2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Заземление экрана с двух сторон
Сообщение23.06.2025, 07:06 


17/10/16
5540
Часто можно услышать, что заземление экрана кабеля с двух сторон - это неправильно, т.к. в экране может потечь ток, который там вовсе не нужен. По моему, он не всегда не нужен.

Возьмем, например, силовой трехфазный кабель между преобразователем частоты и электродвигателем. Теоретически сумма токов в трех фазах равна нулю, т.е. суммарное магнитное поле трехфазного жгута примерно нулевое. Однако из-за, например, емкостных токов на землю, часть тока между ПЧ и двигателем проходит не по трехфазному жгуту, а по земле. В кабеле появляется синфазный ток и возникает ненулевое переменное магнитное поле. Чтобы этого не было, кабель должен как минимум содержать четвертую земляную жилу, которая должна давать легкий путь для емкостных токов не по земле, а по этой самой жиле, чтобы суммарный ток уже четырехпроводного жгута был нулевым. А еще лучше, если этот четвертый проводник будет общим экраном, приближающим конструкцию к коаксиальному кабелю. Можно назвать это экранированием магнитного поля кабеля. Например, в линиях с пофазым экранированием экраны каждой фазы работают, как обратные проводники, так что магнитное поле сборки "жила-экран" снаружи примерно нулевое.

Т.е. экраны как минимум силовых кабелей нужно подключать к земле с обоих сторон, и наличие в них тока есть признак их нормальной работы. Или же считается, что эту функцию должна брать на себя PE - жила кабеля, а экран - это для экранирования электрического поля, и он не предназначен для каких-то балансных токов?

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение23.06.2025, 08:30 
Аватара пользователя


11/12/16
15121
уездный город Н
Посмотрите главу в Хоровице и Хилле про экранирование и борьбу с помехами.
Она носит "рецептурный" характер без никакого теоретического обоснования, но рецепты даются с указанием, где они применимы\рекомендованы.
Насколько помню, в некоторых случаях нужно вообще не подключать экран к одной из сторон, в других случаях подключать через сопротивление порядка 100 Ом.
Эти случаи различаются, но все относятся к слабым сигналам.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение23.06.2025, 09:46 


27/08/16
12258
sergey zhukov в сообщении #1691813 писал(а):
Возьмем, например, силовой трехфазный кабель между преобразователем частоты и электродвигателем.
С экраном? Предположу, что в кабеле там меандр с частотой в несколько килогерц, и экран нужен только для того, чтобы не выпустить эти несколько килогерц и их гармоники 380 или больше вольт в окружающее пространство в виде помех окружающим устройствам. Экранируется при этом электрическое поле, а не магнитное. На большие постоянные токи экран может быть не рассчитан, если он не толстостенная стальная труба.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение23.06.2025, 10:16 
Аватара пользователя


11/12/16
15121
уездный город Н
sergey zhukov
тут ещё посмотрите

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 08:19 


17/10/16
5540
realeugene
Большие токи и не должны течь в экране, если схема правильно спроектирована. Речь о каком-то малом дисбалансе. Электрическое поле, может, и создает самые большие помехи, но ведь и с магнитным полем нужно бороться.


EUgeneUS
С сигнальными кабелями сложнее. Допустим, экранированный сигнальный кабель проложен в зоне, свободной от полей. Если мы заземлим экран с двух сторон, то по нему почти наверняка потечет какой-то переменный ток (созданный источниками, находящимися за пределами нашей зоны прокладки), который и создаст в этой зоне переменное магнитное поле, которого там до этого не было. Помехи появились в результате двухстороннего заземления.

Наоборот, если кабель был проложен в зоне действия переменного магнитного поля, и в результате двухстороннего подключения экрана ток в нем индуцирован именно магнитным полем в зоне пролегания нашего кабеля, то помехи от магнитного поля в кабеле снижаются.

С силовыми кабелями все, по моему, проще:
Изображение
1. Если ПЧ и двигатель подвешены в вакууме, то синфазного тока в кабеле нет, магнитного поля нет;
2. Если оборудование стоит на земле, то емкостные токи создают в кабеле синфазный ток, вокруг кабеля появляется переменное магнитное поле;
3. Подключение экрана с двух сторон создает легкий путь для емкостных токов, которые потекут по экрану, а не по земле, магнитное поле кабеля опять станет нулевым. Тут, разве что возможна ситуация, когда емкостные токи при подключении экрана с двух сторон могут значительно возрасти.

