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屏蔽动力电缆和信号电缆布线原则图解

时间:2017-09-07 08:43 来源:电工之家 作者:编辑部

信号电缆和动力电缆应最大程度地交叉布线,不能长距离紧贴平行布线。信号电缆与强磁场(电机变压器)之间须保持最少20cm的间距。除了保持间距外,也可以加装屏蔽板实现屏蔽。
DC24V电源电缆作为信号电缆处理。注意确保信号电缆和动力电缆有充足的弯曲半径。
1、屏蔽电缆
为达到高频区域内尽可能小的传输阻抗,电缆的屏蔽层应在一端进行大面积连接接地处理,如果有可能,应使用弹簧安装原件保证屏蔽层的大面积环接处理,另外,屏蔽应不能中断,如图1所示。

图1 屏蔽电缆不应中断
如果无法避免电缆中断,应确保图2中所显示的屏蔽端子跨接。

图2 铜制编织带状连接片屏蔽跨接示例
说明:1为保护线;2为屏蔽板
最好使用编织网状屏蔽层,不能使用金属薄膜屏蔽层,因为其电流承载能力比较小,屏蔽层也有可能被损坏。屏蔽连接不允许同时用来减轻导线张力。可单独实现张力减轻,以致屏蔽层不承受张力。
在控制柜内允许采用其他的措施以达到屏蔽类似的效果。如根据贴着装配板布线、穿金属线槽或保持一定的距离。
2、动力电缆
变频器系统中的动力电缆,尤其是电动机电缆,属于干扰信号的最主要来源。因此,所有从驱动器电源滤波器输出端到电动机的电缆均不应中断,且必须绞合且进行屏蔽。根据经验,控制柜中1m之内的短连接线可以在无屏蔽的情况下进行绞合/束状且无屏蔽布线,如滤波器至电抗器之间的连接,电抗器至直流母线端等。注意:对应功率设备,请参看对应功率手册。
3、电动机模块上的电动机电缆屏蔽板
在内装式设备上,电动机模块上应使用与之配备的屏蔽板。如果由于空间原因致使此屏蔽板未能安装,则将电动机模块上的屏蔽层尽可能地靠近屏蔽层所连接的背板。将屏蔽层应连接至柜体内的总接地母线排上,如图3所示。

图3 通过EMC屏蔽层夹到EMC屏蔽母排的连接
4、电动机端子盒中电动机电缆屏蔽板
为确保大面积的屏蔽连接,在端子盒中应使用EMC标准的旋紧螺钉,如PG密封螺钉。
如果由于空间原因未能实现此屏蔽连接,应尽可能将屏蔽层连接至电动机外壳上,如图4所示。

图4 通过EMC屏蔽实现与电动机端子盒的屏蔽连接
5、编码器电缆
编码器和编码器电缆属于较敏感的设备部件。一旦信号被干扰将导致设备故障。因此,应采用双屏蔽的编码器电缆,其中外部屏蔽层应双端接地,内部屏蔽层可单端连接在驱动器上。
①带插接的编码器电缆
屏蔽层通常通过插头相连接,如图5所示。

图5 编码器接头内部的屏蔽层
②DRIVE-CLiQ编程器电缆
DRIVE-CLiQ编程器电缆的屏蔽层是连接在插头上的。
6、DRIVE-CLiQ编程器电缆
由于DRIVE-CLiQ编程器电缆的插头类型(集成了24V电源供电)的不同,普通的商用以太网线缆是不能被用于DRIVE-CLiQ线缆的,且长度最长为l00m。
7、现场总线电缆
现场总线必须有稳定并不出错的特点。因此,使用现场总线连接设备过程中,必须遵守以下要求:
◆与动力电缆之间保留足够的间距;
◆总线组件上应进行屏蔽层的连接;
◆控制柜入口处应进行屏蔽层的连接;
◆等电位连接。
PROFIBUS电缆或PROFINET电缆和动力电缆之间的最小间距为20cm。
通过插头接口可实现PROFIBUS组件或PROFINET组件间的屏蔽连接。如果组件并未安装到金属的装配板上,必须另外布入一条4mm2的等电势线并至连接保护地。
必须在控制柜入口处进行屏蔽连接,以满足1类环境中的吸收限值。在2类环境中,屏蔽连接也是推荐方案。
如果PR0FIBUS或PR0FINET节点位于不同的建筑物或建筑物不同部分,则必须平行于PROFIBUS电缆或PR0FINET电缆连接一根等电位连接线。该等电势连接必须满足IEC 60364-5-54标准中对最小横截面的要求:
PN电缆的屏蔽层处理如图6所示。该连接线必须满足IEC 60364-5-54中对最小横截面积的要求:
◆铜制最小横截面积为6mm2;
◆铝制最小横截面积为16mm2;
◆钢制最小横截面积为50mm2。

图6 PN电缆的屏蔽层处理
对于现场总线电缆的屏蔽层的连接,应满足大面积环接的基本要求,如图6所示。
8、模拟量信号电缆
模拟量信号的电缆屏蔽层必须在一端进行连接。如图7屏蔽层连接示例。另外,应在信号输出端和输入端间进行良好的等电位连接。

图7 屏蔽层连接示例