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電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中，輸出電流信號(hào)是受 P WM 載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形，對(duì)于 G T R 大功率逆變器件，

其 PWM 的載波頻率為 2-3 kHz，而 IGB T 大功率逆變器件的 PWM 載頻可達(dá) 1 5 kHz.同樣。輸出回路電流信號(hào)也

可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波。而高次諧波電流對(duì)負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過(guò)電纜向

空間輻射。干擾鄰近電設(shè)備。

b) 抑制諧波干擾常用的方法

諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射,解決傳導(dǎo)干擾主要是對(duì)通過(guò)電路傳導(dǎo)的高頻電流進(jìn)行濾波或者隔離;解決輻射

干擾就是對(duì)輻射源或被干擾的線路進(jìn)行屏蔽。具體常用方法有:

i. 變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立,或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變

壓器,切斷諧波電流:

ii. 在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)審接合適的電抗器,或安裝諧波濾波器.濾波器的組成必須是 L C 型.吸收諧波和

增大電源或負(fù)載的阻抗,達(dá)到抑制諧波的目的;

iii. 電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜,并與其他弱電信號(hào)在不同的電纜溝分別敷設(shè),灕

免輻射干擾;

iv. 信號(hào)線采用屏蔽線。且布線時(shí)與變頻器主回路控制線錯(cuò)開(kāi)-定鉅離 (至少 20 cm 以上) .切斷輻射干擾:

v. 變頻器使用專用接地線.且用粗短線接地,鄰近其他電氣設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開(kāi),使用短線,這

樣能有效抑制電流諧波對(duì)鄰近設(shè)備的輻射干擾。

3) 無(wú)源濾波的優(yōu)缺點(diǎn)

無(wú)源濾波裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，技術(shù)已比較成熟，但是也存在著難以克服的缺陷：

a) 濾波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大，極易與系統(tǒng)或者其它濾波支路發(fā)生串并聯(lián)諧振;

b) 只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)其他的某次諧波則會(huì)產(chǎn)生放大作用;

c) 濾波、無(wú)功補(bǔ)償、調(diào)壓等要求之間有時(shí)難以協(xié)調(diào);

d) 諧波電流增大時(shí)，濾波器負(fù)擔(dān)隨之加重，可能造成濾波器過(guò)載，甚至損壞設(shè)備。

e) 有效材料消耗多，體積大。

4) 有源濾波的優(yōu)點(diǎn)

有源濾波技術(shù)作為一種新型的諧波治理方法，是消除諧波污染、提高電能質(zhì)量的有效工具，與無(wú)源濾波技術(shù)

相比，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

a) 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小均變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)速度;

b) 有源濾波裝置是一個(gè)高阻抗電流源，它的接入對(duì)系統(tǒng)阻抗不會(huì)產(chǎn)生影響，因此此類裝置適合系列化，規(guī)

模化生產(chǎn);

c) 當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)裝置受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不存在與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)，同時(shí)能抑制串

并聯(lián)諧振

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d) 補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需要的儲(chǔ)能元件不大

e) 用同一臺(tái)裝置可同時(shí)補(bǔ)償多次諧波電流和非整數(shù)倍次的諧波電流，既可以對(duì)一個(gè)諧波和無(wú)功源進(jìn)行單獨(dú)

補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波和無(wú)功源進(jìn)行集中補(bǔ)償

f) 當(dāng)線路中的諧波電流突然增大時(shí)有源濾波器不會(huì)發(fā)生過(guò)載，并且能正常發(fā)揮作用，不需要與系統(tǒng)斷開(kāi)

g) 裝置可以僅輸出所需要補(bǔ)償?shù)母叽沃C波電流，不輸出基波無(wú)功功率，不但減小了有源濾波器的總?cè)萘浚?/p>

還可以避免輕負(fù)荷時(shí)發(fā)生無(wú)功倒送現(xiàn)象。

5) 什么時(shí)候在變頻器前加無(wú)源濾波？

減小電流諧波，總的諧波失真系數(shù)小于 16%或 10%

6) 無(wú)源濾波和有源濾波的比較

無(wú)源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波，但可以解決系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題，解決企業(yè)用電過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，且

可以達(dá)到國(guó)家電力部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)；有源濾波器可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波，有源濾波器的濾波效果可達(dá) 95%左右，可動(dòng)態(tài)

濾除諧波的同時(shí)又能夠抑制閃變并補(bǔ)償無(wú)功功率，對(duì)比無(wú)源濾波器的濾波效果在 65%左右，只能濾除某一次或多

次特定頻率諧波。

有源濾波容量單套不超過(guò) 100KVA，無(wú)源濾波則無(wú)此限制；有源濾波在提供濾波時(shí)，不能或很少提供無(wú)功功

率補(bǔ)償，因?yàn)橐既萘?；而無(wú)源濾波則同時(shí)提供無(wú)功功率補(bǔ)償。

無(wú)源濾波器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；有源濾波器濾波效率高，相對(duì)無(wú)源來(lái)講會(huì)稍貴一點(diǎn)。

無(wú)源濾波器諧振點(diǎn)偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。

7) 信號(hào)電源抗干擾措施

變頻器輸出側(cè)整流環(huán)節(jié)產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)能夠利用輸電線路，影響外部電網(wǎng)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此必須

在變頻器的輸入側(cè)設(shè)置相應(yīng)的屏蔽措施，一是為了防止高頻信號(hào)由輸電線路進(jìn)入系統(tǒng)，從而影響系統(tǒng)內(nèi)部 PLC、

各類傳感器的正常工作；二是避免高頻干擾信號(hào)通過(guò)變頻器的輸入側(cè)電源進(jìn)一步污染外部電網(wǎng)。由此考慮在電源

開(kāi)關(guān)的輸入側(cè)加裝隔離變壓器。隔離變壓器應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，其簡(jiǎn)易原理圖解如圖 1 所示。

圖 5.3 隔離變壓器簡(jiǎn)易圖解

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隔離變壓器的作用主要有：隔離變壓器由匝數(shù)之比為 1:1 的原、副線圈組成，原線圈在交流電源的作用下產(chǎn)

生磁場(chǎng)，而副線圈在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生與原線圈電壓相等的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，向系統(tǒng)供電[6]。隔離變壓器具有良好

的低通濾波特性。當(dāng)信號(hào)的頻率大于截止頻率時(shí)，呈現(xiàn)出較高的阻抗特性，抑制高頻信號(hào)的傳輸；當(dāng)信號(hào)頻率大

于 0 且小于截止頻率時(shí)，呈現(xiàn)低阻抗特性，對(duì)于信號(hào)的抑制作用很?。划?dāng)信號(hào)的頻率等于 0（直流信號(hào)）時(shí)，由

于電感存在通交流、阻直流的特性，導(dǎo)致直流信號(hào)無(wú)法順利流過(guò)隔離變壓器[7]。

8) 信號(hào)傳輸抗干擾措施

傳感器在干擾信號(hào)的作用下產(chǎn)生異常信號(hào)，通過(guò)模擬量輸入（AI）將異常信號(hào)傳送至 PLC，導(dǎo)致其作出錯(cuò)

誤的判斷，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此需要在模擬信號(hào)與 PLC 之間串接信號(hào)隔離器，利用信號(hào)隔離器將異

常信號(hào)過(guò)濾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。信號(hào)隔離器的原理圖如下圖 2 所示。

圖 5.4 信號(hào)隔離器原理圖

信號(hào)隔離器應(yīng)用光電隔離技術(shù)，主要由二極管組成。信號(hào)隔離器輸入端的二極管在 4～20mA 電流的作用下

發(fā)光，輸出端的光敏二極管在接收到光信號(hào)后轉(zhuǎn)換成電流輸出。信號(hào)隔離器的實(shí)質(zhì)是利用光為傳播媒介，通過(guò)電

-光-電轉(zhuǎn)換，利用信號(hào)隔離器實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入側(cè)和輸出側(cè)電流的隔離，避免了帶干擾的電流信號(hào)直接向 PLC 的傳輸，

因而具有良好的抗干擾特性[8]。

9) 變頻器輸入側(cè)抗干擾措施

由前文分析可知：整流環(huán)節(jié)中的非線性元件導(dǎo)致變頻器的輸入側(cè)產(chǎn)生了大量的高頻干擾信號(hào)，為了消除干擾信

號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響，提出在變頻器的輸入側(cè)設(shè)置交流電抗器，利用高頻信號(hào)阻抗較大的特性，抑制其對(duì)系統(tǒng)的干擾

作用。交流電抗器的原理圖見(jiàn)下圖 3。

圖 5.5 交流電抗器原理圖

10) 變頻器輸出側(cè)抗干擾措施

變頻器輸出側(cè)產(chǎn)生了大量的高頻干擾信號(hào)（主要是諧波干擾），會(huì)導(dǎo)致三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗變大，使用壽

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命降低。故而考慮在變頻器的輸出側(cè)加裝濾波磁環(huán)。

11) 系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施的總體思路是：控制柜與動(dòng)力柜隔離，強(qiáng)弱電分離。具體措施如下：

將 PLC 等控制設(shè)備與變頻器進(jìn)行隔離，從干擾源頭上預(yù)防變頻器對(duì)控制設(shè)備的干擾[11];

應(yīng)注意規(guī)范變頻器的安裝與選型，并對(duì)變頻器進(jìn)行定期檢查[12];

強(qiáng)、弱電分離。通過(guò)合理的布線，將信號(hào)線與電源線分離，防止電源中附帶的諧波影響信號(hào)的檢測(cè)與傳輸。

4、 閥門(mén)

1) 電磁閥（直流可以驅(qū)動(dòng)交流電磁閥）

電磁閥：是用來(lái)控制流體方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用在機(jī)械控制和工業(yè)閥門(mén)上面，通過(guò)一個(gè)

電磁線圈來(lái)控制閥芯位置，切斷或接通氣源以達(dá)到改變流體流動(dòng)方向的目的，來(lái)對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到

對(duì)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的控制。

工作原理：在氣動(dòng)回路中，電磁控制換向閥的作用是控制氣流通道的通、斷或改變壓縮空氣的流動(dòng)方向。主要工

作原理是利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力的作用，推動(dòng)閥芯切換，實(shí)現(xiàn)氣流的換向。

按電磁控制部分對(duì)換向閥推動(dòng)方式的不同，可以分為直動(dòng)式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥。直動(dòng)式電磁閥直接利用

電磁力推動(dòng)閥芯換向，而先導(dǎo)式換向閥則利用電磁先導(dǎo)閥輸出的先導(dǎo)氣壓推動(dòng)閥芯換向。

電磁閥結(jié)構(gòu)：

電磁閥的基本結(jié)構(gòu)：包括一個(gè)或幾個(gè)孔的閥體。閥體部分由滑閥芯、滑閥套、彈簧底座等組成，當(dāng)線圈通電

或斷電時(shí)，以達(dá)到改變流體方向的目的。電磁閥的電磁部件由固定鐵芯、動(dòng)鐵芯、線圈等部件組成，動(dòng)鐵芯的運(yùn)

轉(zhuǎn)將導(dǎo)致流體通過(guò)閥體或被切斷。

圖 5.6 電磁閥結(jié)構(gòu)

