随着电气化的快速发展，电气与电子系统变得更加复杂，系统中电磁环境也愈发复杂多变。特别是在电动汽车、船舶、舰艇、飞机等系统中，由于电子设备数量庞大且受空间限制，设备间用于能量输送、信号传输的电缆难免要密集敷设，这就会带来电磁干扰和电磁兼容性的问题。电磁串扰作为一种常见的电磁干扰，它是指当信号在传输线上传播时，因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声。由于电子设备灵敏度不断提高使得系统对信号传输质量的要求越来越高，较大串扰的存在可能会对信号正常传输产生影响，进而影响设备乃至系统的正常运行，甚至会造成严重的事故。因此研究线缆间的电磁串扰问题并探究抑制串扰的方法是非常必要的。

目前电缆间串扰的分析方法主要有两类：一类是以“场”为研究对象的分析方法，另一类是以“路”为研究对象的分析方法。对于“场”法，包括有限元法^[1]、矩量法^[2-3]和时域有限差分法^[4-6]等，是从麦克斯韦方程组出发，计算分析串扰特性，该方法计算结果十分准确但计算过程十分复杂，占用大量计算机内存，应用起来较为困难。对于“路”法，以传输线理论为基础，包括集总参数电路模型和传输线模型。C. R. Paul利用电磁场理论求解了传输线的单位长度电感、电容参数，构建了集总参数电路模型，分析了三导体传输线系统的串扰问题^[7]，并将这一模型应用到带屏蔽线缆的串扰问题研究中^[7-8]，但到高频段，因受波的传播特性的影响，该模型不再适用。传输线模型因采用分布参数来求解传输线方程，从而得到串扰结果，所以能够适用于高频信号分析^[9-12]。

目前绝大部分研究聚焦在由功率线缆与大地构成的功率回路对由信号线缆与大地构成的信号回路间的电磁串扰问题上，该系统中大地作为功率回路和信号回路的公共回流路径，分析的串扰电压是信号线相对于大地的电压。文献[13-14]对传统三导体系统的电磁串扰进行了研究。文献[15]对屏蔽电缆传输线模型进行了分析，研究了同轴电缆屏蔽层的转移阻抗和转移导纳。文献[16]以三屏蔽同轴电缆为研究对象，分析了多层屏蔽对线缆串扰的影响。文献[17]对屏蔽层的接地方式进行了研究，得到了接地方式对串扰的影响规律。文献[18]针对含屏蔽电缆传输系统分析了电缆处于电缆槽中不同位置时的线间串扰大小，并对电缆槽中电缆的布线方式提出了建议。文献[19]以屏蔽多芯信号电缆为研究对象，研究了屏蔽层接地方式、屏蔽电缆不同芯线数量、屏蔽多芯电缆受扰芯线位置和芯线端接阻抗等因素对系统串扰的影响，得出了屏蔽电缆的串扰抑制措施。然而，在目前的实际工程中，为了减小发射与接收回路面积，同时降低不同回路间的共地阻抗干扰，一般采用独立的回路而不是共地回路，这就使得发射与接收回路都应该是差模回路，形成一个双差模回路间的电磁串扰问题。所以，在文献[20]中研究了双差模非屏蔽线缆回路的电磁串扰问题。随着屏蔽线缆的广泛使用，需要对双差模带屏蔽线缆回路系统的电磁串扰进行研究，并探究屏蔽层对系统串扰的影响。

双差模带屏蔽线缆回路系统根据屏蔽层所在回路位置可分为无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统、带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统和带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统等。本文基于传输线理论对上述几种双差模带屏蔽线缆回路系统建立了多导体传输线模型，利用该模型研究了对应系统的电磁串扰，并探究了屏蔽层接地方式对串扰的影响，得到了抑制串扰的有效方法，为实际应用中电缆选型和屏蔽层接地方式的选择提供参考。

1.   无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统

对于无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统，其线缆分布如图1所示，其中功率回路由导线1和导线2构成，近端接有电压激励U_S，远端接有功率回路负载R_L；信号回路由屏蔽层3、屏蔽层4、导线5和导线6构成，两端分别接有近端负载R_N和远端负载R_F，令大地为导体7，各线缆平行敷设且长度均为L_C。该系统中，默认所有屏蔽层接地情况保持一致，若屏蔽层接地，假设其直接接地。

