Trong tự động hóa công nghiệp, phân phối điện và môi trường trạm phụ, dây điều khiển phục vụ như "hệ thống thần kinh trung tâm" của hệ thống.Mối đe dọa lớn nhất đối với hệ thống này không phải là sự gia tăng điện áp, nhưng nhiễu điện từ (EMI).
Các cáp tín hiệu không được bảo vệ có thể nhận điện áp được kích hoạt từ các đường dây điện liền kề, có khả năng gây ra lỗi logic PLC, trục trặc tiếp nối hoặc thậm chí là các sự cố gây hỏng thảm khốc tại các trạm phụ.Tài liệu tham khảo kỹ thuật này chi tiết sự khác biệt về cấu trúc giữa KVV, KVVP, và cáp KVVP2 và giải thích nguyên tắc lồng Faraday cần thiết để đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu.
Topology bảo vệ: Nguyên tắc vật lý của EMI (đánh nhiễu điện từ)
Sự khác biệt chính giữa ba loại dây cáp này không nằm trong điện áp chỉ số (450/750V) hoặc vật liệu dẫn điện, mà trong cấu trúc bảo vệ của chúng.Hiểu cách các thiết kế khác nhau tương tác với điện và từ trường là rất quan trọng cho thiết kế hệ thống.
KVV (không được che chắn):Có cách điện PVC cơ bản và vỏ bên ngoài tiêu chuẩn. Cấu trúc này không cung cấp bảo vệ chống lại ghép dung lượng (khu điện) hoặc ghép cảm ứng (khu từ).
Ứng dụng kỹ thuật: Miễn ở môi trường nhiễu thấp như dây dẫn điều khiển nội bộ trong phòng phân phối điện, nơi các cáp liền kề chỉ mang tín hiệu điều khiển điện áp thấp.
KVVP (bọc đồng đan):Có một mạng lưới dây đồng trâu được đan trên các cặp xoắn hoặc tập hợp lõi.
Nguyên tắc kỹ thuật: Màng trâu chặn nối điện tĩnh (capacitive). Tuy nhiên, do cấu trúc trâu của nó, phạm vi bảo hiểm vật lý bị giới hạn khoảng 85% ~ 95%.Trong khi cấu trúc này là phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi uốn cong và uốn cong, hiệu quả bảo vệ của nó chống lại nhiễu tần số cao (RF) là vừa phải.
KVVP2 (Bảo vệ bằng băng đồng):Sử dụng băng đồng được áp dụng thông qua bọc theo chiều dọc hoặc cuộn dây xoắn ốc trên tập hợp lõi.
Nguyên tắc kỹ thuật: thiết kế này đạt được 100% phủ sóng vật lý.nó cung cấp trở ngại chuyển tiếp thấp hơn đáng kể ở tần số cao so với màn chắn trâu; do đó, nó là sự lựa chọn ưa thích cho môi trường như trạm phụ,nơi chuyển đổi chuyển tiếp (như sóng sét hoặc hoạt động ngắt mạch) tạo ra các trường điện từ tần số cao mạnh.
Tích hợp hệ thống: Khớp các loại chắn với các yêu cầu của dự án
Để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống, các nhà đặc tả phải chọn loại màn chắn phù hợp dựa trên các đặc điểm rủi ro EMI (Phản ứng điện từ) cụ thể của vị trí lắp đặt:
| Môi trường lắp đặt | Cáp khuyến cáo | Cơ sở kỹ thuật |
|---|---|---|
| Phòng điều khiển trong nhà (EMI thấp) | KVV | Kinh tế và thực tế. Thích hợp cho bảo vệ rơle và truyền tín hiệu thiết bị trong các khu vực không có nhiễu chuyển động điện áp cao. |
| Phòng kiểm soát PLC / Khu vực sản xuất công nghiệp | KVVP | Bức chắn trói linh hoạt tạo điều kiện cho việc định tuyến giữa các máy móc phức tạp; khi được đặt đúng chỗ, nó có hiệu quả ngăn chặn tiếng ồn do động cơ truyền động (ví dụ: VFD). |
| Trạm phụ điện áp cao / thiết bị chuyển mạch | KVVP2 | Nhu cầu bảo vệ băng đồng 100% để ngăn chặn sự can thiệp nối dung lượng từ các thanh bus cao áp và chịu được quá áp tạm thời. |
| Ngoài trời / Môi trường hóa học khắc nghiệt | KVVP2 (hoặc loại bọc thép) | Lớp băng đồng cung cấp bảo vệ vật lý chống lại sự xâm nhập của độ ẩm trong khi đóng vai trò là một rào cản chống lại sự can thiệp bên ngoài. |
Thách thức đặt nền đất: Một điểm so với nhiều điểm đặt nền
Việc nối đất không đúng là nguồn phổ biến nhất của các vấn đề kỹ thuật với cáp điều khiển được bảo vệ.nó khuếch đại nó.