操作方式—電氣（電磁線圈）：

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圖 5.7 電磁閥線圈操作方式

2) 球閥

球閥(ball valve ），啟閉件（球體）由閥桿帶動(dòng)，并繞球閥軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門(mén)。亦可用于流體的調(diào)節(jié)與

控制，其中硬密封 V 型球閥其 V 型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、

微小固體顆料等的介質(zhì)。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質(zhì)的合流、分流、及流向的切換，同時(shí)也可關(guān)閉

任一通道而使另外兩個(gè)通道相連。本類閥門(mén)在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。球閥按照驅(qū)動(dòng)方式分為：氣動(dòng)球閥，電

動(dòng)球閥，手動(dòng)球閥。

接線圖如下

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圖 5.8 球閥接線圖

3) 調(diào)節(jié)閥（接線、閥門(mén)調(diào)試、pid 調(diào)試）

調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域中，通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作

去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)組成。如果按行程特點(diǎn)，

調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程；按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，可以分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥

三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐

蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)。英文名：control valve，位號(hào)通常 FV 開(kāi)頭。調(diào)節(jié)閥常用分類：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)

調(diào)節(jié)閥，液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，自力式調(diào)節(jié)閥。

調(diào)節(jié)閥的閥體種類很多，常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、

蝶形、套筒式、球形等。

在具體選擇時(shí)，可做如下考慮：

a) 閥芯形狀結(jié)構(gòu)

b) 主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。

c) 耐磨損性

d) 當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。

e) 耐腐蝕性

f) 由于介質(zhì)具有腐蝕性，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單閥門(mén)。

g) 介質(zhì)的溫度、壓力

h) 當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門(mén)，當(dāng)溫度≥250℃

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時(shí)應(yīng)加散熱器。

i) 防止閃蒸和空化

閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，閃蒸和空化會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，縮短閥門(mén)的使用壽命，

因此在選擇閥門(mén)時(shí)應(yīng)防止閥門(mén)產(chǎn)生閃蒸和空化。

接線圖大致如下：

圖 5.9 調(diào)節(jié)閥接線圖

通常電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)試需要 3 步，分別是行程調(diào)整，開(kāi)度指示器調(diào)整，力矩調(diào)整。

PID 調(diào)節(jié)(PID regulating)經(jīng)典控制理論中控制系統(tǒng)的一種基本調(diào)節(jié)方式. 是具有比例、積分和微分作用的一

種線性調(diào)節(jié)規(guī)律. 其中 Kp 為比例系數(shù)，Ti 為積分系數(shù)，Td 為微分系數(shù)。 加大比例系數(shù) Kp 可以減小系統(tǒng)的靜

差，但當(dāng) Kp 過(guò)大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，引起被控量振蕩，甚至導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。

5、 交流異步電機(jī)（包括風(fēng)機(jī)、水泵）

1) 啟動(dòng)分類

a) 直接啟動(dòng)

容量小于 7KW；

容量小于變壓器容量的 20%；

也可以用公式直接計(jì)算是否可以直接啟動(dòng)；

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)時(shí)間短；

缺點(diǎn)：對(duì)電網(wǎng)沖擊很大。

b) 降壓?jiǎn)?dòng)

優(yōu)點(diǎn)：降低啟動(dòng)電流，使用輕載啟動(dòng)；

降壓?jiǎn)?dòng)分為自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，星三角降壓?jiǎn)?dòng)，軟啟動(dòng)器及變頻器

2) 接線

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自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)如下圖

圖 5.10 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)接線圖

星三角降壓?jiǎn)?dòng)如下圖

圖 5.11 星三角降壓?jiǎn)?dòng)接線圖

軟啟動(dòng)器及變頻器主回路如下圖

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圖 5.12 軟啟動(dòng)器主回路原理圖

六、 通訊

1、 接口與協(xié)議

通訊協(xié)議為連接不同操作系統(tǒng)和不同硬件體系結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供通信支持，是一種網(wǎng)絡(luò)通用語(yǔ)

言。如 modbus rtu、modbus ascii、modbus tcp 等。

通信接口是指中央處理器和標(biāo)準(zhǔn)通信子系統(tǒng)之間的接口。如 RS485、232、422 等。

兩個(gè)設(shè)備只是通信協(xié)議相同，也不能互聯(lián)互通。兩臺(tái)設(shè)備想要實(shí)現(xiàn)通信，必須具備以下兩個(gè)條件：

1) 具有相同的設(shè)備接口，或者接口可以轉(zhuǎn)成相同的接口。

2) 設(shè)備支持的相同的通信協(xié)議。

2、 常用接口

RS485、232、422、TCP，特點(diǎn)區(qū)別、傳輸距離及增加距離方法。

表 6-1 常用接口的特點(diǎn)和傳輸距離

特點(diǎn) 傳輸距離 增加距離的方法

RS485

接口信號(hào)電平相比于 RS-232 降低了，就不容易損

壞接口電路芯片。且與 TTL 電平兼容，方便與 TTL

電路連接。

數(shù)據(jù)最高傳輸速率為：10Mbps

在總線上只允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器。

最大傳輸距

離 標(biāo) 準(zhǔn) 值

4000 英尺，

實(shí)際上可達(dá)

3000 米

增加中繼器及終

端電阻、光纖轉(zhuǎn)

換器

RS232

接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片。

任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。與 TTL

電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電

路連接。

傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，比特率為 20Kbps。

抗噪聲干擾性弱。

在總線上只允許連接一個(gè)收發(fā)器。

傳輸距離有

限，最大傳

輸距離標(biāo)準(zhǔn)

值為 50 英

尺，實(shí)際上

用在 15 米

左右。

采用變送器、光

纖轉(zhuǎn)換器等

RS422

RS-422 需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸

電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時(shí)可不需終接電

阻，即一般在 300 米以下不需終接電阻。終接電

阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。

最大傳輸距

離 為 4000

英 尺 ， 約

1219 米

中繼器及終端電

阻、光纖轉(zhuǎn)換器

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最大傳輸速率為 10Mb/s。

什么時(shí)候需要加終端電阻？

1) 通信速度低或者通信距離近的情況下建議不加終端電阻

通信速度低或者通信距離近的情況下，信號(hào)反射對(duì)通信信號(hào)的影響不大，而且不加終端電阻可以大大降低功耗，

并且通過(guò)加較大上下拉電阻值即可保證 RS-485 總線空閑時(shí)具有較高的差分電壓幅值，提高了通信的可靠性。

2) 通信距離較長(zhǎng)且通信速度較快，對(duì)信號(hào)質(zhì)量要求較高的情況

此時(shí)可以增加終端電阻，防止阻抗突變引起的信號(hào)反射問(wèn)題，提高信號(hào)質(zhì)量，但應(yīng)確保在總線空閑時(shí)總線的差分

電壓不處于門(mén)限電平范圍內(nèi)。

3) 對(duì)功耗有要求且通信距離較長(zhǎng)的情況

一般在一個(gè)位的中間時(shí)間對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，由于低通信速度的情況下，每一個(gè)位的時(shí)間較長(zhǎng)，所以在到達(dá)采樣點(diǎn)

時(shí)反射信號(hào)已被消耗掉，對(duì)通信已無(wú)影響。RSM485ECHT 在 1200m 9600bps 不加終端電阻首端和末端的波形如

圖 8 和圖 9 所示，可以看出反射信號(hào)在到達(dá)每一個(gè)位中間前就已經(jīng)被消耗掉了。

所以對(duì) RS-485 的收發(fā)器的功耗有較高要求且通信距離較長(zhǎng)的應(yīng)用，應(yīng)適當(dāng)降低通信的速度。

由于 RS-485 是在 RS-422 基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，因此 RS-485 很多電氣設(shè)備要求與 RS-422 差不多。如都選用

均衡傳輸方式、都必須在傳輸線里接接電阻器等。

因 RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因

為 RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以 RS485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。

RS-485 與 RS-422 的不一樣還取決于其共模輸出工作電壓是不一樣的，RS-485 是-7V 至+12V 中間，而 RS-422

在-7V 至+7V 中間。因此，RS-485 的控制器能夠用在 RS-422 互聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用。

RS485 連接多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行通訊

RS-422 可支持 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)，RS-485 支持 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總

線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。因此在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意這幾個(gè)方面：

1) 采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使

引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。

2) 應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線，避免在阻抗不連續(xù)點(diǎn)時(shí)發(fā)生

信號(hào)反射的情況。

RS-422 與 RS-485 在傳輸線上的區(qū)別

56

圖 6-1 485 和 422 的區(qū)別

3、 常用協(xié)議

1) Modbus 協(xié)議之間的區(qū)別

表 6-2 Modbus3 種協(xié)議的區(qū)別

接口方式 連接方式 傳輸方式

Modbus RTU RS485 1)從機(jī)地址；2)功能

碼；3)數(shù)據(jù)；4)校驗(yàn)

碼。采用一問(wèn)一答式

通訊方式

串口

Modbus ASCII 多用于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域 串口

Modbus TCP RS232、RS422、

RS485 和以太網(wǎng)接

口

master/slave 以太網(wǎng)

a) Modbus ASCII

圖 6-2 Modbus ASCLL 的功能

57

b) Modbus RTU

圖 6-3 Modbus RTU 的功能

c) Modbus TCP

MODBUS/TCP 使 MODBUS_RTU 協(xié)議運(yùn)行于以太網(wǎng)，MODBUS TCP 使用 TCP/IP 和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間

傳送 MODBUS 報(bào)文，MODBUS TCP 結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 以及以 MODBUS 作為應(yīng)用

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP 通信報(bào)文被封裝于以太網(wǎng) TCP/IP 數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，

MODBUS TCP 插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS 報(bào)文到 TCP 報(bào)文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)和地址。

Modbus TCP 的數(shù)據(jù)幀：Modbus TCP 的數(shù)據(jù)幀可分為兩部分：MBAP+PDU。

MBAP 為報(bào)文頭，長(zhǎng)度為 7 字節(jié)，組成如下：

表 6-3 報(bào)文組成

事務(wù)處理標(biāo)識(shí) 協(xié)議標(biāo)識(shí) 長(zhǎng)度 單元標(biāo)識(shí)符

2 字節(jié) 2 字節(jié) 2 字節(jié) 1 字節(jié)

表 6-4 報(bào)文的解釋

內(nèi)容 解釋

事務(wù)處理標(biāo)識(shí) 可以理解為報(bào)文的序列號(hào)，一般每次通信之后就要加 1 以區(qū)別不同的

通信數(shù)據(jù)報(bào)文

協(xié)議標(biāo)識(shí) 00 00 表示 Modbus TCP 協(xié)議

長(zhǎng)度 表示接下來(lái)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，單位為字節(jié)

單元標(biāo)識(shí)符 可以理解為設(shè)備地址

幀結(jié)構(gòu) PDU

PDU 由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼為 1 字節(jié)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不定，由具體功能決定。

功能碼

Modbus 的操作對(duì)象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。

58

表 6-5 操作對(duì)象的含義

對(duì)象 含義

線圈 PLC 的輸出位，開(kāi)關(guān)量，在 Modbus 中可讀可寫(xiě)