图  1  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统线缆分布示意图

Figure  1.  Diagram of cable distribution for unshielded power cables and shielded signal cables system

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1.1   模型建立与仿真验证

文献[20]已对多导体传输线模型在双差模非屏蔽线缆回路中的应用进行了详细阐释，本文将在此基础上进一步扩展，将多导体传输线模型应用到双差模带屏蔽线缆回路当中。为了使传输线导体间的电压和电流即使在电磁场随时间变化时也能被唯一地定义，需作出以下假设：（a）忽略临近效应的影响；（b）传输线导体上只存在唯一的横电磁波传播模式^[12]。利用多导体传输线理论建立等效电路模型，进而进行分析求解。

图2为无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆七导体传输线系统的等效电路模型，模型中传输线长为Δz，将大地抽象为一根参考导体，用分布参数将导体1至导体6联系起来。其中l_ij、r_ij、c_ij、g_ij（i=1, 2, 3, 4, 5, 6; j=1, 2, 3, 4, 5, 6; i≠j）分别代表单位长度线间的互电感、互电阻、互电容和互电导，l_ij、r_ij、c_ij、g_ij（i=1, 2, 3, 4, 5, 6; j=1, 2, 3, 4, 5, 6; i=j）分别代表单位长度线间的自电感、自电阻、自电容和自电导，V_i (z, t)（i=1, 2, 3, 4, 5, 6）、I_i (z, t)（i=1, 2, 3, 4, 5, 6）和V_i (z+Δz, t)（i=1, 2, 3, 4, 5, 6）、I_i (z+Δz, t)（i=1, 2, 3, 4, 5, 6）分别是长度为Δz各导线的两端电压、电流值。

图  2  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的七导体传输线系统等效电路模型

Figure  2.  Equivalent circuit model of a seven-conductor transmission line system for the unshielded power cables and shielded signal cables system

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在等效电路模型的基础上，基于基尔霍夫电压定律和电流定律推导出多导体传输线方程^[20]

式中：I = [I₁, I₂, I₃, I₄, I₅, I₆]^T和V = [V₁, V₂, V₃, V₄, V₅, V₆]^T分别是6根导体上的电流和电势构成的向量，g、c、r、l则分别为单位长度电导、电容、电阻和电感矩阵，分别为

由于研究对象是无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的七导体传输线系统，其中被定义为7号导体的大地作为参考导体，所以系统单位长度分布参数矩阵为六维矩阵，各导体靠这些分布参数相联系。

参照文献[20]中的有限差分法，对无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的七导体传输线系统构建离散模型，每根导线被等长离散为n−1段，每段两端点定义为电压节点，即每根导线包含n个电压节点，将各段导体的电流定义在两电压节点的中间，则每根导线有n−1个电流节点。得到系统在频域下的离散方程组

式中：I_k+1/2、I_k−1/2、V_k、V_k−1均为向量，包含了4根导线上的电流与电压信息，ω是信号角频率，j是虚数单位。该系统包含6n个电压变量和6（n−1）个电流变量，而方程组（6）中包含6（n−1）个电压方程和6（n−2）个电流方程，总方程数较总变量数少12个，还需要补充额外的方程。除像双差模非屏蔽线缆回路中所补写的端部电流方程（7）和端部激励、负载情况方程（8）外，还需补充4个屏蔽层接地情况方程。

其中：方程组（8）的第一个方程可以根据功率回路电压激励的实际情况进行改写，以引入参考电位。本文统一用电压激励中心点接地的方式，即取V_1,1=U_S/2，V_2,1=−U_S/2。

针对屏蔽层接地，认为所有屏蔽层接地方式保持一致，共有两端浮地（即两端均不接地，后文记为none）、单端接地（后文记为single）和双端接地（后文记为double）三种情况。对于两端浮地，认为屏蔽层两浮地端点电流均为0，可以补写方程

