Детальний Опис
Чому сигнальні кабелі потребують власного фестонного продукту
Кабель фестонної системи, що несе трифазне живлення двигуна, може витримати певну кількість електричних завад. Двигуну байдуже, якщо на фазному провіднику з'явиться 50 мВ наведеної напруги — вона непомітна на тлі робочої напруги 400 В. Але сигнал тензодатчика має повну шкалу 0–20 мВ. Датчик температури PT100 змінює опір на 0,385 Ом на кожен градус Цельсія. Диференційний сигнал RS-485 працює при мінімумі ±1,5 В. Ці сигнали не можуть витримувати завади від сусідніх силових провідників.
Фестонний сигнальний кабель вирішує цю проблему за допомогою трьох конструктивних елементів, яких немає у кабелю загального призначення:
1. Конструкція скрученої пари
Кожен сигнальний ланцюг утворюється двома провідниками, скрученими разом із визначеним кроком (зазвичай 30–50 мм на скрутку). Коли зовнішнє магнітне поле — від сусіднього силового провідника, що несе 50 А на 50 Гц — впливає на скручену пару, наведена напруга однакова в обох провідниках, оскільки вони в середньому займають однакове положення в магнітному полі. Диференційний приймач на кінці пари бачить лише різницю між двома провідниками — наведена синфазна напруга усувається. Саме тому скручені пари є основою всієї промислової передачі сигналів: аналогових петель 4–20 мА, RS-485, CAN-шини, сигналів енкодерів та ланцюгів термопар.
2. Індивідуальне екранування пар
Скручена пара сама по собі усуває магнітно наведені синфазні завади. Але вона не усуває ємнісно зв'язані завади — високочастотні перешкоди від комутації частотного перетворювача (несуча частота 2–16 кГц із гармоніками в діапазоні МГц) проникають через паразитну ємність між силовим та сигнальним провідниками. Алюмінієво-поліестерна фольга, обгорнута навколо кожної окремої пари, створює клітку Фарадея — струм ємнісно зв'язаних завад протікає у фользі на землю через дренажний провідник, а не в сигнальному провіднику.
3. Ізоляція PE/PP (не ПВХ)
ПВХ має діелектричну проникність приблизно 4–6. PE та PP мають діелектричну проникність 2,3–2,4. Нижча діелектрична проникність означає нижчу ємність на метр кабелю, що означає менше затухання сигналу на довгих фестонних трасах. Для лінії RS-485 довжиною 100 метрів на 1 МГц різниця між ПВХ-ізоляцією (120 пФ/м) та PE-ізоляцією (50 пФ/м) — це різниця між чистим сигналом і сильно затухаючим.
Типи сигналів та вимоги до пар
| Тип сигналу | Рівень напруги / струму | Конфігурація пар | Вимога до екрана | Типова довжина траси |
|---|---|---|---|---|
| Кінцевий вимикач (сухий контакт) | 24 В постійного струму / 10–100 мА | 1 пара на вимикач | Фольгового екрана достатньо | 10–50 м |
| Аналоговий 4–20 мА (тензодатчик, тиск) | 4–20 мА постійного струму | 1 пара | Індивідуальна фольга + загальне обплетення | 20–100 м |
| PT100 RTD (3-провідний) | Мілівольтний рівень | 1 пара + 1 одиночна жила | Індивідуальна фольга + загальне обплетення | 10–50 м |
| Інкрементальний енкодер (A/B/Z) | 5–24 В постійного струму, до 500 кГц | 3–4 пари | Індивідуальна фольга на пару + загальне обплетення | 10–30 м |
| RS-485 / Modbus RTU | ±1,5 В диференційний | 1 пара + сигнальна земля | Індивідуальна фольга + загальне обплетення | До 1 200 м на 100 кбіт/с |
| CAN-шина | ±1,5 В диференційний | 1 пара (хвильовий опір 120 Ом) | Індивідуальна фольга + загальне обплетення | 40 м на 1 Мбіт/с |
| Уставка швидкості 0–10 В частотного перетворювача | 0–10 В постійного струму | 1 пара | Індивідуальна фольга + загальне обплетення | 10–30 м |
Для сигналів енкодерів, що проходять поруч із кабелями моторів із частотним перетворювачем у тій самій фестонній петлі, загальний екран-обплетення з лудженої міді є обов'язковим — він забезпечує низькоімпедансне заземлення для високочастотних комутаційних завад частотного перетворювача, з якими фольговий екран сам по собі не може впоратися ефективно.
Фестонний сигнальний кабель Yichi — якість екранування
- Перевірка покриття фольги: кожна виробнича партія відбирається, і обгортання фольгою оглядається під збільшенням — критерієм приймання є покриття 100% із мінімальним перекриттям 25%. Зазори в покритті фольгою створюють шляхи витоку для ємнісно зв'язаних завад
- Вимірювання покриття обплетення: покриття обплетення з лудженої міді оптично вимірюється на виробничих зразках — критерій приймання ≥85%. Кут обплетення контролюється в межах 30–45° від осі кабелю для оптимального співвідношення покриття та гнучкості
- Перевірка безперервності дренажного провідника: дренажний провідник у кожній індивідуально екранованій парі перевіряється на безперервність під час виробництва — обірваний дренажний провідник робить фольговий екран електрично плаваючим та неефективним
- Вимірювання ємності кожної пари: ємність (жила-жила та жила-екран) вимірюється на 800 Гц на кожній виробничій довжині — значення, що перевищують специфікацію, спричиняють відбраковування. Це найважливіше електричне випробування для сигнального кабелю