離散量 PLC 的輸入位，開(kāi)關(guān)量，在 Modbus 中只讀

輸入寄存器 PLC 中只能從模擬量輸入端改變的寄存器，在 Modbus 中只讀

保持寄存器 PLC 中用于輸出模擬量信號(hào)的寄存器，在 Modbus 中可讀可寫(xiě)

根據(jù)對(duì)象的不同，Modbus 的功能碼有：

表 6-6 功能碼的應(yīng)用

功能碼 代碼 中文名稱 英文名 位操作/字操

作

操作數(shù)量

0x01 01 讀線圈狀態(tài) READ COIL STATUS 位操作 單個(gè)或多個(gè)

0x02 02 讀離散輸入

狀態(tài)

READ INPUT

STATUS

位操作 單個(gè)或多個(gè)

0x03 03 讀保持寄存

器

READ

HOLDINGREGISTER

字操作 單個(gè)或多個(gè)

0x04 04 讀輸入寄存

器

READ INPUT

REGISTER

字操作 單個(gè)或多個(gè)

0x05 05 寫(xiě)線圈狀態(tài) WRITE SINGLE COIL 位操作 單個(gè)

0x06 06 寫(xiě)單個(gè)保持

寄存器

WRITE

SINGLEREGISTER

字操作 單個(gè)

0x0F 15 寫(xiě)多個(gè)線圈 WRITE MULTIPLE

COIL

位操作 多個(gè)

0x10 16 寫(xiě)多個(gè)保持

寄存器

WRITE

MULTIPLEREGISTER

字操作 多個(gè)

0x01：讀線圈

在從站中讀 1~2000 個(gè)連續(xù)線圈狀態(tài)，ON=1,OFF=0

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 數(shù)量 H 數(shù)量 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 數(shù)據(jù)（一個(gè)地址的數(shù)據(jù)為 1 位）

如：在從站 0x01 中，讀取開(kāi)始地址為 0x0002 的線圈數(shù)據(jù)，讀 0x0008 位

59

00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 08

回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 0x01 個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)為 0x01，第一個(gè)線圈為 ON，其余為 OFF

00 01 00 00 00 04 01 01 01 01

0x05：寫(xiě)單個(gè)線圈

將從站中的一個(gè)輸出寫(xiě)成 ON 或 OFF，0xFF00 請(qǐng)求輸出為 ON,0x000 請(qǐng)求輸出為 OFF

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 輸出地址 H 輸出地址 L 輸出值 H 輸出值 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 輸出地址 H 輸出地址 L 輸出值 H 輸出值 L（共 12 字節(jié)）

如：將地址為 0x0003 的線圈設(shè)為 ON

00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00

回：寫(xiě)入成功

00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00

0x0F：寫(xiě)多個(gè)線圈

將一個(gè)從站中的一個(gè)線圈序列的每個(gè)線圈都強(qiáng)制為 ON 或 OFF，數(shù)據(jù)域中置 1 的位請(qǐng)求相應(yīng)輸出位 ON，置 0 的

位請(qǐng)求響應(yīng)輸出為 OFF

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 輸出數(shù)量 H 輸出數(shù)量 L 字節(jié)長(zhǎng)度 輸出值 H 輸出值 L

響應(yīng)：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 輸出數(shù)量 H 輸出數(shù)量 L

0x02：讀離散量輸入

從一個(gè)從站中讀 1~2000 個(gè)連續(xù)的離散量輸入狀態(tài)

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 數(shù)量 H 數(shù)量 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度：9+ceil（數(shù)量/8））

如：從地址 0x0000 開(kāi)始讀 0x0012 個(gè)離散量輸入

00 01 00 00 00 06 01 02 00 00 00 12

回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 0x03 個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)為 0x01 04 00，表示第一個(gè)離散量輸入和第 11 個(gè)離散量輸入為 ON，其余為

OFF

00 01 00 00 00 06 01 02 03 01 04 00

0x04：讀輸入寄存器

從一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中讀 1~2000 個(gè)連續(xù)輸入寄存器

60

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 寄存器數(shù)量 H 寄存器數(shù)量 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 寄存器數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度：9+寄存器數(shù)量×2)

如：讀起始地址為 0x0002，數(shù)量為 0x0005 的寄存器數(shù)據(jù)

00 01 00 00 00 06 01 04 00 02 00 05

回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 0x0A，第一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為 0x0c，其余為 0x00

00 01 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00

0x03：讀保持寄存器

從遠(yuǎn)程設(shè)備中讀保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 寄存器數(shù)量 H 寄存器數(shù)量 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 寄存器數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度：9+寄存器數(shù)量×2)

如：起始地址是 0x0000，寄存器數(shù)量是 0x0003

00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03

回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 0x06，第一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為 0x21，其余為 0x00

00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00

0x06：寫(xiě)單個(gè)保持寄存器

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中寫(xiě)一個(gè)保持寄存器

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 寄存器地址 H 寄存器地址 L 寄存器值 H 寄存器值 L（共 12 字節(jié)）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 寄存器地址 H 寄存器地址 L 寄存器值 H 寄存器值 L（共 12 字節(jié)）

如：向地址是 0x0000 的寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù) 0x000A

00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A

回：寫(xiě)入成功

00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A

0x10：寫(xiě)多個(gè)保持寄存器

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中寫(xiě)連續(xù)寄存器塊（1~123 個(gè)寄存器）

請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 寄存器數(shù)量 H 寄存器數(shù)量 L 字節(jié)長(zhǎng)度 寄存器值（13+寄存器數(shù)

量×2）

響應(yīng)：MBAP 功能碼 起始地址 H 起始地址 L 寄存器數(shù)量 H 寄存器數(shù)量 L（共 12 字節(jié)）

如：向起始地址為 0x0000，數(shù)量為 0x0001 的寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 0x02，數(shù)據(jù)為 0x000F

61

00 01 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F

回：寫(xiě)入成功

00 01 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01

2) TCP

TCP 是一種面向廣域網(wǎng)的通信協(xié)議，目的是在跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，為兩個(gè)通信端點(diǎn)之間提供一條

具有下列特點(diǎn)的通信方式：

a) 基于流的方式；

b) 面向連接；

c) 可靠通信方式；

d) 在網(wǎng)絡(luò)狀況不佳的時(shí)候盡量降低系統(tǒng)由于重傳帶來(lái)的帶寬開(kāi)銷；

e) 通信連接維護(hù)是面向通信的兩個(gè)端點(diǎn)的，而不考慮中間網(wǎng)段和節(jié)點(diǎn)。

3) CAN 總線

如何長(zhǎng)距離傳輸 CAN 總線數(shù)據(jù)？

CAN 總線通信波特率和傳輸距離的理論對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖 6-4 波特率和長(zhǎng)度的關(guān)系

從上表中可以看到，CAN 總線理論最遠(yuǎn)通信距離可達(dá) 13Km，但是在波特率只有 5K 的前提下，帶寬比較小，

無(wú)法在數(shù)據(jù)量較大的系統(tǒng)中使用，這時(shí)如果還想無(wú)損的延長(zhǎng) CAN 總線傳輸距離，那么我們需要使用 CAN 光纖

中繼器來(lái)延長(zhǎng)通信距離，CAN 光纖中繼器是將 CAN 信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖信號(hào)，然后通過(guò)光導(dǎo)纖維進(jìn)行信號(hào)傳輸。由

于是將電信號(hào)轉(zhuǎn)成了光信號(hào)，而光信號(hào)的傳播速度是遠(yuǎn)大于電信號(hào)的，所以使用這種方法傳輸 CAN 總線數(shù)據(jù)就

沒(méi)有了通信波特率的限制，而且也不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)被干擾的問(wèn)題，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10~20km，這個(gè)距離已經(jīng)幾乎

可以能滿足 99%的需要長(zhǎng)距離通信的客戶需求了。

CAN 總線終端電阻的作用有 3 個(gè)：

62

a) 提高抗干擾能力，讓高頻低能量的信號(hào)迅速走掉；

b) 確?？偩€快速進(jìn)入隱性狀態(tài)，讓寄生電容的能量更快走掉；

c) 提高信號(hào)質(zhì)量，放置在總線的兩端，讓反射能量降低。

圖 6-5 CAN 光纖中繼器

4) CAN 協(xié)議

協(xié)議概括

控制器局域網(wǎng)總線（CAN，Controller Area Network）是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使

用雙絞線來(lái)傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN 協(xié)議用于汽車中各種不同元件之間的通信，

以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協(xié)議的健壯性使其用途延伸到其他自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用。CAN 協(xié)議的特性包

括完整性的串行數(shù)據(jù)通訊、提供實(shí)時(shí)支持、傳輸速率高達(dá) 1Mb/s、同時(shí)具有 11 位的尋址以及檢錯(cuò)能力。

圖 6-6 CAN 協(xié)議連接方式

63

大部分的 Profibus 電纜長(zhǎng)這樣，通過(guò)它的紫色外皮很好辨認(rèn)。

圖 6-7 profibus 的電纜外觀

5) Profibus DP

在今天，Profibus-DP 在工業(yè)自動(dòng)化中是最通用的協(xié)議之一，Profibus 代表“Process Field Bus”，即“過(guò)

程現(xiàn)場(chǎng)總線”，DP 代表“Decentralized Peripherals”，即“分布式外圍設(shè)備”。

假如我們?cè)诠I(yè)現(xiàn)場(chǎng)有大量的傳感器和執(zhí)行器，然后我們想要將它們連接到 PLC 的 IO 模塊上，但是現(xiàn)場(chǎng)

距離控制室很遠(yuǎn)，比如幾千米，要做到這一點(diǎn)，如果我們用單獨(dú)的線將這些傳感器連接到 PLC 上，如下

圖所示，那么最終就會(huì)產(chǎn)生大量的線纜并增加系統(tǒng)的安裝成本。

圖 6-8 連接圖

在上圖中，我們的 IO 模塊放在 CPU 旁邊，而如果我們采用 Profibus-DP 的方式如下圖，接線就會(huì)發(fā)生改

變，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)靠近傳感器的位置劃出一片區(qū)域放置機(jī)柜，將 IO 模塊移至其中，然后將傳感器與 IO 模

塊相連，為了讓 IO 模塊能夠與控制室的 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，我們需要在 IO 模塊前面安裝 IM 模塊（接

64

口模塊），接下來(lái)我們就能使用 Profibus-DP 和 RS-485 線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。使用 RS-485 能減少線纜成本，同

時(shí)由于它傳輸?shù)氖菙?shù)字量，與模擬量相比受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響比較小，因此控制器與現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的數(shù)據(jù)

傳輸更加穩(wěn)定。

圖 6-9 連接圖

但是它也存在一些缺點(diǎn)，由于我們使用單個(gè) RS-485 線纜進(jìn)行通訊，如果它出現(xiàn)問(wèn)題，我們將丟失所

有來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施的數(shù)據(jù)，為了預(yù)防這種情況，我們有以下措施：

將一些主要設(shè)備直接與控制室的 PLC 相連，將其余信號(hào)通過(guò) Profibus-DP 傳遞，這樣即使 RS-485 出現(xiàn)問(wèn)

