一、控制電纜的含義
控制電纜是電力與自動(dòng)化系統(tǒng)中用于傳輸控制信號(hào)、聯(lián)鎖指令、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備間邏輯控制功能的關(guān)鍵連接元件,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、建筑智能化、發(fā)電廠與變電站二次系統(tǒng)、軌道交通信號(hào)系統(tǒng)、石油化工裝置等場(chǎng)景。與以傳輸大功率電能為主的高壓電力電纜不同,確保系統(tǒng)中的各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如繼電器、接觸器、PLC模塊、傳感器、電動(dòng)閥、儀表等)能夠按預(yù)定邏輯協(xié)調(diào)運(yùn)行。
典型應(yīng)用包括:
● 
電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制信號(hào)傳輸;
 
● 
溫度、壓力、流量等過程參數(shù)的儀表信號(hào)采集;
 
● 
繼電保護(hù)裝置間的聯(lián)鎖信號(hào);
 
● 
自動(dòng)化系統(tǒng)中PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。
 
這些信號(hào)多為弱電信號(hào)(通常為DC 24V、AC 220V以下),對(duì)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、抗干擾能力及絕緣性能要求極高,控制電纜正是為滿足這些需求而專門設(shè)計(jì)。
二、控制電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
控制電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以“信號(hào)完整性、抗干擾性、環(huán)境適應(yīng)性”為核心原則,通常由以下四個(gè)關(guān)鍵部分構(gòu)成,各部分協(xié)同作用,保障控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行:
1. 導(dǎo)體:高導(dǎo)電性、高柔韌性
● 
材料:以無氧銅為主,導(dǎo)電率高、電阻小,有利于微弱信號(hào)的低損耗傳輸;僅在少數(shù)對(duì)性能要求不高的輔助回路中使用鋁導(dǎo)體。
 
● 
結(jié)構(gòu):采用多股細(xì)銅絲絞合結(jié)構(gòu)(如7/0.5mm、19/0.32mm等),相比單股硬導(dǎo)體,具有更佳的柔軟性和彎曲性能,便于在控制柜、橋架、設(shè)備間狹小空間內(nèi)靈活布線,減少因反復(fù)彎折導(dǎo)致的導(dǎo)體疲勞斷裂,確保信號(hào)連續(xù)可靠。
 
2. 絕緣層:高絕緣、低損耗、耐環(huán)境
● 
常用材料:聚氯乙烯(PVC)、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)、聚乙烯(PE)。
 
○ 
高絕緣電阻:防止導(dǎo)體之間或?qū)w對(duì)地漏電,避免信號(hào)誤動(dòng)作;
 
○ 
低介質(zhì)損耗:減少高頻或脈沖信號(hào)在傳輸過程中的衰減,保證信號(hào)完整性;
 
○ 
耐溫等級(jí)多樣:常見為70℃、90℃,XLPE絕緣可達(dá)105℃以上,適應(yīng)不同環(huán)境溫度(如-20℃~70℃或更寬);
 
○ 
耐化學(xué)性:抵抗油污、酸堿等工業(yè)環(huán)境侵蝕。
 
3. 屏蔽層:抗電磁干擾(EMI)的核心屏障
● 
配置原則:在電磁環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)合(如靠近高壓設(shè)備、變頻器、大功率電機(jī)、開關(guān)柜等),必須選用帶屏蔽層的控制電纜,防止外部干擾導(dǎo)致信號(hào)失真或誤動(dòng)作。
 
○ 
總屏蔽:覆蓋所有線芯,常用銅絲編織網(wǎng)(高屏蔽密度)、銅帶繞包或鋁塑復(fù)合帶;
 
○ 
分屏蔽+總屏蔽:每對(duì)線芯獨(dú)立屏蔽,再加總屏蔽,用于高精度信號(hào)傳輸(如通訊、模擬量);
 
● 
屏蔽效果:有效抑制電場(chǎng)與磁場(chǎng)干擾,同時(shí)防止電纜自身信號(hào)外泄,避免對(duì)周邊敏感設(shè)備造成影響,提升系統(tǒng)電磁兼容性(EMC)。
 
4. 護(hù)套層:全天候物理與化學(xué)防護(hù)
● 
材料:PVC(通用型)、氯丁橡膠(耐油、阻燃)、低煙無鹵聚烯烴(LSZH)(環(huán)保、阻燃、低毒)等;
 
○ 
機(jī)械保護(hù):抗擠壓、耐磨、防刮傷,適用于橋架、穿管、明敷等安裝方式;
 
○ 
環(huán)境防護(hù):耐油、耐化學(xué)腐蝕、防潮、防紫外線(戶外型),適用于工業(yè)車間、地下管廊、室外環(huán)境;
 
○ 
阻燃與安全:具備阻燃(ZR)、耐火(NH)、低煙無鹵(WDZ)等特性,滿足消防與安全規(guī)范要求;
 
○ 
防水防潮:部分電纜在護(hù)套內(nèi)加設(shè)阻水層或采用鎧裝結(jié)構(gòu),用于潮濕或直埋環(huán)境。
 
三、控制電纜的分類與選型要點(diǎn)
    
    
        
            | 
             分類方式 
             | 
            
             類型說明 
             | 
        
        
            | 
             按屏蔽方式 
             | 
            
             無屏蔽、銅帶屏蔽、銅絲編織屏蔽、雙層屏蔽 
             | 
        
        
            | 
             按芯數(shù) 
             | 
            
             2芯、3芯、4芯、7芯、10芯、19芯、24芯、37芯等,滿足多信號(hào)傳輸需求 
             | 
        
        
            | 
             按耐壓等級(jí) 
             | 
            
             300/500V、450/750V,適用于不同控制回路電壓 
             | 
        
        
            | 
             按特殊性能 
             | 
            
             阻燃型(ZR)、耐火型(NH)、低煙無鹵型(WDZ)、耐油型、鎧裝型(鋼帶/鋼絲鎧裝) 
             | 
        
    
 
 
選型建議:
1. 
干擾強(qiáng)的環(huán)境:優(yōu)先選用銅絲編織屏蔽或雙層屏蔽電纜;
 
2. 
潮濕/直埋敷設(shè):選用鎧裝+防水護(hù)套結(jié)構(gòu);
 
3. 
消防關(guān)鍵回路:采用耐火型(NH)電纜,確?;馂?zāi)時(shí)控制信號(hào)不中斷;
 
4. 
密集敷設(shè)場(chǎng)合:選用低煙無鹵阻燃型(WDZ),降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn);
 
5. 
長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸:考慮分布電容與電感影響,必要時(shí)采用對(duì)絞屏蔽線對(duì),減少串?dāng)_。
 
四、總結(jié)與工程建議
控制電纜雖不承載大功率電能,但其在自動(dòng)化系統(tǒng)中扮演著“神經(jīng)系統(tǒng)”的角色,信號(hào)的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性直接決定整個(gè)系統(tǒng)的安全與效率。在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)以下原則進(jìn)行選型與施工:
● 
按需選型:結(jié)合信號(hào)類型(數(shù)字/模擬)、環(huán)境條件(溫度、濕度、電磁干擾)、敷設(shè)方式(明敷、穿管、橋架、直埋)合理選擇電纜結(jié)構(gòu);
 
● 
規(guī)范敷設(shè):控制電纜應(yīng)與動(dòng)力電纜分層敷設(shè),保持安全間距,避免平行走線;屏蔽層應(yīng)單點(diǎn)接地,防止地環(huán)路干擾;
 
● 
可靠連接:端子壓接牢固,屏蔽層有效接地,避免虛接、氧化導(dǎo)致信號(hào)中斷;