Может быть, для этой цели достаточно просто земляную жилу кабеля использовать. Она, скорее всего, для этого и нужна.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 08:27 
Аватара пользователя


11/12/16
15121
уездный город Н
sergey zhukov
ИМХО, у Вас причина и следствие перепутаны (или я что-то не понял)
1. Имеются поля, магнитное в первую очередь.
2. Имеется "окно" между землянной шиной и, заземленным с двух сторон, экраном.
3. На этом контуре переменное магнитное поле наводит ЭДС.
4. ЭДС вызывает ток по контуру.
5. Падение напряжения вызывает смещение потенциала сигнальной земли.
6. Это и есть помеха.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 09:24 


17/10/16
5540
EUgeneUS
Я вот о чем:
Допустим, что в переменом поле, перпендикулярном плоскости рисунка, находятся две медных трубки, согнутых кольцом. Одна с разрезом, другая - замкнутая:
Изображение

В этом случае магнитное поле внутри трубки с разрезом будет таким же, как и снаружи. А в трубке без разреза оно будет подавлено, т.к. по трубке может течь продольный ток.

Вот примерно за этим нужно заземлять экран сигнального кабеля с обеих сторон (иногда). Поскольку поле тока трубки в сумме с внешним полем дает внутри трубки примерно ноль, а ток трубки одинаков по всей ее длине, то в тех областях, где трубка проходит вне поля, ток трубки, наоборот, создает внутри нее поле, т.е. создает помеху. Поэтому ток трубки в одних ее частях снижает магнитное поле внутри нее, в других - увеличивает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 10:39 


27/08/16
12258
sergey zhukov в сообщении #1691966 писал(а):
т.к. по трубке может течь продольный ток.
Для этого достаточно PE. Экран очевидно нужен для другого. Вспомните, что вы пишете про подключение мотора к приводу. Там совсем не синусоидальное напряжение 50 ГЦ в проводах. В отличие от тока.

sergey zhukov в сообщении #1691966 писал(а):
В этом случае магнитное поле внутри трубки с разрезом будет таким же, как и снаружи. А в трубке без разреза оно будет подавлено, т.к. по трубке может течь продольный ток.


Да и продольный разрез не мешает протеканию продольного тока.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 11:25 


17/10/16
5540
realeugene
PE - это хорошо, но экран ведь лучше. Я слышал, что для тех кабелей, у которых есть и общий, и индивидуальные экраны, общий экран заземляется с обеих сторон, а индивидуальные с одной стороны. Можно предположить, что общий экран защищяет от магнитного поля, а индивидуальные - от электрического. Совместить обе функции в одном экране нормально, видимо, нельзя. Поэтому чаще заземляют с одной стороны, т.к. проблемы от электрического поля серьезнее.

Да, конечно, ток двигателя при подключении к ПЧ более-менее гладкий, в отличии от напряжения. Проблем от электрического поля тут больше.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 11:41 


27/08/16
12258
sergey zhukov в сообщении #1691982 писал(а):
Я слышал, что для тех кабелей

Вообще полезно было бы разбираться с причинами применения экранированного кабеля в конкретных установках. Экранированный кабель дороже. Его применение должно быть чем-то оправдано.

Всё-таки думаю, что вы не в ту сторону смотрите. Единственное отличие приводов от прямого подключения мотора к силовой сети - в форме напряжения в кабеле, а не в магнитных полях.

sergey zhukov в сообщении #1691982 писал(а):
PE - это хорошо, но экран ведь лучше.
Чем именно лучше? Для магнитного поля, поперечного к проводам - ничем. Толщина скин-слоя на 50 Гц даже в меди больше 9 мм. Поле затухает экспоненциально. То есть медная трубка со стенкой толщиной сантиметров 10 будет неплохим экраном для такого магнитного поля. Ферромагнитные трубки могут быть тоньше. Но зачем?

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 16:15 
Аватара пользователя


11/12/16
15121
уездный город Н
sergey zhukov в сообщении #1691982 писал(а):
PE - это хорошо, но экран ведь лучше.


"PE" - это же "защитное заземление"?
Всё смешалось, люди, кони, защита от помех и защита от поражения электрическим током...

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 16:59 


27/08/16
12258
sergey zhukov
Кабель у вас 3 фазы + PE + экран? Думаю не важно, со скольки сторон заземлять экран. Всё равно ток КЗ если и будет течь, то будет течь по PE с более низким сопротивлением. А качественно защищать провода внутри от помех снаружи вам не нужно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 17:41 
Аватара пользователя


11/12/16
15121
уездный город Н
sergey zhukov
Я Вам задачку подготовил

Надеюсь поможет с
а) пониманием одного из источников помех
б) разбором проблем с Вашим оборудованием в соседней теме.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 19:08 


17/10/16
5540
EUgeneUS в сообщении #1692060 писал(а):
"PE" - это же "защитное заземление"?

Ну, в данном случае это жила в кабеле, предназначенная для заземления.

 Профиль  
                  
 
 Re: Заземление экрана с двух сторон
Сообщение24.06.2025, 19:33 


27/08/16
12258
sergey zhukov в сообщении #1692107 писал(а):
Ну, в данном случае это жила в кабеле, предназначенная для заземления.
Кстати, вопрос. А контур заземления при этом отдельный в цеху делается, и PE подключается дополнительно во всех разумных местах ко всему железному?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 20 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group