題，主要的設(shè)備信息依然可以傳遞到控制室。

圖 6-10 連接圖

另一種方法是使用冗余網(wǎng)絡(luò)，我們使用兩根 RS-485 來(lái)連接分布式 I/O 和 PLC，在這種情況下，即使其中

用于傳輸數(shù)據(jù)的那根線出了問(wèn)題，剩下的那根線就會(huì)擔(dān)負(fù)起傳輸數(shù)據(jù)的任務(wù)。

65

圖 6-12

接下來(lái)做個(gè)總結(jié)，以前 PLC 的 I/O 模塊是集中布置的，但通過(guò)在主控制器和 I/O 模塊之間引入網(wǎng)絡(luò)

總線，我們將 I/O 分散到現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的機(jī)柜中。這就是為什么 Profibus 后有 DP（Decentralized Peripherals）

這個(gè)后綴，我們通常將“分布式外圍設(shè)備”叫做“分布式 I/O”（Remote I/O）。

在一個(gè) Profibus 網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該保證在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)終端各有一個(gè)終端電阻，兩端的設(shè)備開(kāi)關(guān)需要撥到

ON 的位置上，否則 Profibus 總線與終端電阻將會(huì)出現(xiàn)不匹配的情況，可能導(dǎo)致通信問(wèn)題。

6) Profinet

PROFINET 是什么

PROFINET 是針由 PI 推出的一種開(kāi)放式的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域，

符合 IEEE 802.3 規(guī)范下的內(nèi)容，具備自動(dòng)協(xié)商、自動(dòng)交叉的功能。

它是一種基于以太網(wǎng)的技術(shù)，因此具有和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相同的一些特性如全雙工、多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，其速

率可達(dá)百兆或千兆。另外它也有自己的獨(dú)特之處，如：能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)；與

標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)兼容，可一同組網(wǎng)；能通過(guò)代理的方式無(wú)縫集成現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線等。

圖 6-13 協(xié)議間的對(duì)比

66

七、 信號(hào)抗干擾

6、 信號(hào)傳輸媒介

1） 雙絞線、屏蔽線、屏蔽雙絞線

U/UTP 雙絞線：即通常所說(shuō)的 UTP 雙絞線，非屏蔽雙絞線；

F/UTP 雙絞線：總屏蔽層為鋁箔屏蔽，沒(méi)有線對(duì)屏蔽層的屏蔽雙絞線；

U/FTP 雙絞線：沒(méi)有總屏蔽層，線對(duì)屏蔽為鋁箔屏蔽的屏蔽雙絞線；

SF/UTP 雙絞線：總屏蔽層為絲網(wǎng)＋鋁箔的雙重屏蔽，線對(duì)沒(méi)有屏蔽的雙重屏蔽雙絞線；

S/FTP 雙絞線：總屏蔽層為絲網(wǎng)，線對(duì)屏蔽為鋁箔屏蔽的雙重屏蔽雙絞線。

a) F/UTP 屏蔽雙絞線

鋁箔總屏蔽屏蔽雙絞線（F/UTP）是最傳統(tǒng)的屏蔽雙絞線，主要用于將 8 芯雙絞線與外部電磁場(chǎng)隔離，對(duì)線對(duì)

之間電磁干擾沒(méi)有作用。

F/UTP 雙絞線在 8 芯雙絞線外層包裹了一層鋁箔。即在 8 根芯線外、護(hù)套內(nèi)有一層鋁箔，在鋁箔的導(dǎo)電面上鋪

設(shè)了一根接地導(dǎo)線。

F/UTP 雙絞線主要用于五類、超五類，在六類中也有應(yīng)用。

b) U/FTP 屏蔽雙絞線

線對(duì)屏蔽雙絞線（U/FTP）的屏蔽層同樣由鋁箔和接地導(dǎo)線組成，所不同的是：鋁箔層分有 4 張，分別包裹 4

個(gè)線對(duì)，切斷了每個(gè)線對(duì)之間電磁干擾途徑。因此它除了可以抵御外來(lái)的電磁干擾外，還可以對(duì)抗線對(duì)之間的電

磁干擾（串?dāng)_）。

U/FTP 線對(duì)屏蔽雙絞線來(lái)自 7 類雙絞線，目前主要用于六類屏蔽雙絞線，也可以用于超 5 類屏蔽雙絞線。

c) SF/UTP 屏蔽雙絞線

SF/UTP 屏蔽雙絞線的總屏蔽層為鋁箔＋銅絲網(wǎng)，它不需要接地導(dǎo)線作為引流線：銅絲網(wǎng)具有很好的韌性，不

易折斷，因此它本身就可以作為鋁箔層的引流線，萬(wàn)一鋁箔層斷裂，絲網(wǎng)將起到將鋁箔層繼續(xù)連接的作用。

SF/UTP 雙絞線在 4 個(gè)雙絞線的線對(duì)上，沒(méi)有各自的屏蔽層。因此它屬于只有綜屏蔽層的屏蔽雙絞線。

d) S/FTP 屏蔽雙絞線

S/FTP 屏蔽雙絞線屬于雙重屏蔽雙絞線，它是應(yīng)用于 7 類屏蔽雙絞線的線纜產(chǎn)品，也用于六類屏蔽雙絞線。

什么時(shí)候使用屏蔽雙絞線？

頻率小于 100Hz

什么時(shí)候使用屏蔽線？

在信號(hào)傳輸問(wèn)題上。

何時(shí)需要使用屏蔽線纜？

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屏蔽？還是不屏蔽？——這是一個(gè)問(wèn)題。屏蔽線纜或非屏蔽線纜的選擇主要取決于具體應(yīng)用需求。下文中，我們

將對(duì)決定是否應(yīng)該使用屏蔽線纜時(shí)需要考慮的若干因素進(jìn)行詳細(xì)描述。

屏蔽

首先，安裝區(qū)域周圍的電氣環(huán)境是一個(gè)重要考慮因素。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或線纜離能夠產(chǎn)生較大電磁或射頻干擾

（EMI/RFI）的機(jī)器、電機(jī)、電源線、熒光燈等電子設(shè)備較近的話，通過(guò)屏蔽能夠保護(hù)數(shù)據(jù)免受電磁干擾影響，

從而提高傳輸速度并減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。

此外，屏蔽線纜在針對(duì)外部串?dāng)_（AXT）的保護(hù)方面也優(yōu)于非屏蔽線纜。外部串?dāng)_是指附近的其他線纜對(duì)當(dāng)前線

纜造成的串?dāng)_，有時(shí)處于連接狀態(tài)下的附近設(shè)備也可造成外部串?dāng)_。

為了最大程度地降低電磁和射頻干擾的影響，屏蔽系統(tǒng)中的每一部件必須無(wú)縫，而且必須得到正確的安裝和維護(hù)。

此外，屏蔽線纜和系統(tǒng)還需要良好的接地。不正確的接地方式可導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生輻射和干擾問(wèn)題。

非屏蔽

當(dāng)不涉及在 EMI/RFI 干擾源附近布線時(shí)，多數(shù)情況下應(yīng)選擇非屏蔽線纜。非屏蔽線纜具有質(zhì)量輕、柔性高、用

途廣、可靠、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛用于 IT 應(yīng)用和辦公網(wǎng)絡(luò)。

然而，需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或 SMB 網(wǎng)絡(luò)希望在銅線上實(shí)現(xiàn) 10Gbps 或 40Gbps 等高數(shù)據(jù)速率時(shí)，使用

屏蔽線纜可大幅降低或甚至消除對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有害的外部串?dāng)_（AXT）。這一問(wèn)題主要針對(duì)使用超 6 類線纜的高速

網(wǎng)絡(luò)，不涉及使用超 5 類和 6 類線纜的低速 10/100/1000 網(wǎng)絡(luò)。

由此可見(jiàn)，選擇何種類型的線纜取決于網(wǎng)絡(luò)的物理位置和所采用的技術(shù)（如 10BASE-T）。最佳的做法是，先對(duì)

安裝地點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求進(jìn)行徹底評(píng)估，然后針對(duì)具體規(guī)格需求，選定合適的線纜。

2） 網(wǎng)線

分類

a) 五類網(wǎng)線：標(biāo)志為“CAT.5”，傳輸帶寬為 100MHZ，用以語(yǔ)音和最高傳輸速率為 100MBPS 數(shù)據(jù)傳輸，如

今運(yùn)用已經(jīng)比較少，基本上被超五類網(wǎng)線替代。

b) 超五類網(wǎng)線：標(biāo)志為“CAT.5E”，傳輸頻率為 100MHz，主要運(yùn)用于百兆或千兆以太網(wǎng)，千兆比較湊合，

只建議較短距離傳輸，規(guī)范的線才能實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)距離傳輸千兆也許會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀況。

c) 六類網(wǎng)線：標(biāo)志為“CAT.6”，傳輸帶寬為 250MHZ，主要運(yùn)用于千兆以太網(wǎng)，提供于 2 倍于超 5 類的帶

寬，適用于傳輸速率 1Gbps 的運(yùn)用，是如今公司綜合布線中運(yùn)用最常見(jiàn)的一種。

d) 超六類網(wǎng)線：標(biāo)志為“CAT.6A”，優(yōu)化后的六類網(wǎng)線，主要運(yùn)用于萬(wàn)兆位網(wǎng)絡(luò)中。傳輸頻率為 500MHZ，

最大傳輸速率可達(dá) 10Gbps，外界串?dāng)_等方面有很大的改進(jìn)。

e) 七類網(wǎng)線：標(biāo)志為“CAT.7”,傳輸速率至少可達(dá) 600MHZ，可提供至少 500MHZ 的綜合衰減對(duì)串?dāng)_比和

600MHZ 總體帶寬，傳輸速率可達(dá) 10Gbps。為了適用萬(wàn)兆網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展，七類網(wǎng)線所有

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為帶屏蔽網(wǎng)線。

網(wǎng)線質(zhì)量電阻測(cè)量法

不同的材質(zhì)電阻值也會(huì)不同，注意測(cè)量時(shí)保證測(cè)量的是相同芯網(wǎng)線，也就是色調(diào)同樣，絕大多數(shù)網(wǎng)線每箱為 305

米，那咱們就以三百米左右網(wǎng)線長(zhǎng)度進(jìn)行估算電阻值。

超五類無(wú)氧銅的單芯規(guī)范阻值為 28 歐姆上下。

六類無(wú)氧銅的單芯規(guī)范阻值為 21~23 歐姆。

超五類銅包鋁的單芯規(guī)范阻值為 85 歐姆上下。

超五類鐵的單芯規(guī)范阻值為 170 歐姆。

一樣長(zhǎng)度一樣線徑線纜：鐵的電阻值是銅的 7 倍上下，鋁是銅的 1.7 倍上下。如果三百米超五類或六類網(wǎng)線測(cè)量

電阻值超過(guò) 30 歐姆，那就是非無(wú)氧銅（銅包鋁、銅包鐵）或是線徑較細(xì)。

3） 光纖

分類

多模光纖：可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加

嚴(yán)重。

單模光纖：只能傳一種模式的光，因此其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。

單模光纖和多模光纖對(duì)比：

表 7-1 單模和多模光纖的對(duì)比

對(duì)比 多模 單模

光纖成本 昂貴 不太昂貴

傳輸設(shè)備 基本的，成本低 更昂貴(激光二吸管)

