ولتاژ نامی کابلهای کنترل نباید کمتر از ولتاژ عملیاتی مدار مورد نظر باشد و باید الزامات مربوط به اضافه ولتاژهای فرکانس{0}گذرا و توان را که ممکن است در معرض آن قرار گیرد، برآورده کند. برای اطمینان از اینکه دامنه ضربه در صورت خرابی عایق، آسیب مکانیکی یا آتش سوزی به حداقل می رسد، استاندارد ملی GB50217-91، *کد طراحی کابل ها در پروژه های برق برق*، تصریح می کند که دو مجموعه از سیستم هایی که به قابلیت اطمینان افزایش یافته نیاز دارند، مانند مدارهای ولتاژ قرمز (مدارهای جریان و ولتاژ قرمز) منابع و مدارهای کنترل سفر - باید از کابل های کنترل جداگانه و مستقل استفاده کنند.
هنگامی که کابلهای کنترلی راهاندازی میشوند، مسائل مربوط به تداخل الکتریکی هم بین هستههای مختلف در یک کابل و هم بین کابلهایی که در مجاورت موازی قرار گرفتهاند به وجود میآیند. دلایل اصلی چنین تداخل الکتریکی عبارتند از:
(1) تداخل الکترواستاتیک ناشی از ولتاژ اعمال شده از طریق جفت خازنی بین هسته های کابل.
(2) تداخل القایی الکترومغناطیسی تولید شده توسط جریان جریان. به طور کلی، تداخل الکتریکی زمانی شدیدتر می شود که منابع تداخلی با ولتاژ بالا یا جریان بالا در نزدیکی شما وجود داشته باشد. علاوه بر این، به دلیل حداقل فاصله بین هستهها در یک کابل، درجه تداخل بین این هستهها به طور قابلتوجهی بیشتر از تداخل بین کابلهای موازی نزدیک است. به عنوان مثال، در مدار کنترل یک فاز-شکن مدار جدا شده در یک پست فوقالعاده{7}قوی-که در آن یک کابل با هر سه فاز مشترک بود{9}} حادثهای رخ داد که در آن پالس کنترلی که برای یک فاز خاص در نظر گرفته شده بود، ناخواسته باعث ایجاد یک فاز ناخواسته در فازهای دیگر شد. خاموش شدن هر سه فاز پس از تغییر متعاقباً به کابلهای جداگانه و مستقل برای هر فاز، هیچ مورد دیگری از عملکرد اشتباه رخ نداد. به طور مشابه، در سیستم نظارت کامپیوتری یک نیروگاه خاص، مسیریابی خطوط سیگنال آنالوگ سطح پایین و خطوط منبع تغذیه برای فرستنده ها از طریق همان کابل چهار هسته ای منجر به تولید ولتاژ تداخل 70 ولتی در خطوط سیگنال شد. برای مدارهای سیگنال سطح پایین{15}}که در محدوده میلی ولت کار می کنند، چنین تداخلی آشکارا عملکرد عادی را مختل می کند.
اقدامات برای جلوگیری یا کاهش تداخل الکتریکی در درجه اول به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
1. یک هسته یدکی کابل کنترل را زمین کنید.
تجربه عملی نشان داده است که اتصال یک هسته یدکی در کابل کنترل می تواند دامنه ولتاژ تداخل را بین 25 تا 50 درصد از سطح اولیه خود کاهش دهد. اجرای این معیار ساده است و فقط مقدار ناچیزی به هزینه کلی کابل اضافه می کند.
2. مدارهایی که تداخل الکتریکی می تواند منجر به عواقب شدید شود، نباید کابل کنترل یکسانی داشته باشند.
این شامل: (1) حلقههای کنترل سیگنال ولتاژ پایین و حلقههای کنترل سیگنال ولتاژ بالا. (2) حلقههای سیگنال سطح پایین-حلقه سیگنال سطح-بالا. و (3) حلقههای کنترل ولتاژ پایین منفرد برای-عملکرد مجزای فاز قطع کنندههای مدار متناوب-که هیچ کدام از کابل کنترل یکسانی استفاده نمیکنند. با این حال، اگر هادیهای خروجی و برگشتی برای یک جفت در یک حلقه ولتاژ پایین{11}از طریق کابلهای کنترل مختلف هدایت شوند، طرح فیزیکی آنها در حین نصب ممکن است به طور ناخواسته یک حلقه بسته تشکیل دهد. تحت تأثیر اتصال شار الکترومغناطیسی از منابع برق نزدیک، ممکن است یک نیروی الکتروموتور القایی (EMF) در این حلقه ایجاد شود. بزرگی این EMF القایی میتواند به طور قابلتوجهی با پارامترهای سطح پایین-مدار ولتاژ پایین تداخل داشته باشد. بنابراین، به طور کلی توصیه می شود که هادی های خروجی و برگشتی چنین حلقه هایی با هم در یک کابل کنترل منفرد هدایت شوند.
