屏蔽电缆包含至少一个屏蔽层：一种导电或半导电层，其具体功用因电缆类型而异。国际电工委员会（IEC）的一份 技术规范 指明了最广为人知的作用：“屏蔽是实现电磁兼容性（EMC）的基本途径之一。”这两个词指代同一种结构层。IEC 文件通常称为“screen”，而电气与电子工程师学会（IEEE）指南和美国法规多称为“shield”。
本指南对比了三类屏蔽应用：传动、控制与数据电缆上的 EMC 屏蔽；中压（MV）屏蔽；以及矿用电缆上带有接地监测的接地屏蔽。机械铠装作为独立对象进行对比，而非默认的第四类屏蔽。每种功用都有各自的标准、测试方法与法规。在明确具体功用之前，数据表中诸如“编织屏蔽”之类的说明意义十分有限。
核心要点
- 编织覆盖率是一项结构参数，而 IEC 62153-4-3 则采用仅采集磁分量的三同轴方法测量屏蔽层的表面转移阻抗。
- 接地实践取决于具体行业：美国联邦航空管理局（FAA）指南 指出，飞机上的屏蔽线缆“通常在两端均连接至飞机机身地”。
- 中压（MV）屏蔽见于电力电缆标准：IEC 60502-2 涵盖用于固定安装的 6 kV 至 30 kV 挤包绝缘电缆，但不包括矿业电缆。
- 美国《联邦法规汇编》（CFR）中的矿山法规 30 CFR 75.804 要求在“电阻接地系统”中，井下高压电缆的“每根动力导体周围均须设置金属屏蔽”。
- 铠装拥有独立的条款：IEC 60502-2 的 2014 年文本 将“13 金属铠装”与导体屏蔽、绝缘屏蔽及金属屏蔽条款分别单独列出。
屏蔽电缆类型概览
下表对比了三类屏蔽应用以及作为对比的机械铠装。每类都有其独特的结构与选型技术要点。一份数据表中称为屏蔽的结构层，可能完全不具备另一份数据表中屏蔽层的功能。
- 结构层或应用：EMC 屏蔽 ——典型结构：镀锡铜丝编织、金属箔带，或编织加金属箔，总屏蔽或分相屏蔽 ——作用：作为外导体，有助于抑制电磁干扰（EMI） ——选型技术要求：结构形式、转移阻抗（Zt）或屏蔽衰减数据、端接附件
- 结构层或应用：中压（MV）屏蔽 ——典型结构：导体和绝缘半导电屏蔽层，外加同心铜丝等金属屏蔽层 ——作用：我们的产品页面将半导电层称为电应力控制层，将金属丝层称为保护屏蔽层 ——选型技术要求：屏蔽类型与截面积、接地连接方式
- 结构层或应用：矿用接地屏蔽 ——典型结构：每根动力线芯上的金属屏蔽或编织、接地导体及接地监测导体 ——作用：用作保护接地屏蔽；若地线或接地监测线断开，接地监测回路将触发断路器跳闸 ——选型技术要求：分相屏蔽、接地导体、接地监测、监控回路、管辖法规
- 结构层或应用：铠装编织（机械保护；不默认等同于 EMC 屏蔽） ——典型结构：例如镀锌钢丝编织 ——作用：为电缆提供机械保护 ——选型技术要求：铠装类型及独立的保护接地导体
在对比两份数据表之前，先明确屏蔽层承担何种功能。在我们的数据表中，镀锡铜丝编织层既出现在 EMC 滑车悬挂电缆上，又作为保护接地屏蔽层出现在柔性中压（MV）电缆的各相线芯上。
EMC 屏蔽：编织、金属箔或两者兼备
EMC 屏蔽是一种金属包覆层，采用编织、金属箔或两者组合的形式，用于限制杂散电磁能量造成的干扰。 FAA 咨询通告 43.13-1B 在第 11-89 段中将屏蔽定义为“在布线和设备上施加金属包覆层以消除杂散电磁能量引起干扰的过程”。该段指出，当电磁场“在导线或元器件中感应出高频（HF）电压”时便会产生 EMI。屏蔽则通过“利用外导体”保护主导体来发挥作用。
IEC TS 62153-4-1，于 2014年1月 发布，将屏蔽作为实现 EMC 的途径。它同时提醒，用于测试电缆屏蔽质量的方法和概念“繁多得令人眼花缭乱”。这种多样性正是应当要求明确指定测试方法、而非仅凭泛泛宣称屏蔽良好的原因之一。