衰減 高 低

傳輸波長(zhǎng) 850nm 到 13000m 1260nm 到 16500m

使用 芯徑更大，易于處理 連接更復(fù)雜

距離 本地網(wǎng)絡(luò)(<2km) 接入網(wǎng)中等距高/長(zhǎng)距商網(wǎng)

絡(luò)(>20km)

帶寬 有限的帶寬 幾乎無(wú)限帶寬

結(jié)論 光纖更昂貴，單是網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通

相對(duì)不昂貴

提供更高的性能，但是建立

網(wǎng)絡(luò)昂貴

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表 7-2 多模光纖和單模光纖的應(yīng)用

ITU 標(biāo)

準(zhǔn)

光纖類型 名稱 適用場(chǎng)合

G.651 多模 多模光纖 適合光波波長(zhǎng)為 8500/1310nm 短距離傳送(以太網(wǎng)，

局域網(wǎng))

G.652 單模 色散非位移

單模光纖

適合光波波長(zhǎng)為 13100m-1550m (接入網(wǎng))。常規(guī)單模

光纖。適用光纖到戶、長(zhǎng)途、 城城網(wǎng)。

G.653 單模 色散位移光

纖

適合光波波長(zhǎng)為 1550nm 長(zhǎng)距離傳送(主干網(wǎng)，海底

光纜) ,很快退出歷史舞臺(tái)。

G.654 單模 截止波長(zhǎng)位

移光纖

適合光波波長(zhǎng)為 1550nm 長(zhǎng)距離傳送(海底光纜，不

支持 DWDM)，5G 承載網(wǎng)

G.655 單模 非零色散位

移光纖

適合光波波長(zhǎng)為 1550nm 長(zhǎng)距離傳送(主干網(wǎng)，海底

光錫，支持 DWDM)。后期或僅用于長(zhǎng)途線路的維

護(hù)

G.656 單模 低斜率非零

色散位移光

纖

非零色散位移光纖的一 種，對(duì)于色散的速度有嚴(yán)格

的要求，確保了 0WDM 系統(tǒng)中更大波長(zhǎng)范圍內(nèi)的傳

輸性能。量產(chǎn)可散位移光纖

G.657 單模 耐穹光纖 根據(jù) FTTx 技術(shù)的需求及組裝應(yīng)用而生的新產(chǎn)品。

G 657 光纖是為了實(shí)現(xiàn)光纖到戶的目標(biāo)，在 G 652

光纖的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的最新的一個(gè)光纖品種。更近用

于實(shí)現(xiàn) FTTH 的信息傳送。適合安裝在室內(nèi)或大樓

等狹窄的場(chǎng)所。

光纖尾纖

尾纖的分類：

同光纖跳線一樣，尾纖也分為單模尾纖和多模尾纖。它們兩者在色彩、波長(zhǎng)以及傳輸間隔方面有必定的差異。一

般來(lái)說(shuō)，多模尾纖為橙色，作業(yè)波長(zhǎng)為 850nm，傳輸間隔在 500m 左右；單模尾纖色彩為黃色，作業(yè)波長(zhǎng)為 1310m

或 1550m，它可以傳輸?shù)拈g隔較長(zhǎng)，為 10—40km 左右。別的，依據(jù)光纖芯數(shù)的不同，尾纖又可以分為單芯尾纖、

4 芯尾纖、6 芯尾纖、8 芯尾纖、12 芯尾纖、24 芯尾纖等。

常用的尾纖類型：

FC-SC 類型，也就是一般所的圓轉(zhuǎn)方的尾纖。FC 銜接 ODF 盒，SC 銜接設(shè)備的光口。這種光纖銜接器在前期的

70

SBS 和 Optix 設(shè)備中運(yùn)用較多。

FC-FC 類型，俗稱圓轉(zhuǎn)圓的尾纖。一般用做 ODF 架之間的跳纖。

SC-SC 類型，俗稱方轉(zhuǎn)方尾纖，一般用在設(shè)備之間光板的銜接。

SC-LC 類型，LC 接口俗稱小方頭尾纖，歸于卡接式接頭?，F(xiàn)在華為 OSN 系列設(shè)備，中興 S 系列設(shè)備，包含前

期朗訊的波分設(shè)備，都是用的這種光纖銜接器。

LC-LC 類型，一般用在波分設(shè)備之間的內(nèi)部連纖中，這個(gè)運(yùn)用比較少。

MPO 光線纜：

MPO 屬于多模光纖。通過(guò) ISO 11801 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，多模光纜可分為 OM1 光纖，OM2 光纖，OM3 光纖，OM4 光纖

和新發(fā)布的 OM5 光纖其中，OM1 支持最大值為 1GB 的以太網(wǎng)傳輸，OM3 和 OM4 通常用于在數(shù)據(jù)中心的布線

環(huán)境，支持 10G/40G/100G 高速以太網(wǎng)的傳輸。OM5 則在 0M4 的基礎(chǔ)上拓寬帶寬通道，為 100Gb/s 和 400Gb/s

波長(zhǎng)提供解決方案。

OM5 光纖主要具有三大優(yōu)勢(shì)：

極強(qiáng)的擴(kuò)展性。OM5 光纖跳線可以將短波波分復(fù)用和并行傳輸技術(shù)結(jié)合在一起，并且只需要 8 芯寬帶多模光纖，

就能夠支持 200/400G 以太網(wǎng)應(yīng)用；

有效降低建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本。OM5 光纖跳線借鑒了單模光纖的波分復(fù)用技術(shù)，延展了網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的可用波長(zhǎng)范圍，

能夠在 1 芯多模光纖上支持 4 個(gè)波長(zhǎng)，很大程度上降低了網(wǎng)絡(luò)的布線成本；

在兼容性和互操作性方面優(yōu)勢(shì)明顯。能夠和 OM3 光纖跳線和 OM4 光纖跳線一樣支持傳統(tǒng)應(yīng)用，和傳統(tǒng)的 OM3

和 OM4 光纖跳線能夠完全兼容，互操作性極強(qiáng)。在 400G 時(shí)代，OM5 多模光纖應(yīng)用前景廣闊，即使在低速率設(shè)

備向高速率設(shè)備升級(jí)迭代的過(guò)程中也能有不俗的表現(xiàn)。

OM1 電纜通常帶有橙色護(hù)套，芯線大小為 62.5 微米（μm）。它可以支持長(zhǎng)達(dá) 33 米的 10 Gb 以太網(wǎng)。它最常用于

100 兆位以太網(wǎng)應(yīng)用。

OM2 的建議外套顏色為橙色。其核心尺寸為 50μm，而不是 62.5μm。它支持長(zhǎng)度達(dá) 82 米的 10 Gb 以太網(wǎng)，但更

常用于 1 Gb 以太網(wǎng)應(yīng)用。

OM1 和 OM2 都可以與基于 LED 的設(shè)備一起使用，該設(shè)備可以沿電纜發(fā)送數(shù)百種模式的光。

OM3 的建議外套顏色為水藍(lán)色。與 OM2 一樣，其核心尺寸為 50μm，但該電纜針對(duì)使用較少光模的基于激光的

設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化。作為優(yōu)化的結(jié)果，它能夠運(yùn)行長(zhǎng)達(dá) 300 米的 10 Gb 以太網(wǎng)。自從問(wèn)世以來(lái)，生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)提高

了 OM3 的整體功能，使其能夠與 40 米和 100 米以內(nèi)的 100 Gb 以太網(wǎng)（最長(zhǎng) 100 米）一起使用。10 Gb 以太網(wǎng)

是其最常見(jiàn)的用途。

OM4 與 OM3 光纖完全向后兼容，并共享相同的獨(dú)特防水外套（水藍(lán)色）。OM4 是專門(mén)為 VSCEL 激光傳輸而開(kāi)

發(fā)的，與 OM3 的 300M 相比，其 10 Gig / s 的鏈路距離可達(dá) 550m。利用 MPO 連接器，它可以在 150 米內(nèi)運(yùn)行

40 / 100GB。

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OM4 光纖常與 40G-SR4-OSFP+或者 100GBASE-SR4-OSFP28 等配合使用。

OM5 光纖，也稱為 WBMMF（寬帶多模光纖），是最新的多模光纖，向后兼容 OM4。它具有與 OM2，OM3 和

OM4 相同的核心大小。OM5 纖維外套的顏色為（**Lime Green，水綠色）。它被設(shè)計(jì)并指定為通過(guò) 850-953 nm

窗口支持至少四個(gè) WDM 通道，每個(gè)通道的最小速度為 28Gbps。

OM5 光纖在 40G SWDM4 網(wǎng)絡(luò)中可以達(dá) 440m 距離，在 100G SWDM4 網(wǎng)絡(luò)中可傳輸 150m。

如果數(shù)據(jù)中心使用的是不符合 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的 100G-SWDM4 收發(fā)器，則證明 OM5 可以支持 150 米的距離，僅比

OM4 多 50 米。

布線的成本將比 OM4 高出約 50％

物理方面差異:

物理差異主要在于真徑。護(hù)套顏色。光源和帶寬，如下表所述。

表 7-3 物理差異

MMF 電場(chǎng)類型 直徑 外套顏色 光源 帶寬

OM1 62.5/ 125 微米 橙色 發(fā)光二極管 200MHz*公里

OM2 50/125 微米 橙色 發(fā)光二極管 500MHz*公里

OM3 50/125 微米 水藍(lán)色 VSCEL 2000MHz*公里

OM4 50/125 微米 水藍(lán)色 VSCEL 4700MHZ*公里

OM5 50/125 微米 水綠色 VSCEL 2000MHz*公里

實(shí)際差異:

多模光纖能夠以各種數(shù)據(jù)速率傳輸不同的距高范圍?？梢愿鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用選擇最合適的一種。下面指定了不同數(shù)據(jù)

速率下的最大多橫光纖距離比較。

表 7-4 不同距離的比較

MMF 電場(chǎng)類

型

快速以太網(wǎng) 1GbE 10GbE 40GbE 100GbE

OM1 2000m 275m 33m / /

OM2 2000m 550m 82m / /

OM3 2000m / 300m 100m 70m

OM4 2000m / 550m 150m 150m

OM5 / / 550m 150m 150m

7、 屏蔽

首先，安裝區(qū)域周圍的電氣環(huán)境是一個(gè)重要考慮因素。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或線纜離能夠產(chǎn)生較大電磁或射頻干擾

（EMI/RFI）的機(jī)器、電機(jī)、電源線、熒光燈等電子設(shè)備較近的話，通過(guò)屏蔽能夠保護(hù)數(shù)據(jù)免受電磁干擾影響，

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從而提高傳輸速度并減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。

此外，屏蔽線纜在針對(duì)外部串?dāng)_（AXT）的保護(hù)方面也優(yōu)于非屏蔽線纜。外部串?dāng)_是指附近的其他線纜對(duì)當(dāng)

前線纜造成的串?dāng)_，有時(shí)處于連接狀態(tài)下的附近設(shè)備也可造成外部串?dāng)_。

為了最大程度地降低電磁和射頻干擾的影響，屏蔽系統(tǒng)中的每一部件必須無(wú)縫，而且必須得到正確的安裝和

維護(hù)。此外，屏蔽線纜和系統(tǒng)還需要良好的接地。不正確的接地方式可導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生輻射和干擾問(wèn)題。

