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共模阻抗耦合

来自电气装置应用(设计)指南

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定义

通过供电和通信电缆将两个或更多电器相连接 (见图表 R32)。当外部电流 (雷电、故障电流、骚扰) 流过这些共模阻抗时,在应该是等电位的 A、B 两点之间出现不合需要的电压,这种杂散电压能骚扰低电平的或快速的电子线路。

包括保护线在内的所有电缆都具有阻抗,特别是在高频情况下更如此。


图表 R22.jpg


通过阻抗Z1和Z2连接线将电器1和2外露可导电体(ECP)连接到共用接地端子。
杂散过电压经过Z1通至地,电器1的电位增高至Z1I1。对电器2的电位差(初始电位=0)导致I2产生。


Z1 x I1 = (Zsign + Z2) I2 => I2 / I1 = Z1 / (Zsign + Z2)


电流I2出现在信号线上,对电器造成骚扰。

图表 32: 共模阻抗耦合的定义

示例

(见图表 R33)

  • 经共用基准线 (common reference conductor,例如 PEN—PE) 连接的电器,受快速或剧烈电流变量 (di /dt ) (故障电流、雷击、短路、负荷改变、斩波电路、谐波电流、功率因数补偿电容器组等) 的影响。
  • 许多电源的共用返回通道。


图表 R23.jpg


图表 R33: 共模阻抗耦合的示例


防范措施

(见图表 R34)

如果共模阻抗耦合骚扰不能消除,至少应尽可能减低共模阻抗,以减少共模阻抗的影响。必需做的是:

  • 减少阻抗:

- 接成共用基准网格; - 用短电缆,或扁编织带,它在相同截面下其阻抗低于圆形线; - 在电器之间设置功能等电位连接。

  • 增设共模滤波和差模电感以减少骚扰电流水平。


图表 R24.jpg


如果并联接地线PEC的阻抗(Zsup)相对于Z信号是很低的,大部分骚扰电流流过PEC,也就是说,在前面所述情况中的电流不流过信号线。
在电器1与电器2之间的电位差很低,因而其骚扰是可接受的。


图表 R34: 共模阻抗耦合的防范措施