我们的数据表列出了三种编织排列形式。其中，PUR-C-HF 滑车悬挂电缆采用 0.6/1 kV 聚氨酯（PUR）设计，配备覆盖率至少 80 % 的镀锡铜丝编织层。而 NGFLCGÖU 扁平滑车悬挂电缆 对每根绝缘线芯进行分相屏蔽，各配有独立的镀锡铜丝编织层。而 TRM-J 矿用柔性电缆额定电压 0.69/1.15 kV，采用 0.30 mm 镀锡铜丝组成的同心编织层，覆盖率至少达到 90 %。
金属箔与编织层在覆盖率与柔韧性之间各有取舍。我们的屏蔽电缆页面指出，金属箔可提供高覆盖率，但在反复弯曲场合下可能不如柔性编织层耐用。该页面还将编织丝线径、编织角及覆盖率与弯曲性能和电气性能直接关联。
同一根 USB 电缆的两端，其中一端剪开以展示绝缘导体周围的屏蔽编织层、金属箔和裸接地线。照片：“Braid and foil shielded usb cable”，作者 Anordal，CC BY-SA 4.0，来源于 Wikimedia Commons，经调整尺寸。
转移阻抗而非覆盖率才是衡量屏蔽性能的标准
屏蔽性能是通过转移阻抗和屏蔽衰减等物理量来衡量的，而编织覆盖率仅是描述编织层本身的结构参数，而非其屏蔽效果。 IEC 62153-4-3 规定了三同轴测试方法。它向电缆屏蔽层施加规定的电流和电压，通过测量感应电压来确定表面转移阻抗。其摘要补充指出，该测试“仅测量转移阻抗的磁分量”。
屏蔽衰减是另一项衡量指标。 IEC 62153-4-4 规定了金属通信电缆屏蔽层从低频至约 4 GHz 的屏蔽衰减测量方法。其摘要指出，得益于同心外管设计，测试结果“不受圆周不规则性及外部电磁场的影响”。
编织层有专门的处理标准：IEC TS 62153-4-1 预览目录 包含了关于“编织金属丝外导体或屏蔽层的转移阻抗”的条款。对于用于起重机的 0.6/1 kV (N)GRDGCGÖU 拖链电缆，我们的数据表列出编织覆盖率高于 80 %，且在 30 MHz 下 Zt 低于 100 mΩ/m。这些属于我们产品页面上的设计参数，而非测试结果。
NASA-HDBK-4001A，于 2025年7月 批准，涵盖无人航天器。针对火工子系统，它要求“电缆屏蔽”在 30 kHz 至 40 GHz 范围内提供至少 40 dB 的射频衰减。同一段落还补充了至少 85 % 光学覆盖率的要求，且不得存在间隙或不连续性，包括在连接器后壳端接处。该指标仅适用于航天器火工回路，即便在这些场合，覆盖率也绝非孤立的判定指标。
EMC 屏蔽层的端接与接地
屏蔽层如何端接与接地取决于系统设计。相关文献描述的是各自行业内的实践做法，而非普适规则。对于无人航天器，NASA-HDBK-4001A 指出电缆屏蔽层“应在所有端点均进行端接，以最大限度提高屏蔽效能”，作为近似等电位设计的一部分。
该手册指出“360-degree 屏蔽端接可提供最低的阻抗”。其火工章节将进入连接器后壳的 360° 圆周端接列为首选方法。手册警告称，猪尾巴（pigtail）单点引出端接会“严重降低电缆及线束的屏蔽效能”，因此“强烈不建议使用”。同一火工章节还强调“屏蔽层不得用于承载任何预定电流”。
在飞机中，FAA 咨询通告 的第 11-89 段指出，“屏蔽电线或电缆通常在导线两端或电缆连接器处连接至飞机机身地”。通告第 11-232 段要求在需要 EMI 防护的场合“特别关注分相及总屏蔽层的端接”。它还列出了为此目的专门制造的后壳适配器。
对于低压电缆，IEEE 1143-2012 指南给出了“关于端接与接地方法的建议”，而非死板规则。IEEE 自 2023年3月30日 起将其列为“未生效保留”，且一项修订项目 P1143 已于 2022年9月21日 获批立项。在工程安装层面，IEC TR 61000-5-2 是一份 1997 年的技术报告，给出了旨在实现 EMC 的电气与电子系统接地及布线指南。