非屏蔽

當(dāng)不涉及在 EMI/RFI 干擾源附近布線時(shí)，多數(shù)情況下應(yīng)選擇非屏蔽線纜。非屏蔽線纜具有質(zhì)量輕、柔性高、

用途廣、可靠、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛用于 IT 應(yīng)用和辦公網(wǎng)絡(luò)。

然而，需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或 SMB 網(wǎng)絡(luò)希望在銅線上實(shí)現(xiàn) 10Gbps 或 40Gbps 等高數(shù)據(jù)速率時(shí)，

使用屏蔽線纜可大幅降低或甚至消除對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有害的外部串?dāng)_（AXT）。這一問(wèn)題主要針對(duì)使用超 6 類線纜的

高速網(wǎng)絡(luò)，不涉及使用超 5 類和 6 類線纜的低速 10/100/1000 網(wǎng)絡(luò)。

由此可見(jiàn)，選擇何種類型的線纜取決于網(wǎng)絡(luò)的物理位置和所采用的技術(shù)（如 10BASE-T）。最佳的做法是，

先對(duì)安裝地點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求進(jìn)行徹底評(píng)估，然后針對(duì)具體規(guī)格需求，選定合適的線纜。

網(wǎng)線的屏蔽方式

UTP：UnshieldedTwistedPair，非屏蔽雙絞線

FTP：FoilTwistedPair，鋁箔屏蔽雙絞線

STP：ShieldedTwistedPair，獨(dú)立屏蔽雙絞線

SFTP：ShieldedFoilTwistedPair，雙屏蔽雙絞線

ASTP：ArmourShieldedTwistedPair，鎧裝型雙絞屏蔽網(wǎng)線

8、 強(qiáng)弱電工藝

強(qiáng)電指的是電力系統(tǒng)的電，比如 220V 的照明電和 1000 多伏的工業(yè)用電，特點(diǎn)是電壓高、頻率低、電流大。

主要指的是電視、空調(diào)、照明燈線路等線纜。

弱電指的是傳遞信號(hào)所需要的電流和電壓，特點(diǎn)是電流小、頻率高、電壓小。主要指的是電話線、網(wǎng)絡(luò)線和監(jiān)控

線等線纜。

1) 強(qiáng)電對(duì)弱電的影響

強(qiáng)電對(duì)弱電造成干擾危害表現(xiàn)為：輕者影響質(zhì)量，電話回路中雜音增大，信息失真和誤碼率增多等；重者則危及

通訊設(shè)備和人身 安全 。 如通訊設(shè)備絕緣擊穿，機(jī)房著火，人員傷亡以及導(dǎo)航指揮信號(hào)錯(cuò)亂或誤動(dòng)而導(dǎo)致失誤

發(fā)生事故等。 強(qiáng)電和弱電從概念上講，一般是容易區(qū)別的，主要區(qū)別是用途不同。 強(qiáng)電是用作一種動(dòng)力能源，

弱電是用于信息傳遞。 輕者影響質(zhì)量，電話回路中雜音增大，信息失真和誤碼率增多等。 重者則危及通訊設(shè)備

和人身安全。

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由于強(qiáng)電線傳輸?shù)氖墙涣麟娫磩?dòng)力，會(huì)有較強(qiáng)的干擾諧波，周圍有強(qiáng)磁場(chǎng)，弱電容易被強(qiáng)電磁場(chǎng)影響而導(dǎo)致弱電

信號(hào)有雜音或者中斷的情況。在布線的時(shí)候注意強(qiáng)弱電布線不能太近，

網(wǎng)線主要傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)， 如果受到強(qiáng)電干擾，對(duì)網(wǎng)線的傳輸距離會(huì)產(chǎn)生一定的影響，效率慢，衰減大或者直接

中斷信號(hào)傳輸。

如果無(wú)法避免強(qiáng)電磁的干擾，網(wǎng)線可以選擇屏蔽網(wǎng)線，來(lái)防止信號(hào)遭到強(qiáng)電干擾的影響。

在平時(shí)布線中，應(yīng)該注意強(qiáng)電和弱電的布置問(wèn)題，盡量分開(kāi)布線。弱電和強(qiáng)電一定要使用分線槽，且平行走線。

一般的原則是強(qiáng)電在上，弱電在下，平行布線，盡量避免交叉的情況。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)布線中，通常兩者要間隔 50CM 左右，而在實(shí)際布線中可以只隔 30CM 左右。如果實(shí)在情況不允許過(guò)

大的間隔距離，可以采取屏蔽線或者鐵管來(lái)進(jìn)行布線。

電源線的插座和弱電插座最好可以隔開(kāi) 50CM，電線和暖氣管道。煤氣管道等要隔開(kāi) 30CM 左右。

在同個(gè)空間內(nèi)的電源、電話、電視等插座高度一致，強(qiáng)電和弱電應(yīng)該有單獨(dú)的配電箱和漏電保護(hù)器。

信號(hào)線、數(shù)據(jù)線和電源線要在各自的槽管中平直，不要有打結(jié)和扭曲的現(xiàn)象。信號(hào)線和視頻線中間不要有端接點(diǎn)，

電源線一般也不要有接續(xù)點(diǎn)。

2) 下線及剝線

導(dǎo)線加工應(yīng)遵照本章工藝及相關(guān)聯(lián)的工藝執(zhí)行。

一次回路應(yīng)選用聚氯乙烯阻燃導(dǎo)線，截面不應(yīng)小于 2.5mm2。

根據(jù)布線路徑，測(cè)量下線的長(zhǎng)度，下線的長(zhǎng)度比實(shí)際測(cè)量的線路，長(zhǎng)出約 100~150mm，以防導(dǎo)線綁扎彎曲后長(zhǎng)

度不夠。

導(dǎo)線彎曲

使用 BV 導(dǎo)線時(shí)，線端應(yīng)根據(jù)元件接點(diǎn)進(jìn)行對(duì)折或彎曲成圓形，彎曲直徑應(yīng)大于緊固螺釘直徑 0.5~1mm，彎曲方

向與螺釘緊固旋轉(zhuǎn)方向一致，導(dǎo)線絕緣層距平墊間距可為 1~2mm；當(dāng)連接元件端子為瓦型墊圈時(shí)，應(yīng)采用對(duì)折

方法連接，不應(yīng)剝出絕緣層后直接壓接到元件接點(diǎn)內(nèi)。

導(dǎo)線應(yīng)按在產(chǎn)品中的實(shí)際位置和走向，捆扎成線束進(jìn)行彎曲；導(dǎo)線或線束彎曲內(nèi)半徑，應(yīng)不小于導(dǎo)線絕緣外徑的

2~3 倍。

在加工風(fēng)力發(fā)電電容柜要求繞圈時(shí)，電容端一次導(dǎo)線繞圈一般應(yīng)為 3~5 圈，按直徑 30mm~35mm 的圓纏繞，并

用扎帶平均扎開(kāi)三段，能起到抗諧波的作用。

線束或?qū)Ь€的彎曲，不得使用尖嘴鉗等棱角工具，宜用手指或圓嘴鉗進(jìn)行彎曲，保證導(dǎo)線的絕緣不受損傷。

3) 二次導(dǎo)線選擇

a) 輔助二次回路，應(yīng)選用聚氯乙烯阻燃多股軟銅導(dǎo)線（BVR 或 RV）。

b) 通常輔助電路中，電壓回路、控制回路導(dǎo)線截面積應(yīng)選用 1.5mm2，電流回路應(yīng)選用 2.5mm2。

74

c) 二次導(dǎo)線壓接端子，應(yīng)為冷壓預(yù)絕緣端子。

d) 對(duì)于電子元件回路或其它弱電回路應(yīng)采用冷壓或焊錫連接時(shí)，在滿足載流量和機(jī)械強(qiáng)度下，可以使用

0.75mm2 的絕緣導(dǎo)線。

e) 對(duì)于塑殼開(kāi)關(guān)的線圈或輔助接點(diǎn)，本身有引線的應(yīng)使用本身的引線加過(guò)渡端子，按要求選擇導(dǎo)線線徑。

f) 對(duì)于塑殼開(kāi)關(guān)的線圈或輔助接點(diǎn)，本身無(wú)引線、無(wú)要求且接線空間不允許的情況下，二次導(dǎo)線可以使用

1.0mm2 的 BVR 或 RV 絕緣導(dǎo)線。

g) 二次控制回路導(dǎo)線無(wú)要求時(shí)，應(yīng)選用黑色導(dǎo)線，接地線應(yīng)為黃綠雙色導(dǎo)線。

75

八、 浪涌保護(hù)

1. 浪涌保護(hù)器的選擇

電源線路浪涌保護(hù)器的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:

1) 配電系統(tǒng)中設(shè)備的耐沖擊電壓額定值可按表 5.4.3-1 規(guī)定選用。

表 8-1 220V/380V 三相配電系統(tǒng)中各種設(shè)備耐沖擊電壓額定值 Uw

設(shè)備位置 電源進(jìn)線端設(shè)

備

配電分支線路

設(shè)備

用電設(shè)備 需要保護(hù)的電

子信息設(shè)備

耐沖擊電壓類

別

IV 類 Ⅲ類 Ⅱ類 I 類

Uw (kV) 6 4 2.5 1.5

2) 浪涌保護(hù)器的最大持續(xù)工作電壓 Uc 不應(yīng)低于下表規(guī)定的值。

表 8-2 浪涌保護(hù)器的最小 Uc 值

浪涌保護(hù)器

安裝位置

配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)特征

TT 系統(tǒng) TN-C 系統(tǒng) TNS 系統(tǒng) 引出中性線

的 IT 系統(tǒng)

無(wú)中性線引

出的 IT 系統(tǒng)

每一相線與

中性線間

1. 15U。 不適用 1. 15U。 1. 15U。 不適用

每一相線與

PE 線間

1. 15U。 不適用 1. 15U。 √3 U。* 線電壓*

中性線與 PE

線間

U。* 不適用 U。* U。* 不適用

每一相線與

PEN 線間

不適用 1. 15U。 不適用 不適用 不適用

注: 1 標(biāo)有*的值是故障下最壞的情況，所以不需計(jì)及 15%的允許誤差:

2 Uo 是低壓系統(tǒng)相線對(duì)中性線的標(biāo)稱電壓。即相電壓 220V; .

3 此表適用于符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低壓電涌保護(hù)器(SPD) 第 1 部分:低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器性能要求 和

試驗(yàn)方法》GB 18802 1 的浪涌保護(hù)器產(chǎn)品。

76

3) 進(jìn)入建筑物的交流供電線路，在線路的總配電箱等 LPZ0A 或 LPZ0B 與 LPZ1 區(qū)交界處，應(yīng)設(shè)置Ⅰ類試驗(yàn)

的浪涌保護(hù)器或Ⅱ類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器作為第一級(jí)保護(hù);在配電線路分配電箱、電子設(shè)備機(jī)房配電箱等

后續(xù)防護(hù)區(qū)交界處，可設(shè)置Ⅱ類或Ⅲ類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器作為后級(jí)保護(hù)；特殊重要的電子信息設(shè)備電源

