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集团成员目前已围绕电力安全构建起 “宇恬工程、宇恬材料、宇恬智能、宇恬能源、标普检测” 五大核心业务板块，形成了覆盖工程实施、材料研发、能源服务、智能化系统集成及电力安全检测的完整业务矩阵。
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屏蔽层接地不规范，信号电涌保护器装得再多也难起作用
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知识科普
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发布时间：
2026-11-12
信号线缆的防雷屏蔽，真正决定效果的不是线缆本身，而是屏蔽层怎么接地。三条底线：屏蔽层两端做等电位连接；与等电位连接带做 360 度面接触；屏蔽层接地与电涌保护器（Surge Protective Device，SPD）接地各自独立引到等电位连接带。这三条做不到，SPD 的参数选得再准，雷击时信号端口照样挨冲击。
一个光伏项目，雷雨过后通讯全断。运维上去查，逆变器通讯板烧了三块，汇流箱通讯模块也有两个不亮。业主先以为是防雷没做到位，翻图纸对了一遍：交流侧一二级、直流侧、通讯口的 SPD 都在，型号对得上。
问题不在 SPD，在屏蔽层。汇流箱到逆变器那根 RS-485 屏蔽双绞线，屏蔽层在汇流箱这头被拧成两厘米长的线辫子压在端子上，逆变器那头干脆剪掉了，施工的人说怕两端接地形成环流。
SPD 是最后一道闸门，屏蔽是门外那道墙。墙塌了，闸门再结实也得挨冲击。
一、屏蔽层在防雷里到底起什么作用？
很多人把屏蔽理解成“裹一层金属把干扰挡住”，不算错，但不够用。雷击时信号线上的过电压有两条来路：雷电流在附近导体上产生瞬变电磁场，直接在芯线上感应出电压；地电位抬高，屏蔽层和芯线之间就有了压差。
屏蔽层对第一条路是分流，感应电流走屏蔽层，不进芯线；对第二条路是等电位，把两端设备的外壳、屏蔽层、接地连成一个电位面，让电位差没处落脚。
所以屏蔽层能不能起作用，主要取决于接地接得怎么样，线缆是编织网还是铜带，影响不同。这是工程经验判断，不是规范给的数值比例。不少项目采购时想反了：钱花在买好线上，活省在随便接一下。
二、屏蔽层失效有哪三种典型形态？
（一）两端都不接
施工的人怕接地环流干扰信号，索性两端悬空。屏蔽层悬空以后就不再是屏蔽层，而是一根和芯线平行、一样长的金属导体。雷击时它上面的感应电压比芯线还高，再通过分布电容耦合回芯线——本来想避干扰，结果做了根高效的接收天线。
（二）只接一头
比两头不接好，但要看接的是哪一头。单端接地能防静电积累和低频电场耦合，对雷击这种微秒级瞬变作用很有限.