屏蔽层的实际效果完全取决于其端接质量。我们的 PUR-C-HF 页面将覆盖率仅视为诸多因素之一，指明布线路径、格兰头设计、搭接结合面、360° 端接以及编织连续性均会影响安装后的实际效果。该页面建议在两端均采用 360° 格兰头以获得最佳 EMC 效果，并在系统设计有特定要求时采用单端接地。
变频器（VFD）电机电缆上的屏蔽层
变频驱动器（VFD）电机电缆上的屏蔽层是传动系统 EMC 与接地设计的组成部分之一。 IEC 61800-3:2022 规定了输入或输出电压最高达 35 kV AC RMS 的调速电力传动系统的 EMC 要求。 IEC TS 60034-25:2022 涵盖变流器供电的 AC 交流电机，包含安装指南，其 2022 年版修改了第 8 条“以更新轴电流部分”。
美国能源部（DOE）在 电机系统建议专报第 15 期 中建议在新安装工程中“尽量缩短从 VFD 到电机的电缆长度”。报告警告称，VFD 电压过冲取决于“电缆长度和上升时间”。关于轴承，报告指出“合理的布线与接地实践有助于减轻由 VFD 感应轴电流导致的轴承损伤（即电蚀波纹）”。
我们的 2 kV VFD 矿用电力电缆 将三根动力导体、三根接地导体和一根独立的接地监测导体与编织加金属箔屏蔽相结合。其数据表将镀锡铜丝编织与铝/聚酯复合带配合使用以实现 100 % 覆盖率。对于总屏蔽层，该页面指引安装人员参照传动系统的 EMC 与接地设计进行端接。
中压（MV）电缆屏蔽层：半导电层与金属层
中压（MV）屏蔽层将导体和绝缘层上的半导电层与金属屏蔽层（例如同心铜丝）相结合。 IEC 60502-2 规定了配电网等固定安装场合中 6 kV 至 30 kV 挤包绝缘电力电缆的结构、尺寸与试验要求。它排除了特殊工况下的电缆，包括采矿工业及船用电缆。其综合版 3.1 于 2024年5月30日 发布，更正版于 2026年7月 紧随其后。
该 2014年文本 列出了关于“导体屏蔽”（7.2）和“绝缘屏蔽”（7.3）的单独条款。其他条款涵盖“不与半导电层结合的金属屏蔽”（10.3）和“同心导体”（11）。它还列出了“半导电屏蔽的电阻率”（18.2.10）、关于测定该电阻率的规范性附录 D，以及表 B.1“标称屏蔽截面积”。另一个标题列出了“具有非屏蔽绝缘”的 3.6/6 kV 电缆，提醒人们即使在同一标准内部，屏蔽结构也会存在差异。
IEEE 575-2014 是一份针对额定电压 5 kV 至 500 kV 单芯电缆屏蔽层与金属套接地连接的指南。它描述了最常见的“屏蔽/金属套接地连接系统”，以及在三相运行中如何计算屏蔽层和金属套的电压与电流。自 2025年3月27日 起，IEEE 将其列为“未生效保留”，同一天其后续项目 P575 获批立项。我们的屏蔽电缆页面指出，中压（MV）金属屏蔽层还可能构成故障电流通路的一部分。
该 NTMCGCWÖU 单芯电缆基于 DIN VDE 0250-813，电压等级 3.6/6 kV 至 18/30 kV，具有内半导电层与外半导电层，我们的产品页面将其称为电应力控制层。它还增加了一层镀锡铜丝同心保护屏蔽层。我们的 6/10 kV (N)TSCGEW11Y 岸电电缆 在其以乙丙橡胶（EPR）绝缘的主线芯上设有半导电屏蔽层。此外，它还包含一组带有屏蔽的 8 根 EPR 导引芯。
一根 10 kV 三芯电缆样品，每个绝缘线芯周围都环绕着铜丝。照片：“Mittelspannungskabel 10kV (H-Kabel)”，作者 Wdwd，CC BY-SA 3.0，来源于 Wikimedia Commons，经裁剪。
矿用电缆：接地屏蔽与接地监测
根据 30 CFR 75.804(a)，在“电阻接地系统”中，井下高压电缆需要在每根动力导体周围设置金属屏蔽层，外加接地导体和一根接地监测导体。接地导体的总截面积必须至少达到动力导体截面积的一半。接地监测导体必须绝缘，若为外置则至少为 8 号美国线规（AWG），若为内置则至少为 10 AWG。第 (b) 款规定接头“必须保持所有部件的连续性”。