端口可安裝Ⅱ類或Ⅲ類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器作為精細(xì)保護(hù)(圖 5.4.3- 1)。使用直流電源的信息設(shè)備，視其

工作電壓要求，宜安裝適配的直流電源線路浪涌保護(hù)器。

4) 電源線路浪涌保護(hù)器在各個(gè)位置安裝時(shí)，浪涌保護(hù)器的連接導(dǎo)線應(yīng)短直，其總長(zhǎng)度不宜大于 0.5m。

5) 浪涌保護(hù)器（SPD）導(dǎo)線截面積選擇

表 8-3 截面積的選擇

保護(hù)級(jí)別

SPD 導(dǎo)線截面積（mm

2）

相 線 PE 線

一級(jí)（A 級(jí)） 25 35

二級(jí)（B 級(jí)） 10 16

三級(jí)（C 級(jí)） 6 10

四級(jí)（D 級(jí)） 4 6

注：（1）同回路斷路器或熔斷器、避雷器，額定電流不一致時(shí)，應(yīng)按避雷器選線。

（2）浪涌保護(hù)器的保護(hù)級(jí)別，應(yīng)有技術(shù)確定。

2. 絕緣等級(jí)

表 8-4 絕緣等級(jí)：

絕 緣 的

溫 度 等

級(jí)

Y 級(jí) A 級(jí) E 級(jí) B 級(jí) F 級(jí) H 級(jí) N 級(jí) R 級(jí)。

最 高 允

許 溫 度

（℃）

90 105 120 130 155 180 200 220

繞 組 溫

升 限 值

（K）

60 75 80 100 125

性 能 參

考 溫 度

（℃）

80 95 100 120 145

在發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不

77

同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別，采用不同絕緣材料的電氣設(shè)備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設(shè)備

都規(guī)定其工作的最高溫度。

0 歐電阻

① 做為跳線使用。這樣既美觀，安裝也方便。

② 在數(shù)字和模擬等混合電路中，往往要求兩個(gè)地分開(kāi)，并且單點(diǎn)連接。我們可以用一個(gè) 0 歐的電阻來(lái)連接這兩

個(gè)地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在大面積鋪銅等處理時(shí)，就會(huì)方便得

多。附帶提示一下，這樣的場(chǎng)合，有時(shí)也會(huì)用電感或者磁珠等來(lái)連接。

③ 做保險(xiǎn)絲用。由于 PCB 上走線的熔斷電流較大，如果發(fā)生短路過(guò)流等故障時(shí)，很難熔斷，可能會(huì)帶來(lái)更大的

事故。由于 0 歐電阻電流承受能力比較弱（其實(shí) 0 歐電阻也是有一定的電阻的，只是很小而已），過(guò)流時(shí)就先將

0 歐電阻熔斷了，從而將電路斷開(kāi)，防止了更大事故的發(fā)生。有時(shí)也會(huì)用一些阻值為零點(diǎn)幾或者幾歐的小電阻來(lái)

做保險(xiǎn)絲。不過(guò)不太推薦這樣來(lái)用，但有些廠商為了節(jié)約成本，就用此將就了。

④ 為調(diào)試預(yù)留的位置?？梢愿鶕?jù)需要，決定是否安裝，或者其它的值。有時(shí)也會(huì)用*來(lái)標(biāo)注，表示由調(diào)試時(shí)決定。

⑤ 作為配置電路使用。這個(gè)作用跟跳線或者撥碼開(kāi)關(guān)類似，但是通過(guò)焊接固定上去的，這樣就避免了普通用戶

隨意修改配置。通過(guò)安裝不同位置的電阻，就可以更改電路的功能或者設(shè)置地址。 0 歐的電阻有不同的規(guī)格，

一般是按功率來(lái)分，如 1/8 瓦，1/4 瓦等等。

3. 避雷

1) 避雷等級(jí)：

按照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：避雷器的標(biāo)稱放電電流按不同的電壓等級(jí)分別為 20、10、5、3、1KA 五級(jí)，即氧化鋅閥片

在這個(gè)電流下可以可靠地工作而本身不會(huì)損壞。

信號(hào)防雷：

依據(jù) IEC 61644 的要求，分為 B、C、F 三級(jí)。

B 級(jí)、基本保護(hù)級(jí)（粗保護(hù)級(jí)），C 級(jí)、綜合保護(hù)級(jí)，F(xiàn) 級(jí)、中等&精細(xì)保護(hù)級(jí)。

2) 防雷裝置所使用的材料

78

表 8-5 防雷材料

材料

使用于大

氣中

使用于地

中

使用于混

凝土中

耐腐蝕情況

在下列環(huán)境中能

耐腐蝕

在下列環(huán)境中

增加腐蝕

與下列材料接觸形成

直流電耦合可能受到

嚴(yán)重腐蝕

銅

單根導(dǎo)體，

絞線

單根導(dǎo)體，

有鍍層的

絞線，銅管

單根導(dǎo)體，

有鍍層的

絞線

在許多環(huán)境中良

好

硫化物

有機(jī)材料

—

熱鍍鋅

鋼

單根導(dǎo)體，

絞線

單根導(dǎo)體，

鋼管

單根導(dǎo)體，

絞線

敷設(shè)于大氣、混凝

土和無(wú)腐蝕性的

一般土壤中受到

的腐蝕是可接受

的

高氯化物

含量

銅

電鍍銅

鋼

單根導(dǎo)體 單根導(dǎo)體 單根導(dǎo)體

在許多環(huán)境中良

好

硫化物 —

不銹鋼

單根導(dǎo)體，

絞線

單根導(dǎo)體，

絞線

單根導(dǎo)體，

絞線

在許多環(huán)境中良

好

高氯化物

含量

—

鋁

單根導(dǎo)體，

絞線

不適合 不適合

在含有低濃度硫

和氯化物的大氣

中良好

堿性溶液 銅

鉛

有鍍鉛層

的單根導(dǎo)

體

禁止 不適合

在含有高濃度硫

酸化合物的大氣

中良好

— 銅不銹鋼

3) 種類

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器

適用范圍

· 用于 10/100/1000Mbps SWITCH、 HUB、ROUTER 等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的雷擊和雷電電磁脈沖造成的感應(yīng)過(guò)電壓保護(hù)；

· 網(wǎng)絡(luò)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防護(hù)；

79

· 網(wǎng)絡(luò)機(jī)房服務(wù)器防護(hù)；

· 網(wǎng)絡(luò)機(jī)房其它帶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備防護(hù)；

· 24 口集成防雷箱主要應(yīng)用于綜合網(wǎng)絡(luò)柜、分交換機(jī)柜內(nèi)多信號(hào)通道的集中防護(hù)。

圖 8-1 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器

視頻信號(hào)防雷器

視頻防雷器適用范圍

· 主要用于視頻信號(hào)設(shè)備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的協(xié)擊保護(hù)，可保護(hù)各種視頻傳輸設(shè)備免受來(lái)自信號(hào)傳輸線的感應(yīng)雷擊和電涌

電壓帶來(lái)的危害，對(duì)相同工作電壓下的 RF 傳輸同樣適用；

· 集成式多口視頻防雷箱主要應(yīng)用于綜合控制柜內(nèi)硬盤(pán)錄像機(jī)、視頻切割器等控制設(shè)備的集中防護(hù)。

視頻信號(hào)防雷器性能特點(diǎn)

· 采用多級(jí)保護(hù)電路，殘壓水平低

·插損小，響應(yīng)時(shí)間快；

· 限制電壓精確，通流容量大；

· PCB 采用微帶設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；

· 集成多路視頻信號(hào)防雷箱為標(biāo)準(zhǔn) 19 英寸安裝，17 路設(shè)計(jì)，以備有一路出現(xiàn)故障時(shí)快速更換；

· 性能穩(wěn)定，工作可靠；

· 安裝、使用方便，無(wú)須維護(hù)。

圖 8-2 視頻信號(hào)防雷器

音頻信號(hào)防雷器

適用范圍

80

主要適用于通過(guò)雙絞線傳輸音頻信號(hào)或數(shù)字載波信設(shè)備的雷電及過(guò)電壓保護(hù)。

如：電話機(jī)、傳真機(jī)、MODEM、交換機(jī)、ADSL、ISDN 等。

性能特點(diǎn)

· 采用多級(jí)保護(hù)電路，通流容量大，殘壓水平低；

· 核心元件采用國(guó)際知名品牌，性能優(yōu)異；

·插損小，響應(yīng)時(shí)間快；

· 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，限制電壓精確；

· 性能穩(wěn)定，工作可靠；

· 安裝、使用方便，無(wú)須維護(hù)。

圖 8-3 音頻信號(hào)防雷器

表 8-6 主保護(hù)導(dǎo)體的最小截面積（PE、PEN）

相導(dǎo)體的截面積 S/mm2 相應(yīng)保護(hù)導(dǎo)體（PE、PEN）的最小截面積 SP/mm2

S≤16 S

16＜S≤35 16

35＜S≤400 S/2

400＜S≤800 200

800＜S S/4

注：

1 當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體用于 PEN 時(shí)，在中性導(dǎo)體電流不超過(guò)相電流的 30％的前提下是允許的，在超過(guò) 30％的

相電流時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)導(dǎo)體截面需要增加。

2 保護(hù)導(dǎo)體 PEN 排不需要絕緣。

3 相線材料同保護(hù)導(dǎo)體 PE 材料相同，當(dāng)應(yīng)用此表得出非標(biāo)截面尺寸時(shí)，應(yīng)加大一級(jí)選用。

4PE 排粘貼帶有“PE”字母的黃綠相間的標(biāo)識(shí)。

5 保護(hù)導(dǎo)體（PE、PEN），銅排排表面處理同相線。

電器中，接地線就是接在電氣設(shè)備外殼等部位及時(shí)的將因各種原因產(chǎn)生的不安全的電荷或者漏電電流導(dǎo)出的

81

線路。

a) 高壓接地線作用： 高壓接地線是用于線路和變電施工，為防止臨近帶電體產(chǎn)生靜電感應(yīng)觸電或誤合閘時(shí)保

證安全之用。

b) 高壓接地線結(jié)構(gòu)： 攜帶型高壓接地線由絕緣操作桿、導(dǎo)線夾、短路線、接地線、接地端子、匯流夾、接地

夾。

c) 高壓接地線制作工藝：制作工藝優(yōu)良-- 導(dǎo)線夾、接地夾是采用優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄成形；操作棒采用環(huán)氧樹(shù)脂

彩色管，絕緣性能好，強(qiáng)度高、重量輕、色彩鮮明、外表光滑。

接地軟銅線采用多股優(yōu)質(zhì)軟銅線絞合而成，并外覆柔軟、耐高溫的透明絕緣護(hù)層，可以防止使用中對(duì)接地銅線的

磨損，銅線達(dá)到疲勞度測(cè)試需求，確保作業(yè)人員在操作中的安全。

d) 接地線規(guī)格：按部頒規(guī)定，接地線必須是 25mm 2 以上裸銅軟線制成。

使用說(shuō)明

a) 掛接地線時(shí)：先連結(jié)接地夾，后接接電夾；拆除接地線時(shí)，必須按程序先拆接電夾，后拆接地夾。

b) 安裝：將接地軟銅線分相上雙眼銅鼻子固定在接地棒上的接電夾（接電夾有固定式和活動(dòng)式）相應(yīng)位置上，

將接地線合相上的單眼銅鼻子固定在接地夾或地針上，構(gòu)成一套完整的接地線。

c) 核實(shí)接地棒的電壓等級(jí)與操作設(shè)備的電壓等級(jí)是否一致。

d) 接地軟銅線有分相式和組合式，接地棒有平口式和雙簧鉤式線夾。

82

九、 接地保護(hù)