对于屏蔽层单端接地，一般采用近端接地，而不用远端接地，主要是因为：（1）近端接地有助于在源端创建一个低阻抗路径，使可能产生的各种电磁干扰迅速导向地面，在到达接收端之前就将干扰显著降低；（2）近端接地可以提高系统安全性，在电缆发生故障时近端接地可以确保故障电流迅速流向地面，从而减少对设备和人员的潜在危害；（3）通常信号源位置是容易接地的，而远端接地可能需要额外的布线和接地设施，从而增加系统设计的复杂性和成本。对于屏蔽层近端接地可以补写方程

对于屏蔽层双端接地，可以补写方程

在根据屏蔽层的实际接地情况补充边界条件方程后，便可求解传输线方程组，得到各导体上的电压、电流分布情况，进而可得到所需的电磁串扰。

我们定义串扰电压和串扰系数来衡量电磁串扰的大小。

式中：U_N表示近端串扰电压，U_F表示远端串扰电压，S_N为近端串扰系数，S_F为远端串扰系数。

对于无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统，取线缆长度L_C=10 m，功率回路电压激励取为单位电压值，即U_S=1 V，频率f范围为10 kHz～100 MHz，相位为0，功率回路负载取为R_L=100 Ω，信号回路近端负载取R_N=1 MΩ以模拟高阻状态，远端负载取R_F=50 Ω以模拟标准阻抗。

传输线芯线的电阻和电导参数一般较小，为了计算简便，本文假设所有传输线均为无耗传输线，即忽略芯线电阻和电导参数，认为相应的r = 0、g = 0。对于屏蔽层而言，假设屏蔽层电流在屏蔽层横截面均匀分布，仅可忽略它的电导g，其电阻r_s为

式中：σ是屏蔽层的电导率，r_SH是屏蔽层的外半径，t_SH是屏蔽层的厚度。

假设系统各线缆布局如图3所示，其中较大截面为功率电缆，带有屏蔽层的较小截面为信号电缆。功率电缆的导体半径为r_wG，考虑绝缘层后的总外径为r₁，信号电缆的导体半径为r_wR，信号电缆屏蔽层的外半径为r_SH，屏蔽层厚度为t_SH，考虑绝缘层后的总外径为r₂。功率电缆中心距地h₁，信号电缆中心距地h₂，两功率电缆之间的中心距为s₁，两信号电缆之间的中心距为s₂，信号电缆与功率电缆之间的间距为s₀。

图  3  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统的线缆截面分布

Figure  3.  Distribution of cable cross sections for the unshielded power cables and shielded signal cables system

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对具体算例进行串扰计算，取r_wG=9.2 mm，r₁=16 mm，r_wR=0.5 mm，t_SH=0.1 mm，r_SH=0.8 mm，r₂=1 mm。取h₁=40 mm，h₂=30 mm，s₁=40 mm，s₀=30 mm，s₂=3 mm。本文将就屏蔽层不接地或近端接地这两种常用的接地方式进行模型仿真验证。

将本文用多导体传输线模型计算所得串扰结果与CST Cable Studio软件仿真所得结果进行对比，结果如图4所示。

图  4  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统MATLAB与CST仿真结果对比

Figure  4.  Comparison of MATLAB and CST simulation results for the unshielded power cables and shielded signal cables system

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由图4分析可得，屏蔽层不接地时在f＜1 MHz频率范围内，CST仿真结果和传输线理论分析计算所得近端串扰S_N结果基本一致，远端串扰S_F具有一定误差但误差在6 dB以内，串扰系数S_N和S_F近似以20 dB/10倍频程线性变化。屏蔽层单端接地时在f＜1 MHz频率范围内，CST仿真结果和传输线理论分析计算所得结果基本一致，由于屏蔽层单端接地，串扰系数S_F不再以不接地时的20 dB/10倍频程变化，而是以40 dB/10倍频程变化。高频时，两种方法下杂散电容和电感均发生谐振，使得线缆串扰计算结果存在一定误差。由于实际应用中可采用滤波手段将高频串扰滤除，一般只需重点关注1 MHz以下的串扰，所以多导体传输线模型符合实际应用要求。

1.2   屏蔽层对双差模线缆回路系统串扰的影响

在传输线模型中，通过杂散电容产生的耦合称为容性耦合，属于电场耦合；通过杂散电感产生的耦合称为感性耦合，属于磁场耦合。近端和远端串扰实际上就是容性耦合和感性耦合的组合，其关系为

