一、控制电缆的概况
从控制连接到各系统传递信号或控制操作功能的电缆统称控制电缆。控制电缆早期的功能比较简单,包括:指示灯显示、仪表指示、继电器和开关设备的操作、报警联锁系统等。近年来,由于弱电和计算机网络的广泛应用,对控制电缆的选择和应用提出了新的功能和更高的要求。本文就近年来控制电缆的选择和使用中出现的一些新问题,加以研讨,供研究参考。
二、控制电缆的主要系列品种
当今控制电缆的主产品为:聚氯乙烯J缘控制电缆、天然-丁苯橡皮J缘控制电缆和聚乙烯J缘控制电缆三大系列。此外还有交联聚乙烯J缘和乙丙橡皮J缘的产品。早年曾销售的油浸纸J缘铅包控制电缆已经淘汰。
目前我国也能销售600/1000V的塑料J缘控制电缆。橡皮J缘控制电缆的额定电压则规定为300/500V。控制电缆的线芯为铜芯,标称截面2.5mm2及以下,2~61芯;4~6mm2,2~14芯;10mm2,2~10芯。控制电缆的工作温度:橡皮J缘为65℃,聚氯乙烯J缘为70℃和105℃两个等J。计算机系统的使用的控制电缆一般选用聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯以及氟塑料J缘的产品。
控制电缆投入运行后,同一电缆的不同线芯之间,紧邻平行敷设的电缆之间都存在电气干扰的问题,引起电气干扰的主要原因有:(1)由于外施电压在线芯间电容耦合的作用下产生的静电干扰;(2)由于通电电流产生的电磁感应干扰。总的来讲,当邻近存在高电压、大电流干扰源时,电气干扰更严重,由于同一电缆的线芯之间的距离较小,其干扰程度也远大于平行敷设的紧邻电缆。
例如某高压变电所分相操作断路器的控制回路,三相合用一根电缆,曾发生过这样事故,由分相操作的脉冲使其它相的晶闸管触发,误导致三相联动,以后改用分别立的电缆,就未再发生误动事故。又如某电厂的计算机监测系统,由于将模拟量低电平的信号线与变送器的电源线合用一根四芯电缆,曾引起在信号线产生70V的干扰电压,这对以毫伏计的低电平信号回路,显然会影响正常工作。
防止或减轻电气干扰的措施,主要有以下三个方面。
1、控制电缆的一个备用芯接地
实践证明,控制电缆中一个备用芯接地时,干扰电压的幅值可降低到0.25~0.50,且实施简便,而对电缆的造价增加甚微。
2、对电气干扰时会发生严重后果的电路,不合用一根控制电缆。
其中包括:
(1)弱电信号控制回路与强电信号控制回路;
(2)低电平信号与高电平信号的回路;
(3)交流断路器分相操作的各相弱电控制回路,都不应使用同一根控制电缆。但对弱电回路的每一对往返导线如分属于不是同一根的控制电缆,在敷设时有可能形成环状布置,在相近电源的电磁线交链下会感生电势,其数值可能对弱电回路低电平的参数干扰影响较大,因此对往返导线仍应合用一根控制电缆为宜。
3、金属屏蔽与屏蔽层接地
金属屏蔽是减弱和防止电气干扰的重要措施,包括对线芯的总屏蔽、分屏蔽和双层式总屏蔽等。控制电缆金属屏蔽型式的选择,应按可能产生的电气干扰影响的强弱,计入综合抑制干扰的措施,以满足降低干扰和过电压的要求。对防干扰效果的要求越高,则相应的投资也越大,当采用钢带铠装、钢丝编织总屏蔽时,电缆的价格约增加0.1~0.2。