（三）接在“假地”上
屏蔽层接到桥架，桥架本身没做等电位连接；或者接到柜体的喷塑面板上，螺栓底下垫着漆；或者接到端子，端子后面的接地线早在改线时被拆了。用接地电阻测试仪一量，屏蔽层对地几十欧甚至上百欧，等于没接。
见过一个变电站，所有信号电缆的屏蔽层都整齐压在一根铜排上。一测，铜排和柜体之间的连接片锈断了，整排屏蔽层悬空。照片看不出来，必须实测。
三、屏蔽层该一端接地还是两端接地？
“屏蔽层两端接地会形成地环流”，这句话工地上流传很广，很多人拿它当只接一端的理由。话本身没错，结论错了。
规范口径很明确。GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》第 6.3.1 条第 2 款规定，在需要保护的空间内采用屏蔽电缆时，屏蔽层应至少在两端、并宜在防雷区交界处做等电位连接；只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管应至少在两端做等电位连接。GB 50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第 5.3.3 条第 1 款要求一致：金属信号线缆采用屏蔽电缆时，应在屏蔽层两端并宜在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。
地环流是两端接地点之间的工频电位差在屏蔽层和大地之间形成的回路电流，通常几十毫安量级。它确实存在，对高精度测量回路也是干扰源，后果是信号轻微漂移；雷击的后果是板子烧掉。两件事不在一个量级。
工程上一般这么划：线缆短、两端在同一接地网内，直接两端接地；线缆长、跨区域，两端接地的前提是先把两地网做等电位连接，做不到就走双层屏蔽或穿金属管；热电偶、应变片这类微弱信号单端接地，接在信号处理设备侧，另一头让屏蔽层连续不剪断。
四、施工中最容易出问题的是哪几个细节？
规范写的是原则，现场决定成败的是做法。下面四条出现频率最高。
常见做法一：屏蔽层拧成“猪尾巴”，压在端子上
后果：高频阻抗大，几十兆赫兹以上干扰走不掉，屏蔽效能下降
正确做法：卡箍、电缆夹或金属格兰头做 360 度面接触
常见做法二：拿铠装层当屏蔽层，只在一端接地
后果：铠装兼做屏蔽时也要两端接地，单端接等于放弃屏蔽
正确做法：铠装与内层屏蔽分别做等电位连接，不拧在同一个端子上
常见做法三：金属线槽节间不做跨接
后果：线槽电气上不连续，信号线等于放在一堆绝缘铁皮里
正确做法：节间加跨接线，全程贯通并两端接地
常见做法四：屏蔽层与 SPD 接地拧在同一个端子
后果：雷电流通过时电位抬升加到屏蔽层，干扰送进芯线
正确做法：两者各自独立引到等电位连接带
注：“猪尾巴”是施工俗称，指把屏蔽层剥开、拧成一根线辫子再接端子的做法。
五、信号 SPD 怎么装才算和屏蔽配合上了？
SPD 装得对不对，看三件事：参数、引线、位置。
（一）参数上最容易出错的地方，是把电源端口的规则套到信号端口上，两者判据不同。
电源端口看的是设备的耐冲击电压额定值 Uw。GB 50343-2012 表 5.4.3-1 按设备位置给出 Uw：电源进线端 6kV、配电分支线路 4kV、用电设备 2.5kV、需要保护的电子信息设备 1.5kV。该规范第 5.4.3 条要求，浪涌保护器的有效保护水平 Up/f 应小于相应类别设备的 Uw；工程上通常再留一档裕量：SPD 与设备之间的线路不大于 10 米时，按 Up/f 不大于 0.8Uw 控制；若内部系统故障会引起人身伤害或重大公共服务损失，还要考虑振荡使设备端电压升至两倍 Up，此时按 Up/f 不大于 Uw/2 控制。有效保护水平是 Up 加连接导线的感应电压降。
信号端口没有这个 80% 的提法。GB 50343-2012 第 5.4.4 条第 1 款的要求是：最大持续工作电压 Uc 应大于线路上最大工作电压的 1.2 倍，Up 应低于被保护设备的耐冲击电压额定值 Uw。RS-485 这类通讯端口，工程上常见的选择是十几伏到几十伏的 Up，具体要看端口器件的耐受能力和厂家给出的接口参数。
（二）引线是第二个坑
