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数据、视频的布线系统中屏蔽电缆或非屏蔽电缆如何选用

CCCCC信息局域网如使用非屏蔽对称电缆,能有效的面对电磁干扰问题,在荷刻的安装规程要求的场所上得到认可和

解决。

1 概述    

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对称对绞电缆的原理是要避免将共模传输信号方式改变为差模传输信号方式。即避免了传输信号的干扰,这个

传输信号的干扰现象不会令人感到不知所措的,因为在通信卡上不能看见半帧的话,只要重新推动软件就能解决。

不方便之处只是浪费时间而已。通常对使用人员只会有一种不愉快的感觉。局域网由于出现的电力网电压的瞬变现

象,是非常明显的电网干扰,这种电压干扰现象确实会令人感到不知所措的。

为了遵守信号传输标准,能传送大信息量的新布线系统不可能进行高电平的传送;考虑到电缆能衰减该电网干扰,

该干扰信号的电压应不能超过接收端的500mv电压。因为,具有发射信号方式的GSM通信或步话机是在布线系统附

近的话,其输入电路就会有“照明光(ilumination)”干扰的危险。在这种情况下,信息通信在有高频发送干扰时

会中断通信。

2抗高频干扰问题

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如图中情况,对高频干扰感到不知所措只是暂时性的,也不会影响一种经常用方式的工作。

这个问题是,所有其他共模干扰渗透到电气设备中,会引起通信卡锁闭,如图中很远的布线系统却是常见的,该对

称对绞电缆本身无法避免共模干扰不会渗透到电气设备中。只有用滤波器或者电缆的屏蔽层会构成一个对共模干扰

的有效阻挡层,避免共模干扰渗透到电气设备中。当非屏蔽电缆的布线系统出现在市场上时,通信卡上没有滤波器

,看到一些问题是,需要进行滤波的介质会很快的传输到系统中来。当今,非屏蔽电缆的布线系统的供应商竭力推

荐使用对称对绞电缆和带滤波器的通信卡。遗憾的是,安装人员没有及时地获得这个推荐信息,仍继续将非屏蔽电

缆与任何类型的通信卡组装在一起。用一个滤波器就足够预防电网干扰,但是不能预防雷电的电磁场或者静电放电

。只有用铜网编织屏蔽层(blindage)或金属屏蔽层(écrantage)可对在现场见到的所有抗电磁干扰问题提供一个根

本的解决方法。这说明,上述屏蔽层将50HZ共模干扰电压抑制在15V或20V范围内是有效的,因此,还容许将数据

电缆的编织屏蔽层连接到数据铜芯电缆的两个终端点处,就比不对称对绞电缆更优越。如果阻抗Z1和Z2是不相等的

,则Z1和Z2符号表示电缆阻抗的不对称性。阻抗Z1和Z2表示接收端电子电路的输入阻抗。

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为了使共模干扰不会变为差压Udif,其实实现Z+Z′1=lZ2=Z′2的这个条件。如果这个条件实现的话,共模传

输就不能改变的差模传输。即使共模干扰渗透到电气设备中,但是由不同类型的耦合产生的机能障碍。图中已说明

了共模阻抗的耦合。如果印刷电路板上没有设计地线通路,共模干扰就会改变为差压Udif。事实上,每公分印刷电

路的地线通路的阻抗接近于10微亨。在印刷电路板上的Zm阻抗接线端子的电流ZIc产生电压Uzc,可表示为Icz输入

端子产生差压Udif。这个差压引起通信卡的锁闭。

3屏蔽电缆与非屏蔽电缆的比较

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符合规范要求连接的屏蔽电缆,以及在两个装置之间的许多连接器,在它们之间传输信息,这时,在传输频率

为1MHZ—300MHZ之间的高频干扰可减少100倍。然而,对称对绞电缆仍不能将非电涌的干扰减少30倍。在这种情

况,共模传输就不能改变为差模传输。电涌干扰,主要是雷电的电磁场,静电放电等,按照伦兹定律,用同样的数

据电缆的屏蔽对电涌干扰的低频部分有衰减功能。事实上,在由“绿色黄色”导线和数据电缆的屏蔽层构成的环行

线路上流过的电涌电流产生的电磁场与雷电电磁场或静电电磁场的方向是相反的。因此,数据电缆的屏蔽层对电涌

干扰的低频部分,提供了同样的降低效果。

由于有下面几种情况,使用数据电缆的屏蔽层是有理由的:

(1)电磁场

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在一根导线中流过的电流的所有波动变化都会产生电磁场,在该电磁场中如有任何一个环路面积,在该环形线

路中就会产生感应电流,在该线路的断开点的接线柱上产生一个电压,也就是说,如果电缆的屏蔽层的两个终端点

没有连接在设备外壳(masse)上时,在集成电路的输入端产生一个感应电压。因为,在有雷电和静电放电时,电磁

场具有电能量的,需要用屏蔽层来屏蔽该电磁场;

(2)外壳地线的环行线路

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外壳地线(masse)的环行线路可感应接收电磁场。外壳地线环行线路是电缆与相当邻近的设备外壳地线之间的

环路面积。常见的是,由信息网供电的数据电缆敷设到很远处,这根电缆容易建立一个外壳地线的环行线路,更容

易适合于进入雷电和静电放电的电磁场。如果信息网总是不可能将这个外壳地线的环行线路缩短的,它必须要用数

据电缆的屏蔽层抑制雷电的有害后果。

(3)电涌的能量现象

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雷电涌的能量可看成是一台电磁场大功率发电机,该电磁场在垂直的环路面积中感应产生电能过电压。又在建

筑物的引入线路上侵入的过电压是导致局域网被损坏的主要原因。静电放电是频繁产生的,放电能量不会增加,它

类似于雷电放电,它可能损坏通信卡。

(4)共模阻抗

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电网上的共模阻抗相当于通信卡的损坏系数。当局域网的数据电缆连接到电气机器的供电线路的接线端子上时

,就存在有共模阻抗。由于电气机器产生的电压过渡过程使得在该接线端子上经受严重的dV/dt变化,因为,其数

据电缆不是屏蔽电缆,通信卡由于信息中断而停止工作。每季度又要更换通信卡,使用数量较多。

4使用非屏蔽电缆的条件

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对于非屏蔽电缆,有UTP(非屏蔽对绞电缆)敷设在斜槽型塑料绝缘支架上,如果UTP电缆有正确连接的话,应使

用金属线槽,使电缆的路径形成一个有效的屏蔽层,在这种情况下,不能把它看成是非屏蔽电缆了。如果所有下列

条件同时遵守的话,使用非屏蔽电缆就可以担心电磁干扰带来的偶然性机能障碍:

(1)数据电缆与局域网供电电缆之间平行距离为30cm(为了限制环路面积,不大于30cm;为了限制电           容

耦合,不小于30cm);

(2)数据电缆与其他系统的供电电缆之间平行距离至少有30cm,以限制电容耦合;

(3)采用TGBT的供电有利于局域网可避免电网的共模阻抗;

(4)非屏蔽电缆的周围环境能限制静电放电(设不能抗静电的割绒地毯);

(5)局域网的任何站不要连接到从建筑物引出的弱电流电缆(特别是电话线)上,因为即使用安装正确的避雷器,也

不能避免在非屏蔽因特网上的通信卡遭受损坏。要同时遵守所有上述条件显然是特别困难的。最简单的方法是,将

非屏蔽电缆敷设在有很好连接的金属线槽内使电缆的路径形成有效的屏蔽,可能容许提供最佳抗高频干扰的措施,

又能避免通信卡的损坏。


 


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