在工業(yè)控制、通信傳輸、精密測(cè)量等領(lǐng)域，同軸屏蔽電纜是實(shí)現(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)暮诵妮d體。其外層屏蔽層作為抵御電磁干擾的關(guān)鍵屏障，接地方式直接決定了屏蔽效果的優(yōu)劣。實(shí)踐中，“屏蔽層接入干凈地”是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的黃金準(zhǔn)則，然而不少工程應(yīng)用中因忽視這一細(xì)節(jié)，導(dǎo)致信號(hào)失真、設(shè)備故障等問(wèn)題頻發(fā)。本文將從同軸屏蔽電纜的工作原理出發(fā)，深入剖析屏蔽層接地的核心邏輯，闡明“干凈地”的定義與價(jià)值，揭示錯(cuò)誤接地的危害，并給出規(guī)范的接地實(shí)操建議。

同軸屏蔽電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)、屏蔽層和外護(hù)套四層結(jié)構(gòu)組成，其屏蔽功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于電磁感應(yīng)的抵消原理。當(dāng)電纜周?chē)嬖谕獠侩姶鸥蓴_時(shí)，屏蔽層會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，若接地良好，這些感應(yīng)電流將通過(guò)接地回路快速泄放，避免干擾信號(hào)穿透絕緣介質(zhì)耦合至內(nèi)導(dǎo)體;同時(shí)，屏蔽層還能抑制內(nèi)導(dǎo)體信號(hào)向外輻射，防止對(duì)周邊設(shè)備造成干擾。從電路角度看，屏蔽層的接地相當(dāng)于為干擾信號(hào)提供了一條低阻抗的泄放通道，而這條通道的“純凈度”，即接地節(jié)點(diǎn)的電位穩(wěn)定性，直接決定了干擾抑制的效果。若接地節(jié)點(diǎn)存在電位波動(dòng)或雜波干擾，不僅無(wú)法有效泄放感應(yīng)電流，反而可能將雜波引入屏蔽層，形成新的干擾源，這也是“干凈地”接入的核心意義所在。

所謂“干凈地”，并非簡(jiǎn)單的接地符號(hào)，而是指電位穩(wěn)定、無(wú)雜波干擾、與功率地等干擾源實(shí)現(xiàn)有效隔離的接地節(jié)點(diǎn)。在電子系統(tǒng)中，接地系統(tǒng)通常分為信號(hào)地、功率地、保護(hù)地三類(lèi)：信號(hào)地用于為弱電信號(hào)提供基準(zhǔn)電位，要求電位波動(dòng)極小;功率地用于泄放電機(jī)、繼電器等大功率設(shè)備的工作電流，電位波動(dòng)較大;保護(hù)地主要用于保障人身安全，直接連接大地?！案蓛舻亍北举|(zhì)上就是經(jīng)過(guò)隔離處理的信號(hào)地，其核心特征包括三個(gè)方面：一是電位穩(wěn)定，在系統(tǒng)工作過(guò)程中，接地節(jié)點(diǎn)的電壓波動(dòng)控制在毫伏級(jí)以下;二是低阻抗，能夠快速泄放屏蔽層的感應(yīng)電流，避免雜波積累;三是隔離性，通過(guò)接地隔離器、屏蔽罩等器件，與功率地、外部干擾源實(shí)現(xiàn)電氣隔離，防止雜波串入。與之相對(duì)的“臟地”，則是指電位波動(dòng)大、雜波密集的接地節(jié)點(diǎn)，如直接連接大功率設(shè)備的功率地、未經(jīng)過(guò)濾的公共接地排等，將屏蔽層接入此類(lèi)節(jié)點(diǎn)，無(wú)異于為干擾信號(hào)打開(kāi)了進(jìn)入系統(tǒng)的“后門(mén)”。

將同軸屏蔽電纜屏蔽層接入“臟地”，會(huì)引發(fā)一系列嚴(yán)重問(wèn)題，直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。首先是干擾信號(hào)串入，功率地中的開(kāi)關(guān)電流、浪涌電流會(huì)在接地回路中產(chǎn)生電壓波動(dòng)，這些波動(dòng)通過(guò)屏蔽層與內(nèi)導(dǎo)體之間的分布電容耦合至內(nèi)導(dǎo)體，導(dǎo)致有用信號(hào)被雜波覆蓋。例如在工業(yè)控制系統(tǒng)中，若將傳輸傳感器信號(hào)的同軸電纜屏蔽層接入驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率地，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流會(huì)在接地節(jié)點(diǎn)形成電位尖峰，通過(guò)屏蔽層耦合至傳感器信號(hào)中，導(dǎo)致控制器接收錯(cuò)誤信號(hào)，引發(fā)設(shè)備誤動(dòng)作。其次是屏蔽效果失效，當(dāng)屏蔽層接入存在電位差的“臟地”時(shí)，屏蔽層本身會(huì)成為一個(gè)干擾輻射源。由于接地節(jié)點(diǎn)電位不穩(wěn)定，屏蔽層與大地之間會(huì)形成變化的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)會(huì)在屏蔽層中感應(yīng)出交變電流，進(jìn)而向外輻射電磁波，不僅無(wú)法抵御外部干擾，反而會(huì)對(duì)周邊的弱電設(shè)備造成二次干擾。此外，錯(cuò)誤的接地方式還可能導(dǎo)致屏蔽層出現(xiàn)地環(huán)路干擾，當(dāng)電纜兩端的屏蔽層分別接入不同的接地節(jié)點(diǎn)時(shí)，若兩個(gè)節(jié)點(diǎn)存在電位差，會(huì)在屏蔽層中形成閉合回路，產(chǎn)生地環(huán)路電流，這個(gè)電流在屏蔽層的電阻上產(chǎn)生壓降，通過(guò)電容耦合至內(nèi)導(dǎo)體，造成信號(hào)失真，這種干擾在長(zhǎng)距離電纜傳輸中尤為明顯。

