Cáp đo lường có lớp chắn là gì và tại sao lớp chắn lại quan trọng?

Vấn đề

Không có lớp chắn

Có lớp chắn

Động cơ và biến tần gần đó

Nhiễu điện từ (EMI) gây nhiễu lên dây dẫn tín hiệu → dẫn đến kết quả đo không ổn định.

Lớp chắn ngăn nhiễu điện từ → tín hiệu sạch, ổn định

Máy phát sóng vô tuyến (máy bộ đàm, trạm thu phát sóng di động)

Nhiễu RFI truyền vào cáp → tín hiệu giả

Tấm chắn phản xạ/hấp thụ nhiễu tần số vô tuyến (RFI) → dữ liệu đáng tin cậy

Các đường dây cáp chạy song song với đường dây điện

Điện áp cảm ứng gây ra sai số đo.

Tấm chắn chuyển hướng nhiễu cảm ứng xuống đất.

Thiết bị hàn ở gần đó

Sự nhiễu sóng nghiêm trọng làm hỏng quá trình liên lạc kỹ thuật số.

Tấm chắn bảo vệ các tín hiệu điều khiển quan trọng.

tiếng ồn điện từ toàn nhà máy

Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu giảm → độ chính xác giảm

Lớp chắn duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu.

Loại khiên

Cách thức hoạt động

Đáp ứng tần số

Hiệu quả

Lá chắn kim loại

Băng keo nhôm/polyester liên tục phản xạ nhiễu điện từ tần số cao. Độ phủ 100% đảm bảo không có khe hở.

Xuất sắc trongtần số cao(>1 MHz)

Bảo vệ chống nhiễu RFI — nhiễu sóng vô tuyến, viễn thông, nhiễu chuyển mạch VFD

Tấm chắn bện

Lưới đồng dệt hấp thụ nhiễu điện từ tần số thấp và cung cấp độ bền cơ học. Độ phủ 70-95%.

Xuất sắc trongtần số thấp đến trung bình(

Tiếng ồn động cơ, nhiễu đường dây điện

Vật liệu tổng hợp (lá kim loại + bện)

Lá chắn kim loại chặn tần số cao; bện ​​dây hấp thụ tần số thấp. Tấm chắn kết hợp bao phủ toàn bộ phổ tần.

Phổ rộng(Từ DC sang GHz)

Môi trường công nghiệp khắc nghiệt — bảo vệ tối đa

Dây thoát nước

Dây đồng không cách điện tiếp xúc với lớp chắn bằng lá nhôm. Giúp đơn giản hóa việc đấu nối.

Không áp dụng

Cung cấp kết nối nối đất dễ dàng cho các tấm chắn bằng lá kim loại.

SE (dB)

Suy giảm tín hiệu

Mức độ bảo vệ

40 dB

Giảm 100 lần

Cơ bản — môi trường văn phòng

60 dB

Giảm 1.000 lần

Công nghiệp vừa phải - nhẹ

80 dB

Giảm 10.000 lần

Tốt — công nghiệp nói chung

>90 dB

Giảm 1.000.000.000 lần

Tuyệt vời — thích hợp cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt (biến tần, động cơ, máy hàn)

Tham số

Lá chắn nhôm (ASTP)

Lớp chắn bện (BSTP)

Tấm chắn hỗn hợp (SF/UTP)

Sự thi công

Băng nhôm/polyester được quấn theo chiều dọc hoặc hình xoắn ốc.

Lưới dây đồng mạ thiếc đan (độ phủ 70-95%)

Lá nhôm + bện riêng (kết hợp)

Phạm vi phủ sóng

100%(không có khoảng trống)

70-95% (khoảng cách giữa các sợi bện)

100% lá nhôm + 70-95% dây bện

Dải tần số tốt nhất

Tần số cao(>1 MHz) — Nhiễu tần số vô tuyến, chuyển mạch VFD

Tần số thấp đến trung bình(

Toàn phổ— tất cả các tần số

Hiệu quả che chắn

60-90 dB (tần số cao)

40-80 dB (tần số thấp)

>90 dB(phổ rộng)

Tính linh hoạt

Tốt (có thể hơi cứng tùy thuộc vào loại băng dính)

Tuyệt vời (dây bện rất mềm dẻo)

Tốt đến Xuất sắc

Độ bền cơ học

Thấp (băng dính có thể bị rách)

Cao(kiểu tết bím giúp tăng độ chắc chắn)

Cao

Độ phức tạp kết thúc

Cần có dây nối đất để dễ dàng tiếp địa.