GB 50343-2012 第 6.5.1 条第 1 款规定，各级 SPD 的连接导线应短直，长度不宜超过 0.5 米；第 6.5.3 条第 2 款要求信号 SPD 的接地端宜采用截面积不小于 1.5 平方毫米的铜芯导线，接地线短直。为什么卡这 0.5 米，条文说明给了一个能算的数：SPD 流过部分雷电流时，连接导线的感应电压降可假定为 1 千伏每米。0.5 米引线，泄放雷电流的瞬间就可能给端口多加约 0.5 千伏。Up 只有几十伏的 SPD，引线绕两米，参数选得再准也白费。
（三）位置
信号 SPD 要贴着被保护设备的端口装，不是贴着进线口装。GB 50343-2012 第 6.5.3 条第 1 款写得很直接：信号线路浪涌保护器应连接在被保护设备的信号端口上。这和电源 SPD 的分级思路相反，信号 SPD 保护的就是那一块板子，装远了保护不到。
三件事都做到，屏蔽才有意义。屏蔽好，到 SPD 之前的过电压小，寿命长；屏蔽差，SPD 长期在极限工况下工作，两三年就失效。
六、光伏、变电站、风电塔筒分别怎么做？
（一）光伏
光伏场区线长，和高压电缆同沟的也多。汇流箱到逆变器、逆变器到通讯柜基本是 RS-485 屏蔽双绞线，做法是穿金属管或走带盖金属线槽，线槽全程跨接并两端接地，屏蔽层两端接在设备外壳的屏蔽夹上，通讯口加信号 SPD。
（二）变电站
变电站二次回路相对简单：主控室到开关场的 4～20mA 信号、开关量，两端在同一接地网内，屏蔽层两端接地，屏柜内用卡箍固定在接地铜排上，铜排与柜体、等电位网可靠连接。最常出问题的是连接片锈蚀。
（三）风电塔筒
机舱到塔底的变桨、偏航信号线缆长，而塔筒本身就是引下线路径，雷电流流过时筒内电位抬升剧烈。做法是信号线全程走金属线槽并两端接地，筒内金属构件做等电位连接，机舱侧和塔底侧都装信号 SPD。
七、甲方验收时能查什么？
不用等出事。交工时带三样东西：接地电阻测试仪、一把螺丝刀、一份屏蔽接地清单。
随机抽三根信号电缆看屏蔽层怎么接，是辫子还是卡箍，一眼就看出来。拆开一个端子箱量屏蔽层对地电阻，正常零点几欧到几欧，几十欧以上就是没接好。再看跨接线有没有锈断，信号 SPD 的 Up 值与设备耐压对不对得上、引线超没超半米。半小时能看完。
这几条不花钱，能挡掉大部分隐患。
最后说一句看法。防雷这件事，甲方最容易花钱的地方是买设备，最难花钱的地方是做工艺。SPD 有型号、有报价、有验收单，好查；屏蔽层怎么接、卡箍装没装，没人查。可雷击时先失效的，往往就是没人查的那部分。
常见问题
问：屏蔽层为什么必须两端接地？
答：因为屏蔽层要起的作用是等电位，不只是挡电场。雷击时两端设备的地电位瞬间拉开差距，屏蔽层只接一端，另一端就跟着芯线浮动，芯线与屏蔽层之间的电位差没被压住。GB 50057-2010 第 6.3.1 条第 2 款、GB 50343-2012 第 5.3.3 条第 1 款都是这个口径。
问：两端接地引入的地环流会不会影响信号？
答：会有几十毫安量级的工频环流，对高精度测量回路确实是干扰源，表现为信号轻微漂移。但和雷击造成的端口击穿比，不在一个量级。确实不能两端接地时，规范的办法是采用两层屏蔽，外层两端接地、内层一端接地，或穿钢管敷设，让外层金属承担两端接地。
问：信号 SPD 应该装在进线口还是设备端口？
答：设备端口。GB 50343-2012 第 6.5.3 条第 1 款要求信号线路浪涌保护器连接在被保护设备的信号端口上。它保护的是那一块接口板，装得越远，中间那段线缆上的感应过电压就越没东西去限制。
参考文献
[1] GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范[S].
[2] GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].
[3] GB/T 21431-2023 建筑物雷电防护装置检测技术规范[S].
[4] GB/T 18802.21-2016 低压电涌保护器 第 21 部分：电信和信号网络的电涌保护器（SPD）[S].
本文由昆明宇恬科技工程有限公司品宣团队创作，AI辅助生成文字内容，经专业人员审核定稿。
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