要實(shí)現(xiàn)屏蔽層的“干凈地”接入，需遵循“單點(diǎn)接地、隔離屏蔽、分層接地”的核心原則，結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用場(chǎng)景，采取針對(duì)性的實(shí)操措施。首先是明確接地方式，對(duì)于短距離傳輸(一般小于30米)的同軸電纜，優(yōu)先采用“一端單點(diǎn)接地”方式，將屏蔽層僅在接收端接入干凈的信號(hào)地，發(fā)射端懸空，這種方式可有效避免地環(huán)路干擾;對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸，可采用“兩端接地”方式，但必須確保兩端接地節(jié)點(diǎn)為同一干凈地，或通過(guò)接地隔離器實(shí)現(xiàn)電位均衡，防止形成地環(huán)路。其次是優(yōu)化接地節(jié)點(diǎn)選擇，應(yīng)優(yōu)先選擇系統(tǒng)的信號(hào)地匯流排作為接地節(jié)點(diǎn)，若系統(tǒng)未單獨(dú)設(shè)置信號(hào)地匯流排，可通過(guò)接地隔離變壓器、共模扼流圈等器件，將屏蔽層接地節(jié)點(diǎn)與功率地、保護(hù)地隔離，構(gòu)建獨(dú)立的干凈接地回路。同時(shí)，接地連接應(yīng)采用短而粗的接地線(xiàn)，接地線(xiàn)的長(zhǎng)度應(yīng)控制在信號(hào)波長(zhǎng)的1/20以下，避免接地線(xiàn)成為天線(xiàn)，輻射或接收干擾信號(hào)，接地線(xiàn)的截面積建議不小于2.5平方毫米，降低接地回路的阻抗。

在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，還需根據(jù)信號(hào)特性與環(huán)境干擾強(qiáng)度進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化。在精密測(cè)量領(lǐng)域，如實(shí)驗(yàn)室的信號(hào)采集系統(tǒng)，應(yīng)采用屏蔽罩將同軸電纜的接地節(jié)點(diǎn)包裹起來(lái)，進(jìn)一步隔離外部電磁干擾;在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，若環(huán)境中存在強(qiáng)電磁輻射，可采用雙層屏蔽同軸電纜，內(nèi)層屏蔽層接入干凈的信號(hào)地，外層屏蔽層接入保護(hù)地，通過(guò)雙層屏蔽實(shí)現(xiàn)雙重防護(hù)。此外，還需注意電纜布線(xiàn)規(guī)范，避免同軸電纜與動(dòng)力電纜平行敷設(shè)，兩者之間的間距應(yīng)不小于30厘米，若必須交叉，應(yīng)采用垂直交叉方式，減少干擾耦合面積。同時(shí)，屏蔽層的接頭處應(yīng)確保連接緊密，避免出現(xiàn)接觸不良的情況，接觸電阻過(guò)大會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電流泄放不暢，降低屏蔽效果。

綜上所述，同軸屏蔽電纜屏蔽層的接地質(zhì)量，是決定信號(hào)傳輸穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，而接入“干凈地”則是保障接地質(zhì)量的核心前提?！案蓛舻亍蓖ㄟ^(guò)穩(wěn)定的電位基準(zhǔn)、低阻抗的泄放通道和有效的隔離特性，能夠最大限度地發(fā)揮屏蔽層的抗干擾作用，避免干擾信號(hào)串入與二次輻射。工程實(shí)踐中，需明確“干凈地”與“臟地”的本質(zhì)區(qū)別，摒棄“只要接地即可”的錯(cuò)誤認(rèn)知，嚴(yán)格遵循單點(diǎn)接地、隔離屏蔽等規(guī)范，結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化接地方案。只有將屏蔽層可靠接入“干凈地”，才能充分發(fā)揮同軸屏蔽電纜的性能優(yōu)勢(shì)，為電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。