式中：$U_{\text{N}}^{\text{C}}$（$U_{\text{F}}^{\text{C}}$）与$U_{\text{N}}^{\text{L}}$（$U_{\text{F}}^{\text{L}}$）分别是仅考虑容性耦合或感性耦合时信号回路近（远）端电压，且有$U_{\text{N}}^{\text{C}}$=$U_{\text{F}}^{\text{C}}$，$U_{\text{N}}^{\text{L}}$与$U_{\text{F}}^{\text{L}}$由信号回路两端负载R_N和R_F对回路中感性耦合电压分压得到。

本文建立的多导体传输线模型，可以通过将分布参数c、l分别置零来求解相应的感性耦合和容性耦合。基于此模型对感性耦合、容性耦合和总串扰进行了研究，探究了屏蔽层对双差模线缆回路系统串扰的影响。由近、远端容性耦合和感性耦合关系^[7]可以得到，屏蔽层对近、远端容性耦合和感性耦合的影响是一致的，所以在研究屏蔽层对容性耦合和感性耦合影响时仅以信号回路近端电容耦合和电感耦合为研究对象即可，定义感性耦合系数$S_{{\mathrm{N}}}^{{\mathrm{L}}}$和容性耦合系数$S_{{\mathrm{N}}}^{{\mathrm{C}}}$，有

对于无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统，屏蔽层仅在信号电缆上，考虑不同接地方式（无屏蔽层记为without，两端浮地记为none，单端接地记为single，双端接地记为double），则其对信号回路感性耦合和容性耦合的影响如图5所示。其中图5（a）为不同屏蔽层接地方式下近端感性耦合系数频谱特性曲线，图5（b）为不同屏蔽层接地方式下近端容性耦合系数频谱特性曲线。

图  5  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统不同屏蔽层接地方式下的感性和容性耦合系数

Figure  5.  Inductive and capacitive coupling coefficients for the unshielded power cables and shielded signal cable system under different shield grounding methods

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由图5（a）可以发现，对于感性耦合，屏蔽层不接地和近端接地时的结果相较于无屏蔽层没有影响，屏蔽层双端接地时，在低频段没有影响，但在300 kHz以上高频段，感性耦合被较好地抑制。这是因为，感性耦合是磁场耦合，当有屏蔽层但未接地时，屏蔽层未形成回路，屏蔽上无电流流通，所以感性耦合未受影响，但当双端接地时，屏蔽层与大地构成通流回路，产生感应电流，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，低频时感应电流小，频率较高时感应电流大，所以在高频对感性耦合有较好的抑制作用。

而由图5（b）可发现，对于容性耦合，屏蔽层不接地相较于无屏蔽层略有减小，而在屏蔽层接地后，容性耦合被极大程度抑制，变化趋势由不接地时的20 dB/10倍频程变为40 dB/10倍频程，且双端接地较单端接地抑制效果更明显。这是因为，容性耦合是电场耦合，当有屏蔽层时，屏蔽层外的导体与屏蔽层内导体间的互电容被屏蔽为0，所以屏蔽层未接地时，容性耦合相较于无屏蔽时略有减小，而当屏蔽层接地时，屏蔽层内导体对地电容也将被屏蔽为0，所以具有较好屏蔽效果。屏蔽层近端接地时，其远端电压可能会有抬升，而屏蔽层双端接地可以较好地限制屏蔽层的电压，使屏蔽层整体电压较近端接地时低，所以屏蔽层双端接地对容性耦合的抑制效果较近端接地更好。

考虑信号回路的近、远端总串扰，仿真结果如图6所示。由于在目前信号回路负载阻抗的配置下，近端串扰以感性耦合为主，远端串扰以容性耦合为主，所以分析可得：低频时，屏蔽层接地方式对近端串扰影响不大，而屏蔽层对远端串扰的影响规律与对容性耦合的影响规律相似；但在高频时，由于系统中的杂散电容和电感会发生谐振，所以需综合考虑感性耦合与容性耦合的影响，所以S_N-double＜S_N-single＜S_N-none＜S_N-without。

