับอิมพีแดนซ์แบบขนานของโล่ควรน้อยกว่า 1/10 ของอิมพีแดนซ์ของตัวเอง เคเบิลบริดจ์ กรอบเชิงกล ตัวป้องกันอื่นๆ หรือสายเคเบิลแบบขนานอื่นๆ สามารถทำให้ระบบมีศักยภาพเท่าเทียมกัน
8) หากตัวป้องกันสายเคเบิลร้อนขึ้นเมื่อตัวป้องกันต่อลงดินที่ปลายทั้งสองด้าน หรือหากตัวป้องกันเกิดไฟไหม้เมื่อสัมผัสกับเปลือกตู้ควบคุมไฟฟ้าหรือบัสตัวป้องกัน แสดงว่าการเชื่อมต่อศักย์เท่ากันไม่น่าเชื่อถือ
