多芯导线的屏蔽类型

作者: Digi-Key 工程师 Barley Li

多芯导线通常用于信号传输,因此也经常需要屏蔽,以减少EMI对应用信号质量的影响。屏蔽可阻挡不必要的EMI干扰,在干扰影响重要的信号导线之前将它传导到地面。

并不是每根电缆都需要进行屏蔽,但在为嘈杂的环境(例如工厂地面或电力传输系统附近)选择电缆时,屏蔽应该是你要首先考虑的事情之一。在为应用选择适当的屏蔽前,只需稍加考虑即可免去日后数周的故障排除之忧。

那么,应选择哪种屏蔽电缆呢?一般来说主要有三种电缆屏蔽——箔片、编织和螺线。

下表并排比较了三种不同的屏蔽类型;借助此表,即可确定适合你的应用需求的最佳屏蔽类型。

箔片 编织 螺线
屏蔽有效性
灵活性 非常好
机械强度
优点 薄、低成本 整体表现良好 高灵活性
缺点 反复弯曲有撕裂的风险 高频时效率较低 因螺线电线股线的电感问题,导致高频性能较差

帖子内容上重点描述了三种不同的屏蔽类型,但很多实际应用场景中,并不是单层屏蔽,很多是双层屏蔽,比如内层箔屏蔽 + 外层编织屏蔽:内层用铝塑复合箔或铜箔,外层用铜/镀锡铜编织网。采用两层不同特性的屏蔽层叠加,兼顾“高频屏蔽”与“机械强度”,一般是高要求场景的主流方案。

多芯导线按屏蔽结构可分为总屏蔽、分对屏蔽及双层屏蔽三种形式:
1、总屏蔽为所有芯线共用一层屏蔽层,结构简单、经济性好,适用于开关量、一般控制信号等抗干扰要求较低的线路;
2、分对屏蔽为每对信号芯线单独设置屏蔽层,抗串扰及外部电磁干扰能力强,适用于 4‑20mA 模拟量、仪表信号、RS485 通信、音频等精密弱信号线路;
3、双层屏蔽采用内外两层独立屏蔽结构,抗干扰性能最优,适用于变频器周边、强电场、长距离敷设及工业恶劣环境等高干扰场景。
实际工作中,屏蔽层接地应遵循:
1、模拟信号单端接地,避免形成地环路干扰;
2、数字及高速信号宜双端接地,保证高频屏蔽效果;
3、施工中屏蔽层应完整连续、可靠连接,严禁破损、断接或作为零线、保护地线使用;
4、线缆敷设时与 220V、380V 强电线路保持安全间距,尽量避免平行敷设,必须交叉时采用垂直交叉,减少电磁耦合干扰,确保信号传输稳定可靠。