3. محافظ فلزی و شیلدینگ زمین
محافظ فلزی یک اقدام بسیار مهم برای کاهش و جلوگیری از تداخل الکتریکی است. روشهای محافظ عبارتند از محافظ کلی (پوشش همه هستهها)، محافظ فردی (پوشش هستههای خاص) و محافظ کلی-دولایه. انتخاب نوع محافظ فلزی مناسب برای کابل کنترل باید بر اساس شدت پیشبینیشده تداخل الکتریکی بالقوه باشد، در حالی که استراتژیهای جامع سرکوب تداخل را نیز در نظر میگیرد تا الزامات برای کاهش تداخل و اضافه ولتاژ برآورده شود. به طور کلی، هر چه الزامات برای سرکوب تداخل سختگیرانهتر باشد، هزینه سرمایهگذاری مربوطه بالاتر خواهد بود. به عنوان مثال، هنگام استفاده از زره نواری فولادی یا بافته شدن سیم فولادی کلی برای محافظ، هزینه کابل معمولاً بین 10٪ تا 20٪ افزایش می یابد.
با توجه به تداخل در حلقههای کنترل قدرت ولتاژ بالا-با توجه به قدرت ذاتی سیگنالهای آنها{2}}کابلهای کنترل بدون محافظ فلزی عموماً قابل قبول هستند، به جز در سناریوهای خاص مانند نصب در سوئیچ توزیع ولتاژ فوقالعاده-بالا{4} یا زمانی که در نزدیکی ولتاژ بالا و نزدیک به ولتاژ بالا قرار میگیرند. فواصل طولانی برای کابلهای کنترلی که در حلقههای کنترل سیگنال ولتاژ پایین استفاده میشوند، اگر محیط نصب در معرض تداخل است و اقدامات ضد تداخل خارجی مؤثر وجود ندارد، توصیه میشود کابلهای کنترل مجهز به محافظ فلزی را انتخاب کنید. این اقدام احتیاطی برای جلوگیری از تداخل الکتریکی از ایجاد نقص در مدارهای سیگنال سطح پایین یا منجر به خرابی عایق است. از طرف دیگر، اگر کابلهای کنترلی برای حلقههای ولتاژ پایین{12}میتوانند بهطور فیزیکی با فاصله کافی از کابلهای برق جدا شوند، یا اگر از طریق لولههای فولادی هدایت شوند، تداخل الکتریکی خارجی ممکن است به طور موثر تا محدودههای مجاز کاهش یابد. اصول انتخاب نوع محافظ برای کابل های کنترل در حلقه های سیگنال یک سیستم مانیتورینگ کامپیوتری به شرح زیر است:
(1) برای سیگنال های گسسته (دیجیتال)، ممکن است از محافظ کلی استفاده شود.
(2) برای سیگنالهای آنالوگ سطح بالا، پوشش محافظ کلی جفتهای پیچ خورده توصیه میشود. در صورت لزوم، محافظ فردی برای هر جفت پیچ خورده نیز ممکن است به کار گرفته شود.
(3) برای سیگنالهای آنالوگ سطح پایین یا سیگنالهای پالس، محافظ جداگانه برای هر جفت پیچ خورده توصیه میشود. در صورت لزوم، ممکن است از یک سپر کلی ترکیبی-شامل محافظ فردی برای جفتهای پیچ خورده- استفاده شود.
در مورد روش های اتصال به زمین برای لایه های محافظ باید به نکات زیر توجه کرد:
(1) لایههای محافظ کابلهای کنترل در حلقههای سیگنال آنالوگ یک سیستم نظارت و کنترل رایانه باید ترجیحاً از زمینگذاری متمرکز تک نقطهای استفاده کنند. دلیل این امر در الزام به اطمینان از عملکرد صحیح سیستم نهفته است، زیرا ولتاژ تداخلی حتی تقریباً 1 ولت می تواند منجر به خطا در تصمیم گیری منطقی- شود. اتصال به زمین تک نقطه ای متمرکز به طور موثر از وقوع حلقه های زمین جلوگیری می کند.
(2) به استثنای لایههای محافظ برای کابلهای سیستم مانیتورینگ و کنترل رایانه-که به شدت محدود به یک-زمینکردن نقطهای متمرکز-لایههای محافظ سایر کابلهای کنترلی معمولاً باید دو نقطه -زمینی داشته باشند که تداخل القایی الکترومغناطیسی باید قابل توجه باشد، در حالی که تداخل یک نقطهای هنگامی که تداخل الکترومغناطیسی قابل توجه است{5}.
(3) برای کابلهایی که دارای محافظ دوگانه یا محافظ کلی ترکیبی هستند، لایه محافظ داخلی ترجیحاً باید از زمین یک-نقطهای استفاده کند، در حالی که لایه محافظ بیرونی ممکن است از دو- زمین استفاده کند.
(4) هنگام انتخاب اتصال به زمین دو نقطه، باید اطمینان حاصل شود که لایه محافظ تحت تأثیر جریان های گذرا آسیب نمی بیند یا نمی سوزد.