Nguyên tắc cơ bản:
Các tín hiệu tần số thấp (< 1 MHz):
- Nguyên tắc:một đầuchỉ (thường là phòng điều khiển hoặc cuối PLC).
- Lý do: Để ngăn chặn sự hình thành một vòng lặp đất. Nếu được đặt đất ở cả hai đầu, một sự khác biệt tiềm năng về điện áp đất ư có thể tồn tại giữa hai tòa nhà ư có thể đưa dòng chảy qua tấm chắn,do đó gây ra tiếng ồn trong cặp dây tín hiệu.
Các tín hiệu tần số cao / nhiễu tạm thời của trạm phụ (> 1 MHz):
- Nguyên tắc:cả hai đầu.
- Lý do: Ở tần số cao, lá chắn hoạt động chủ yếu thông qua "hiệu ứng da".lá chắn phải được đặt đất ở cả hai đầu, cho phép tiếng ồn tần số cao phân tán an toàn vào đất.
Hướng dẫn cho nhà thầu: Đối với các trạm phụ sử dụng cáp KVVP2, việc tuân thủ nghiêm ngặt kế hoạch tương thích điện từ (EMC) của dự án cụ thể là bắt buộc.khi điều kiện không chắc chắn, một phương pháp nối đất công suất một đầu (tức là nối đất tấm chắn thông qua một tụ điện áp cao) có thể được sử dụng để chặn các vòng nối đất DC trong khi đồng thời chuyển hướng tiếng ồn AC xuống đất.
Hướng dẫn lắp đặt tại chỗ và những cạm bẫy phổ biến
Để đảm bảo hiệu suất bảo vệ dự kiến trong các ứng dụng thực tế, các kỹ sư thực địa phải tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật cài đặt sau:
- Cái cạm bẫy "Pigtail":Đừng xoay tấm chắn thành một dây dẫn "đùi" để kết nối nó với một ốc vít nối đất.
Giải pháp: Sử dụng các tuyến cáp kim loại 360 độ hoặc kẹp để kết nối toàn bộ vòng tròn của tấm chắn trực tiếp với vỏ đất. - Yêu cầu khoảng cách:Giữ khoảng cách tối thiểu 300 mm giữa các dây cáp điều khiển và dây cáp điện. Nếu chúng phải vượt qua, chúng nên làm như vậy ở góc 90 độ.Không bao giờ định tuyến dây cáp điều khiển song song với dây cáp động cơ VFD.
- Khóa tín hiệu:Không định tuyến tín hiệu tương tự (420 mA,RTD) và tín hiệu điều khiển kỹ thuật số (24 V tín hiệu chuyển tiếp DC) trong cùng một gói cáp trừ khi sử dụng cáp với các cặp được bảo vệ riêng biệt (chẳng hạn như cáp loại KVVP2).
- Sự xâm nhập ẩm và ăn mòn khiên:Nếu độ ẩm thâm nhập lớp vỏ PVC bên ngoài, tấm băng đồng (KVVP2) có thể ăn mòn nhanh chóng.
- Các chất dẫn không sử dụng:Không để các dây dẫn không sử dụng trong dây điều khiển nổi; đất một đầu của mỗi dây dẫn không sử dụng để ngăn chặn sự tích tụ điện tích.
Câu hỏi thường gặp về kỹ thuật
Hỏi: Cáp KVVP có thể được sử dụng thay thế cho KVVP2 trong tủ thiết bị chuyển mạch điện áp cao không?
A: Không. Máy chuyển mạch điện áp cao tạo ra các trường điện từ thoáng qua mạnh mẽ.có thể dẫn đến nhiễu điện áp gây ra ảnh hưởng đến các bộ chuyển tiếp bảo vệ. Cáp KVVP2 (có băng chắn) đại diện cho cấu hình tiêu chuẩn công nghiệp tối thiểu cho các môi trường như vậy.
Q: Một tấm chắn tổng thể có cung cấp bảo vệ chống lại sự can thiệp từ trường không?
A: Standard copper shielding (whether braided or tape-style) offers excellent protection against electric fields (capacitive coupling) but has limited effectiveness against low-frequency magnetic fields (inductive coupling)Để chịu được các trường từ cao tần số thấp, cần có dây chuyền đôi xoắn (mà sử dụng nguyên tắc hủy bỏ dòng điện) hoặc cấu trúc bọc thép dây.