图  6  无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统不同屏蔽层接地方式下的总串扰

Figure  6.  Total crosstalk for the unshielded power cables and shielded signal cable system under different shield grounding methods

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2.   带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统

2.1   模型建立与仿真验证

对于图7所示的带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆的七导体传输线系统，其等效电路模型与图2相同，传输线方程也与无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的七导体传输线系统相同。两系统间的差异在于因屏蔽层所在位置不同而导致的电容、电感矩阵值的不同，其方程推导及边界条件与前述无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统类似，这里不再赘述。

图  7  带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆的七导体传输线系统分布示意图

Figure  7.  Distribution of the seven-conductor transmission line system for a shielded power cables and unshielded signal cables system

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求解方程组，计算得到系统串扰，两种方法所得串扰结果如图8所示。分析图8可得，在f＜1 MHz频率范围内，CST仿真结果和传输线理论分析计算所得结果基本一致，高频时，由于谐振影响使得两种方法计算结果存在一定误差，总的来说多导体传输线模型符合该系统实际应用要求。

图  8  带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统MATLAB 与CST仿真结果对比

Figure  8.  Comparison of MATLAB and CST simulation results for the shielded power cables and unshielded signal cables system

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2.2   屏蔽层对双差模线缆回路系统串扰的影响

对于带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统，当屏蔽层仅在功率电缆上，不同接地方式下信号回路感性耦合和容性耦合如图9所示。其中图9（a）和图9（b）分别为不同屏蔽层接地方式下近端感性耦合、容性耦合系数频谱特性曲线。考虑信号回路两端总串扰，仿真结果展示在图10中。

图  9  带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统不同屏蔽层接地方式下的感性和容性耦合系数

Figure  9.  Inductive and capacitive coupling coefficients for the shielded power cables and unshielded signal cables system under different shield grounding methods

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图  10  带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统不同屏蔽层接地方式下的总串扰

Figure  10.  Total crosstalk for a shielded power cables and unshielded signal cables system under different shield grounding methods

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图9仿真结果表明，屏蔽层对感性耦合的影响规律与图5所示的无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统相同。但由于屏蔽层是在功率电缆上，相当于是对干扰源进行屏蔽，所以对容性耦合的影响与屏蔽层在信号电缆上（相当于对接收器进行屏蔽）时不一样，此时，近端接地时的容性耦合最小。分析图10中的总串扰可得，对近端总串扰而言，1 MHz以下频率范围内，屏蔽层双端接地时对串扰有一定抑制作用，但在1 MHz以上时，屏蔽层无论是否接地均会引入较大的干扰。对远端总串扰，屏蔽层接地可对其进行较好的抑制，但同样在高频区会产生更大的谐振电压。因此应尽量避免带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统应用在高频应用场景，以避免产生较大串扰对系统产生影响。

3.   带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统

3.1   模型建立与仿真验证

将多导体传输线模型应用到图11所示带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的九导体传输线系统上，进行串扰计算。

图  11  带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆的九导体传输线系统分布示意图

Figure  11.  Distribution of the seven-conductor transmission line system for the shielded power cables and shielded signal cables system

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此时传输线方程组中的分布参数矩阵变为八维矩阵，补充8个端部电流、激励、负载边界方程，再根据屏蔽层的接地情况补充另8个屏蔽层接地边界方程，最后对方程组进行求解，经计算得到系统的串扰大小。针对屏蔽层接地，认为同一回路中的两屏蔽层接地方式保持一致，该系统的各屏蔽层接地可以分为：功率电缆屏蔽层不接地—信号电缆屏蔽层不接地（记为none-none），功率电缆屏蔽层单端接地—信号电缆屏蔽层不接地（记为single-none），功率电缆屏蔽层不接地—信号电缆屏蔽层单端接地（记为none-single），功率电缆屏蔽层单端接地—信号电缆屏蔽层单端接地（记为single-single）。对single-none和none-single两种情况进行串扰计算，所得结果如图12所示。由图12分析可得，在f＜1 MHz频率范围内，CST仿真结果和传输线理论分析计算所得结果最大误差在6 dB以内，串扰系数S_N以20 dB/10倍频程变化，串扰系数S_F因屏蔽层接地而以40 dB/10倍频程变化，多导体传输线模型符合该系统实际应用要求。