30 CFR 77.804 对“电阻接地系统”中的地面高压拖曳电缆适用了类似规定。根据 30 CFR 77.803，当接地线或接地监测线断开时，故障安全型接地监测回路必须使断路器跳闸。30 CFR 75.822 允许高压长壁工作面电缆采用 SHD 型，其中心接地监测导体至少为 16 AWG 绞线。30 U.S.C. 801 将防止不安全状况的“首要责任”赋予矿山运营者，“并在矿工的协助下进行”。
西澳大利亚 WorkSafe 指南 指出，西澳大利亚的拖曳电缆与卷筒电缆必须符合 AS/NZS 2802:2000（该标准不包括井下煤矿）。每根电缆均须配备一根导引芯，当接地回路断开时切断供电。若导引接地连续性回路发生开路或短路，联锁装置“必须立即启动移动设备的自动断电”。
在我们的 (N)TSCGECEWÖU 柔性中压（MV）电缆 上，每个 EPR 绝缘相线芯均配有由镀锡铜丝组成的编织保护接地屏蔽层。我们的 Type SHD-GC 便携式矿用电缆，额定电压 2 kV 至 25 kV，对每个 EPR 动力线芯进行分相屏蔽。它通常外加两根接地导体和一根绝缘接地监测导体。屏蔽型南非电缆类型则见于我们的 SANS 1520 指南.
在高压长壁工作面上，30 CFR 75.814(e) 要求在两条或更多高压电缆为高压防爆箱内公共母线供电时，对每根电缆实施地线监测。下方的图表绘制了 75.814(a) 中的接地故障限值，该限值同样仅适用于高压长壁工作面。
仅适用于美国高压长壁工作面的限值，依据 30 CFR 75.814(a)：中性点接地电阻（NGR）在回路额定电压为 2,400 V 或更低时必须将接地故障电流限制在 6.5 A，在高于该电压时限制在 3.75 A。高压电机与采煤机回路需要瞬时接地故障保护，整定值不超过 0.125 A。检索于 2026年10月。
图表数据（移动端可读）：
- NGR 接地故障电流限值：回路额定电压为 2,400 V 或更低时不超过 6.5 A。
- NGR 接地故障电流限值：回路额定电压超过 2,400 V 时不超过 3.75 A。
- 高压电机与采煤机回路瞬时接地故障保护整定值：不超过 0.125 A。
这些数值仅适用于 30 CFR 75.814 涵盖的美国高压长壁工作面回路。前两项为 NGR 电流限值；第三项为保护跳闸设定值。它们并非可互换的参数，亦非电缆屏蔽层的载流量。
铠装不是屏蔽层
铠装提供机械保护，IEC 60502-2 为其设立了单独的条款。该 2014年文本 列出了“13 金属铠装”，下设关于铠装类型、材料及施加方式的子条款。该条款与关于屏蔽层和同心导体的第 7、10 和 11 条完全分开。我们的屏蔽电缆页面补充说明，铠装只有在电缆设计及其端接赋予其相应功用时，才能作为 EMI 屏蔽层发挥作用。
我们的 (N)3GHSSHCH 矿用及隧道电缆采用从 3.6/6 kV 至 18/30 kV 的柔性中压（MV）设计，展示了并存的两层结构。每根主线芯周围均环绕着由铜丝或编织层构成的同心保护导体，电缆还包含一根监控导体。它另外增加了覆盖率至少 75 % 的镀锌钢丝编织铠装，我们的页面明确指出该铠装不能替代保护导体。
如何进行屏蔽电缆选型技术规范
指定屏蔽电缆时，首先应阐明屏蔽层的功用，然后明确该功用所需的结构、数据及文件。以下七项核查涵盖了三类屏蔽应用、机械铠装、接地、运动工况及文档资料。
- EMC 屏蔽。 明确结构形式（编织、金属箔或两者组合）。索取注明具体测试方法的 Zt 或屏蔽衰减数据，并规划端接附件（例如后壳或格兰头）。
- 接地。 依据该行业的指导规范而非经验法则，与系统设计师商定每个屏蔽层的接地位置与接地方式。
- 中压（MV）屏蔽。 指明金属屏蔽类型及其截面积，并与设计师商定单芯回路的接地连接（bonding）方式。
