电缆屏蔽层干扰分析

电缆屏蔽层干扰分析

余军强  胡启谱  余星垣

航空工业陕西飞机工业有限公司  723213

摘要:电缆的屏蔽层是一种用于防止电磁干扰的构造,它通常包裹在线缆的导体和绝缘层之间,屏蔽层可以有效地抑制外部电磁干扰的影响,同时也可以减少电缆本身对外界的电磁干扰辐射;在航空器应用中，电缆的屏蔽干扰会直接影响到飞行安全，比如飞机上很多系统存在复杂的电磁干扰现象，严重的影响飞机性能，甚至导致飞机安全事故因此，对飞机电缆电磁干扰抑制在生产制造、维修过程中非常重要。

关键词:电缆·电磁干扰·电缆屏蔽

一、电缆的种类

电缆是在绝缘层里有一根或多根导线，外部有特殊的外保护层，不同材料的保护层、绝缘层及屏蔽层会使电缆有不同的特性。

1、包有绝缘层的单芯线和多芯线;

2、多股绞线，即线缆相互扭绞在一起;

3、屏蔽电缆，在同一根屏电缆里包有一根或者多根各已绝缘的芯线;

4、同轴电缆，单根或者多根已绝缘的芯线包一层同轴结构的屏蔽网线;

二、电缆屏蔽层作用

1、防止外部电磁干扰

线缆在数据传输使，如果是比较强的电磁场环境中，有可能会遭受干扰，导致线缆传输信号不稳或者传输数据错误，那么屏蔽层可以有效防止外部环境干扰，有效保证信号、数据传输;

2、屏蔽层可以有效地减少自身的电磁辐射

线缆在传输过程中，会自身产生电磁辐射，屏蔽层可以有效防止或减少对外的电磁辐射;三、电缆对电磁干扰的抑制

对电磁干扰的抑制途径很多，例如电磁屏蔽、接地技术，滤波等等。飞机上不同的电缆对电磁干扰的抑制方法是不同的;

1、绞线

飞机上最用的绞线有双绞线和三绞线，多数应用在信号线和电源线。绞线有平的结松来抑制电磁干扰的感性耦合，绞线在电流回路线间缠绕成极性交错的耦合环，这样就使电缆延其方向的局部耦合干扰彼此相互抵消。

2、屏蔽电缆

屏蔽电缆对电磁干扰的主要抑制方法为电磁屏蔽屏蔽电缆是以导电或导磁的材料制作成屏蔽网，将电缆封闭在一起，形成电磁隔离区，使电缆内部的电磁场不能影响到外部的设备，同样来自外部的辐射也不能影响到电缆。屏蔽网对内部和外部的电磁波有吸收能量、反射能量、抵消能量作用。

当干扰源为高频时，屏蔽网为低电阻率的金属材料，当高频干扰辐射时会形成涡流，将干扰产生的电磁和电场抵消掉，达到屏蔽效果;当干扰源为低频时，屏蔽网应选用高磁导率

的材料，使干扰的电磁力限制在屏蔽网内部，防止向外扩散;

屏蔽电缆的屏蔽网接地是飞机电缆安装过程中必须处理的重要工序,安装是否到位可靠会直接影响飞机整机电磁兼容的因素之一；飞机上的接地方式是将飞机外壳作为等位面，采用屏蔽环、焊锡环等方法屏蔽接地;选择合适的接地处理，可以使静电感应积累的电荷通过飞机外壳释放出去，还可以给频率比较高的电磁干扰提供低阻抗通道，从而充分抑制电磁干扰。

3、同轴电缆

同轴电缆是一种特殊的屏蔽电缆，其是一种由两个导体组成的合成电缆，同轴电缆的中心导线用于传输信号，金属屏蔽网是作为信号的公共接地线为信号提供电流回路，也是作为信号的屏蔽网，抑制电磁对信号的干扰。中心导线与屏蔽网介于聚丙烯绝缘材料之间，绝缘层决定了电缆传输的特性，有效的保护了中间的导线，同轴电缆广泛应用在通信、航空器等无线电设备中实现信号的传输。

三、电缆屏蔽层的接地方式

1、单点接地

当电路只有一个接地点时，用于传输低频信号的电缆屏蔽层应当只有在一点接地，如果屏蔽层有一个以上的接地点，在电缆屏蔽层上可能有噪声电流流动，屏蔽层中的电流通过电感性耦合产生的不均匀电压，将进入信号电缆而成为干扰源，那么接地点应按设备的接地状况，可选在信号源端，也可选在负载端。但无论哪种情况，都要使通过屏蔽层的电流与内导体的电流大小相等,方向相反,这样在屏蔽层外围相互抵消，起到了对磁场干扰的衰减作用。

在信号源接地负载不接地的电路中，由于屏蔽层只有一个接地点，因此，输入引线和屏蔽层之间的电容将提供噪声耦合通道，电缆屏蔽层之间的电容也将提供噪声耦合通道，如果屏蔽层的接地点通过负载接地，那么，屏蔽层中的噪声电流流入信号引线中的一根，这个噪声电流就在信号引线阻抗上产生一个与信号串联的噪声电压，无论噪声电压源的数值是多少都不产生噪声电压，这是电缆屏蔽层最佳接地点。将屏蔽层的接地点接在信号的接地点上这样干扰电流只在屏蔽层上流动而不会流入内部导线内，这种电路就有很高的抗磁场干扰能力。

2、两点接地

两点接地是电缆的金属屏蔽层两端都接地，是进一步提高屏蔽效果，减少电磁干扰的影响，这种方法适用于对屏蔽比较严格的环境场合，比如无线电系统、电子控制系统和信号传

输电缆中，在实际生产中，也取决于系统设备要求，系统接地还需要考虑接地电阻、接地材料的兼容以及安全性等因素;

为了得到很好的屏蔽效果，使用屏蔽层两点接地，可以减小耦合噪声但不能消除阻抗干扰，能很好抑制高频干扰，因此，根据设备不同要求，在屏蔽层的两端都接地，金属屏蔽层不会产生感应电压，可以减少屏蔽层的干扰。

3、双层屏蔽的接地

对于双层屏蔽的传输线，内层屏蔽采用单点接地，外层屏蔽多点接地，这样，接地点之间的阻抗值不会很大，对外界的高频磁场的干扰有较强的屏蔽作用，虽然外屏蔽层上有干扰电流，外层屏蔽上的电位对内屏蔽层也将形成电位差，但由于内层是单点接地，不会形成干扰电流，这样便保证里面的传输线不受任何外界电磁场的干扰。

四、结束语

电缆的敷设与干扰是是响飞机整机系统申磁兼容性的关键环节，飞机受干扰的问题特别突出，也是影响飞机安全的重要因素，在申缆设计制作中，飞机的电缆外部全部由申缆屏蔽层包裹，电缆两端分别有插头和电缆屏蔽层、机体连接到一起，从而对飞机形成一个闭合的屏蔽回路，合理的布线、屏蔽、滤波，选择好接地点和接地方式来抑制各种干扰，可以有效避免雷电或者环境中的高强度辐射感应出的电磁场干扰载机的电子设备和电子控制系统:在实际生产应用中必须了解和掌握电磁兼容技术，解决好电缆的电磁屏蔽、提高载机电缆的抗干扰能力，抑制各类电缆带来的电磁干扰，严格执行相关技术规范和标准，以保证航空器的安全、可靠。