图  12  带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统MATLAB与CST仿真结果对比

Figure  12.  Comparison of MATLAB and CST simulation results for the shielded power cables and shielded signal cables system

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3.2   屏蔽层对双差模线缆回路系统串扰的影响

对于图11系统功率电缆和信号电缆均带屏蔽层，考虑不同接地组合方式，则感性耦合和容性耦合如图13所示。其中图13（a）和图13（b）分别为不同屏蔽层接地组合方式下近端感性耦合、容性耦合系数频谱特性曲线，图13（c）为不同屏蔽层接地组合方式下近端和远端总串扰系数频谱特性曲线。结果表明，屏蔽层未双端接地时对感性耦合无影响，屏蔽层对容性耦合有抑制作用，且在single-single即功率电缆和信号电缆的屏蔽层均近端接地时，对容性耦合抑制效果最好。对于总串扰，带屏蔽层仅在低频区对远端串扰有较强抑制，但在高频区，无论屏蔽层接地方式如何，都相较于无屏蔽时的远端串扰要强；而屏蔽层对近端串扰抑制作用甚微，甚至会引入更大的串扰。因此在实际应用中，为了控制系统的串扰大小，除低频应用场景外不推荐功率电缆和信号电缆都选择带屏蔽层的方案。

图  13  带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统不同屏蔽层接地组合方式下的串扰

Figure  13.  Crosstalk for the shielded power cables and shielded signal cables system under different shield grounding methods

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4.   不同双差模屏蔽线缆回路的串扰对比

上文已得到不同双差模屏蔽线缆回路的串扰情况，为了得到实际应用中较优的方案，选择无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地（without-with-single）、带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地（with-without-single）和带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地（with-with-single-single）三种方案进行串扰结果对比，对比结果如图14所示。分析图14可得：低频时，对于近端串扰三种方案几乎无区别，而对于远端串扰，带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地方案要更小，但是在高频时，这一方案近、远端都会出现较大的串扰，不适合实际工程应用。无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地方案相对另两种方案来说，在高频段可以较好地限制串扰且具有较好的经济性，所以在高、低频均需控制串扰的应用场景中可优先考虑该方案。

图  14  不同双差模屏蔽线缆回路的串扰对比

Figure  14.  Crosstalk comparison of different double differential mode shielded cable loops

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5.   结　论

本文应用多导体传输线模型研究了屏蔽层对双差模线缆回路电磁串扰的影响，首先利用CST仿真结果进行对比，验证了该模型在无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统、带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统和带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统中的有效性，然后利用该模型分别研究了屏蔽层对双差模线缆回路系统中感性耦合、容性耦合以及总串扰的影响，最后对这三种系统的串扰进行了对比，从串扰抑制效果和经济性角度出发，得到了最优的方案。得到的主要结论有：（1）在含屏蔽层的双差模线缆回路中，串扰仍像文献[20]中双差模非屏蔽线缆回路串扰一样，在1 MHz范围内，随频率的增加而线性增加；（2）屏蔽层所处位置以及接地方式对系统串扰有较大影响，需要根据实际需求进行电缆选型和屏蔽层接地方式选择；（3）无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统中，屏蔽层能起到抑制串扰的作用，且当屏蔽层接地时，抑制效果更明显。仿真结果显示屏蔽层双端接地时串扰在高频抑制作用最强，但实际应用中双端接地时，若现场电磁环境复杂，屏蔽层与大地构成通流回路，会在电磁干扰影响下产生环流，从而对信号线产生干扰；（4）带屏蔽功率电缆-无屏蔽信号电缆系统和带屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统中，屏蔽层接地可对低频远端串扰进行抑制，但在高频时，屏蔽层的存在会给系统引入较大的串扰。所以电缆选型时应尽量避免将带屏蔽功率电缆应用在高频场景，而在应用到低频场合时，应将屏蔽层进行近端接地以实现较好地抑制串扰；（5）无屏蔽功率电缆-带屏蔽信号电缆系统屏蔽层近端接地可以较好的抑制串扰，而且具有较好的经济性，适合在实际应用中进行电缆选型和屏蔽层接地方式选择时优先考虑。