- 矿用接地屏蔽。 确认分相屏蔽、接地导体、接地监测导体及监控回路。随后查核所在管辖区的法规要求，例如 30 CFR 或西澳大利亚 WorkSafe 指南。
- 铠装。 规定铠装用于机械保护，并在设计中保留独立的保护接地导体。
- 运动工况。 说明电缆是固定敷设、滑车悬挂、置于拖链内、拖曳使用还是卷筒卷绕。编织设计和金属箔会直接影响屏蔽层耐受弯曲的能力。
- 文档资料。 索取数据表、任何 Zt 或衰减参数背后的测试报告，以及各项声明所引用的标准与版本。
常见问题解答
屏蔽电缆（shielded cable）与屏蔽电缆（screened cable）是一回事吗？
是的：“screen”与“shield”指代同一种导电或半导电屏蔽层。IEC 文件通常称为“screen”，而 IEEE 指南、美国法规以及 FAA 和 NASA 文件则多称为“shield”。一份 IEC 技术规范 在同一表述中并列了两者：“Screening (or shielding)”。更重要的是该结构层所承担的具体功用。
更高的编织覆盖率是否意味着更好的屏蔽效果？
单凭覆盖率并不充分。覆盖率是一项结构参数，而 IEC 62153-4-3 则通过表面转移阻抗来评估屏蔽效能。NASA 的 85 % 光学覆盖率指标仅适用于航天器火工回路。即便在那里，它也必须同时配合在 30 kHz 至 40 GHz 范围内至少 40 dB 射频衰减的要求。
电缆屏蔽层应该单端接地还是双端接地？
这取决于系统设计。对于航天器，NASA-HDBK-4001A 在其近似等电位航天器设计中推荐所有端点均进行端接。该手册对内屏蔽层分别处理，因此这并非要求将每个嵌套屏蔽层连接到每个连接器后壳的普适指令。FAA 指南指出，飞机上的屏蔽线缆“通常在两端均连接至飞机机身地”。我们的 PUR-C-HF 页面允许在设计有需要时采用单端接地；IEEE 1143-2012 和 IEEE 575-2014 指南处于未生效保留状态，正在修订中。
变频器（VFD）电机电缆需要屏蔽吗？
这取决于传动系统的 EMC 与接地设计。 IEC 61800-3:2022 规定了最高达 35 kV AC RMS 传动系统的 EMC 要求。美国能源部（DOE）建议指出“合理的布线与接地实践有助于减轻轴承损坏”。我们 VFD 矿用电缆的数据表将编织加金属箔屏蔽层的端接与该设计紧密挂钩。
为什么中压（MV）电缆带有半导电层？
我们的产品页面将其描述为用于控制导体和绝缘处电场的应力控制层；例如我们的 NTMCGCWÖU 单芯电缆就包含内半导电层和外半导电层。该 IEC 60502-2 的 2014 年文本 列出了导体屏蔽和绝缘屏蔽的独立条款。它还包含关于测量半导电屏蔽电阻率的规范性附录。
为什么矿用电缆在每根线芯上都设有屏蔽？
在美国，法规对某些高压电缆提出了此项要求。 30 CFR 75.804 要求在“电阻接地系统”中，井下高压电缆的每根动力导体周围均须设置金属屏蔽层。这些电缆还需要接地导体和一根接地监测导体。第 77.804 条针对地面高压拖曳电缆设立了类似规定。
咨询屏蔽电缆
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关于作者
Jyen 是 TEBAOFLEX 的技术与运营工程师，负责公司的线上平台。本指南基于 IEC 和 IEEE 发布记录、美国联邦矿业法规、西澳大利亚指导文件、FAA、NASA 及美国能源部（DOE）文件以及 TEBAOFLEX 产品数据表编制。所引用的产品页面均为 TEBAOFLEX 自有产品；引自各标准组织和监管机构的技术要求描述的是其适用范围，而非对我们产品的认证声明。
封面照片：“Coaxial cable cut”，一根展示屏蔽编织层和金属箔的切开同轴电缆，© FDominec，CC BY-SA 3.0，来源于 Wikimedia Commons，经裁剪。
