静電シールドと電磁シールド

ケーブルのノイズ対策でシールド技術について勉強しています。

インターネットで下記の解説がありました。

【静電シールド】
接地は1点接地してください。接地を施さなかったり、両端接地すると、遮蔽効果が著しく減少したり、かえって誘導を拾ったりすることになります。

（当方の質問）
シールドして帯電した電荷を地面に逃がすというもののようですが、その逃げた電荷は結局最後はどこにいくのでしょうか？

【電磁シールド】
接地は、両端を確実に接地してください。ただし、この場合、両端接地を通じて大地ループを形成することになるため、地電位差を無くして電流が流れないようにする必要があります。

（当方の質問）
「地電位差を無くして電流が流れないようにする」とは具体的にどのようにすればよいのでしょうか？

No.3 回答者： isoworld 回答日時： 2020/12/27 21:01

もうこのくらいで打ち止めにしたいのですが…

　シールドは受信側の回路グランドに必ず接地します。接地しないと効果がないだけではなく、逆効果でノイズを余計に拾ってしまいます。

　接地は受信端だけです。両端接地すると、回答No.2にあるように両端に電位差があった場合に（ふつうは大なり小なりあると想定すべきです）ノイズを拾いかねません。

　両端接地を電位差を発生させないように行うには、接地は可能な限り１ヶ所だけで行います（一点接地とか一点アースと称します）。
　でも車のボディのように現実には既にそうなっていないケースが多く、ノイズを拾うのをどうやって最小限に抑えるか、そこが腕の見せ所となります。ベテランはこのあたりが違うわけです。

（おわり）

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2020/12/26 18:55

まず、ケーブルや通信線に静電気が帯電することは、ふつうはありません。

ご存知だとは思いますが、静電気は異なる物質が擦れ合ったときに発生します。

たとえばケーブルや通信線が敷設中に作業者が引っ張ったり動かしたりすれば、静電気は発生します。しかしケーブルや通信線が固定されて動かない状態であるときは静電気は発生しません。

強いて言えば、固定されたケーブルや通信線に空気の流れが接して擦れ合えば、つまりケーブルや通信線が空気と擦れ合えば、静電気が発生することはありえます。ですが、そんな気流の流れがケーブルや通信線に周りにあるケースはそうありません。

ふつうの環境では「遮蔽したシールド自体は帯電し、アースに逃がす」なんてことは考える必要はありません。
静電気のことは忘れなさい。雷撃がある場合は、注意がいりますが。

次に、「実際の現場で迷走電流が流れているアースなのかどうかはどのようにして判断するのでしょうか？」は、そういう面での経験が豊富でないとダメなんです。経験がモノを言います。机上の勉強では現実と言うか実際が分かりません。

たとえば、車のボディは迷走電流が多く流れているので、たとえば車のボディの先端のほうと後方のほうでは電位差が出ます。車なんかはアースの取り方にとくに注意がいります。

「アースは基本的に全て電位ゼロなのでアース間で電位差が生じることはないのでは？」ですが、電子回路を組み立てるとき（たとえばステレオアンプを組み立てるときは）シャシアースに注意が必要で、アースの取り方が下手だとノイズ（ハムノイズなど）を拾い、ブーンという音が出ます。

それはシャシアースに（僅かな）迷走電流が流れているためで、それが僅かであってもアンプで増幅されるとまずいわけ。そのあたりの（経験にもとづく）腕が重要になります。

「アースは基本的に全て電位ゼロ」という認識ではベテランにはなれず、いつまでも初心者レベルで終わってしまいます。
ベテランかどうかは、こういうので差が付くんです。実経験を多く積まないとね。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

(静電シールド)
静電気は考えない件、承知いたしました。

ある電力ケーブルの近くに通信ケーブルがあると、その両者間で静電結合により浮遊静電容量が発生する。ケーブルの対地電圧もあるので、その関係より通信ケーブルに静電誘導による電圧が誘起する。
両者間にシールドをするとこで、電力ケーブルからの静電結合を遮断できる。

という理解でよいでしょうか。このシールドの接地は必須ですか？いろんな文献を見ていると片側接地となっているのですが、その理由がよくわかりません。　

(電磁シールド)
アースの電位の件、承知いたしました。
そうしますと、両端接地を電位差を発生させないように行うには、実際の現場ではどのように実現できるのでしょうか？

お礼日時：2020/12/27 09:04

No.1 回答者： isoworld 回答日時： 2020/12/23 17:42

【静電シールド】

帯電した電荷を地面に逃がす…という理解そのものが間違っています。静電シールドによって遮蔽された内部回路が外部と静電結合しないようにします。

【電磁シールド】
両端を（グランドやアースに）接地すると、グランドやアースが理想的ではなくて両端の間に電位差があった場合にはシールド部分に電流が流れます。その電流によってシールドで遮蔽された内部回路に電磁誘導で外乱が発生します。
グランドやアースのインピーダンスがゼロであるのが理想的です。あるいは迷走電流が流れているグランドやアースを電磁シールドするためのグランドやアースに利用してはいけません。

この回答へのお礼

(静電シールド)
静電結合しないようにすることで遮蔽することは理解できるのですが、遮蔽したシールド自体は帯電し、アースに逃がすと聞きました。アースに放電するイメージなのでしょうか？

（電磁シールド）
迷走電流が流れているアースにはつないではいけないとのことですが、実際の現場で迷走電流が流れているアースなのかどうかはどのようにして判断するのでしょうか？

また、アースは基本的に全て電位ゼロなのでアース間で電位差が生じることはないのでは？

お礼日時：2020/12/26 17:14