1. 接地體

接地體，又稱接地極，是與土壤直接接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w群，分為人工接地體與自然接地體。 接地體作

為與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接的導(dǎo)體，安全散流雷能量使其泄入大地。

接地體類型：

埋入地中專門(mén)用作接地金屬導(dǎo)體稱為人工接地體，它包括銅包鋼接地棒、銅包鋼接地極、銅包扁鋼、電解離子接

地極、柔性接地體、接地模塊、“高導(dǎo)模塊”。

1) 自然接地體。各類直接與大地接觸的金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等用

來(lái)兼作接地的金屬導(dǎo)體。如果自然接地體的電阻能滿足要求并不對(duì)自然接地體產(chǎn)生安全隱患，在沒(méi)有強(qiáng)制規(guī)

范時(shí)就可以用來(lái)做接地體。

2) 人工接地體。埋入地中專門(mén)用作接地金屬導(dǎo)體。它包括銅包鋼接地棒、銅包鋼接地極、銅包扁鋼、電解離子

接地極、柔性接地體、接地模塊、“高導(dǎo)模塊”。

3) 水平接地體一般采用圓鋼或扁鋼；垂直接地體一般采用角鋼或鋼管。接地引下線圓鋼直徑不小于 10 毫米，

扁鋼不小于 50×5 毫米；接地體圓鋼直徑不小于 10 毫米，扁鋼不小于 48×4 毫米。

2. 接地裝置

1) 人工接地體宜在建筑物四周散水坡外大于 1m 處埋設(shè)，在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于 0.5m。凍土地帶人工

接地體應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下。水平接地體應(yīng)挖溝埋設(shè)，鋼質(zhì)垂直接地體宜直接打入地溝內(nèi)，其間距不宜小于

其長(zhǎng)度的 2 倍并均勻布置。銅質(zhì)材料、石墨或其他非金屬導(dǎo)電材料接地體宜挖坑埋設(shè)或參照生產(chǎn)廠家的安裝

要求埋設(shè)。

2) 地平地體溝內(nèi)宜用低電阻率土壤回填并分層夯實(shí)。

3) 宜采用熱鍍鋅鋼質(zhì)材料。在高土壤電阻率地區(qū)，宜采用換土法、長(zhǎng)效降阻劑法或其他新技術(shù)、新材料降低接

地裝置的接地電阻。

4) 鋼質(zhì)接地體應(yīng)采用焊接連接。其搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合下列規(guī)定:

a) 扁鋼與扁鋼(角鋼)搭接長(zhǎng)度為扁鋼寬度的 2 倍，不少于三面施焊;

b) 圓鋼與圓鋼搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的 6 倍，雙面施焊;

c) 圓鋼與扁鋼搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的 6 倍，雙面施焊;

d) 扁鋼和圓鋼與鋼管、角鋼互相焊接時(shí)，除應(yīng)在接觸部位雙面施焊外，還應(yīng)增加圓鋼搭接件;圓鋼搭接件

在水平、垂直方向的焊接長(zhǎng)度各為圓鋼直徑的 6 倍，雙面施焊;

83

e) 焊接部位應(yīng)除去焊渣后作防腐處理。

5) 銅質(zhì)接地裝置應(yīng)采用焊接或熱熔焊，鋼質(zhì)和銅質(zhì)接地裝置之間連接應(yīng)采用熱熔焊，連接部位應(yīng)作防腐處理。

6) 接地裝置連接應(yīng)可靠，連接處不應(yīng)松動(dòng)、脫焊、接觸不良。

7) 防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地共用一組接地裝置時(shí)，接地裝置的接地電阻值必須

按接入設(shè)備中要求的最小值確定

3. 地線分類

控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線：

1) 數(shù)字地：也叫邏輯地，是各種開(kāi)關(guān)量（數(shù)字量）信號(hào)的零電位。

2) 模擬地：是各種模擬量信號(hào)的零電位。

3) 信號(hào)地：通常為傳感器的地。

4) 交流地：交流供電電源的地線，這種地通常是產(chǎn)生噪聲的地。

5) 直流地：直流供電電源的地。

6) 屏蔽地：也叫機(jī)殼地，為防止靜電感應(yīng)和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)。

4. 不同地線的處理方法

1)數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開(kāi)：在高要求電路中，數(shù)字地與模擬地必需分開(kāi)。即使是對(duì)于 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器同一芯

片上兩種‘地’最好也要分開(kāi)，僅在系統(tǒng)一點(diǎn)上把兩種‘地’連接起來(lái)。

2)保護(hù)‘地’： 保護(hù)‘地’是為了保護(hù)人員安全而設(shè)置的一種接線方式。保護(hù)‘地’線一端接用電器，另一端

與大地作可靠連接。

3)音響中的‘地’：

a）屏蔽線接地：音響系統(tǒng)為防止干擾，其金屬機(jī)殼用導(dǎo)線與信號(hào)‘地’相接，這叫屏蔽接地。

b）音頻專用‘地’：專業(yè)音響為了防止干擾，除了屏蔽‘地’之外，還需與音頻專用 ‘地’相連。此接地

裝置應(yīng)專門(mén)埋設(shè)，并且應(yīng)與隔離變壓器、屏蔽式穩(wěn)壓電源的相應(yīng)接地端相連后作為音控室中的專用音頻接地點(diǎn)。

4)浮地與接地：系統(tǒng)浮地，是將系統(tǒng)電路的各部分的地線浮置起來(lái)，不與大地相連。這種接法，有一定抗干擾

能力。但系統(tǒng)與地的絕緣電阻不能小于 50MΩ，一旦絕緣性能下降，就會(huì)帶來(lái)干擾。通常采用系統(tǒng)浮地，

機(jī)殼接地，可使抗干擾能力增強(qiáng)，安全可靠。

5)單端接地：

當(dāng)電子設(shè)備之間采用多芯線纜連接，且工作頻率 f≤1MHz ，其長(zhǎng)度 L 與波長(zhǎng) λ 之比 L/ λ ≤0. 15 時(shí)，其

屏蔽層應(yīng)采用一點(diǎn)接地（單端接地）。

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6)多點(diǎn)接地

當(dāng) f>1MHz 、L/λ ＞ 0.15 時(shí)，應(yīng)采用多點(diǎn)接地，并應(yīng)使接地點(diǎn)間距離 S≤0.2λ。

7)信號(hào)接地：為保證信號(hào)具有穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位而設(shè)置的接地。

信號(hào)電路接地的目的：為使電子設(shè)備工作時(shí)有一個(gè)統(tǒng)一的參考電位，避免有害電磁場(chǎng)的干擾，使電子設(shè)備穩(wěn)定可

靠的工作，電子設(shè)備中的信號(hào)電路應(yīng)接地，簡(jiǎn)稱為信號(hào)地。這里的“地”可以是大地，也可以是電子設(shè)備的地板、

金屬外殼或一個(gè)等電位面。

8)電源接地：系統(tǒng)電源零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于電源往往同時(shí)供電給系統(tǒng)中的各個(gè)單元，而各個(gè)單元要求

的供電性質(zhì)和參數(shù)可能有很大差別，因此既要保證電源穩(wěn)定可靠的工作，又要保證其他單元穩(wěn)定可靠地工

作。

9)電源（電氣裝置）接地，主要目的：

a) 保障人身和設(shè)備安全，防止電氣裝置絕緣損壞時(shí)外殼可能帶電，人觸及會(huì)有電擊危險(xiǎn)；

b)系統(tǒng)運(yùn)行需要，如交流電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地、直流系統(tǒng)中的電源正極或中點(diǎn)接地。

10) 信號(hào)接地與電源接地的區(qū)別：

a) 信號(hào)接地保障設(shè)備穩(wěn)定可靠的工作；

b)電源接地不僅保護(hù)安全，更為重要的是保障人身安全。

11) 交流地與信號(hào)地不能共用。

由于在一段電源地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù) mV 甚至幾 V 電壓，對(duì)低電平信號(hào)電路來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的干擾，

因此必須加以隔離和防止。

12) 信號(hào)接地怎么做才能達(dá)到信號(hào)屏蔽的目的？

如果屏蔽的是信號(hào)線，應(yīng)靠近干擾源處接地，總之接地的原則是盡量使屏蔽層上的感應(yīng)電流不流入信號(hào)線，以避

免引入干擾。

13) 那些需要接地？

故障保護(hù)措施采用自動(dòng)切斷電源時(shí)，外露可導(dǎo)電部分應(yīng)接 PE 導(dǎo)體。

外露可導(dǎo)電部分是“設(shè)備上能觸及的可導(dǎo)電部分，它在正常情況下不帶電，但在基本絕緣損壞時(shí)帶電”。

14) 電氣裝置的下列金屬部分，均應(yīng)接地或接零

電機(jī)、變壓器、電器、攜帶式或移動(dòng)式用電器具等的金屬底座和外殼；

電氣設(shè)備的傳動(dòng)裝置；

屋內(nèi)外配電裝置的金屬或鋼筋混凝土構(gòu)架以及靠近帶電部分的金屬遮欄和金屬門(mén)；

配電、控制、保護(hù)用的屏（柜、箱）及操作臺(tái)等的金屬框架和底座；

交、直流電力電纜的接頭盒、終端頭和膨脹器的金屬外殼和電纜的金屬護(hù)層、可觸及的電纜金屬保護(hù)管和穿線的

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鋼管。穿線的鋼管之間或鋼管和電器設(shè)備之間有金屬軟管過(guò)渡的，應(yīng)保證金屬軟管段接地暢通；

電纜橋架、支架和井架；

承載電氣設(shè)備的構(gòu)架和金屬外殼；

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)柜外殼、發(fā)電機(jī)出線柜、封閉母線的外殼及其他裸露的金屬部分；

氣體絕緣全封閉式組合電器（GIS）的外殼接地端子和箱式變電站的金屬箱體；

電熱設(shè)備的金屬外殼；

鎧裝控制電纜的金屬護(hù)層；

互感器的二次繞組。

15) 不采用故障保護(hù)（間接接觸防護(hù)）措施，即可不接地：

附設(shè)在建筑物上，且位于伸臂范圍之外的架空線絕緣子的金屬支架。

架空線鋼筋混凝土電桿內(nèi)觸及不到的鋼筋。

尺寸很?。s小于 50 mmX50 mm），或因其部位不可能被人抓住或不會(huì)與人體部位有大面積的接觸，而且難于連

接 PE 導(dǎo)體或即使連接，其連接也不可靠的外露可導(dǎo)電部分。

16) 采用下列防護(hù)措施時(shí)，外露可導(dǎo)電部分不應(yīng)接地：

電氣分隔；

特低電壓 SELV；

非導(dǎo)電場(chǎng)所；

不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)。

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