Có thể được thu thập và tiếp đất trực tiếp

Cả hai phương pháp đều khả thi

Chi phí tương đối

1,0× (mức cơ bản)

1,2-1,5×

1,5-2,0×

Ứng dụng điển hình

Các công trình lắp đặt cố định, khu vực dễ bị nhiễu sóng vô tuyến (RFI).

Nhiễu điện từ (EMI) công nghiệp chung, dạng động/uốn cong

Môi trường công nghiệp khắc nghiệt, nhiều biến tần, nhiễu điện từ cao.

Nếu môi trường của bạn có...

Tấm chắn được đề xuất

Máy phát sóng vô tuyến, viễn thông, màn hình biến tần (nhiễu tần số cao)

Tấm chắn lá kim loại(hoặc hỗn hợp)

Động cơ, đường dây điện, máy biến áp (tiếng ồn tần số thấp)

Tấm chắn bện(hoặc hỗn hợp)

Cả tiếng ồn tần số cao và tần số thấp (hầu hết các nhà máy công nghiệp)

Tấm chắn composite (lá nhôm + lưới bện)

Uốn cong thường xuyên, đường ray cáp, robot

Tấm chắn bện(Bền hơn khi chịu uốn cong)

Lắp đặt cố định, bảo vệ tối đa khỏi nhiễu tần số vô tuyến (RFI).

Tấm chắn lá kim loại(Phạm vi phủ sóng 100%)

Các tín hiệu quan trọng, nhiễu điện từ mạnh (nhà máy lọc dầu, nhà máy điện)

Tấm chắn composite(bảo vệ tối đa)

Loại tín hiệu

Mức độ điển hình

Lỗ hổng

Tại sao việc che chắn lại quan trọng

Vòng lặp 4-20mA

4-20 mA (dòng điện thấp)

Vừa phải

Nhiễu gây ra những biến thiên dòng điện nhỏ → nhiễu 0,1mA = sai số đo 0,5%.

Cặp nhiệt điện

0-50 mV (điện áp rất thấp)

Rất cao

Các tín hiệu ở mức microvolt dễ bị nhiễu điện từ (EMI) làm lu mờ.

RTD (điện trở)

100-1000 Ω (mức thấp)

Cao

Thay đổi điện trở 0,1Ω = sai số 0,25°C; nhiễu điện từ gây ra điện trở sai.

RS485 / Modbus

Kỹ thuật số (vi sai 5V)

Vừa phải

Nhiễu gây ra lỗi bit, lỗi CRC, và lỗi thời gian chờ truyền thông.

Tần số / Xung

0-10 kHz

Cao

EMI tạo ra các xung giả hoặc bỏ sót các xung thật.

Kết nối kỹ thuật số tốc độ cao (Ethernet)

Điện áp đỉnh-đỉnh 1-10 V

Trung bình-Cao

Nhiễu làm giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu → lỗi bit, truyền lại dữ liệu.

Mức độ tiếng ồn

Tác động lên tín hiệu 4-20mA

Tác động của quy trình

tiếng ồn 0,01 mA

Sai số 0,125%

Phù hợp với hầu hết các quy trình

tiếng ồn 0,1 mA

Sai số 1,25%

Giá trị biên — có thể gây ra vấn đề kiểm soát

Tiếng ồn 0,5 mA

Sai số 6,25%

Đáng kể — quá trình có khả năng bị gián đoạn.

Tiếng ồn 1,0 mA

Lỗi 12,5%

Nghiêm trọng — vòng điều khiển không ổn định

Nguồn tiếng ồn

Sai số điện trở cảm ứng

Lỗi nhiệt độ

Động cơ gần đó (điện trường 1 V/m)

0,05-0,2 Ohm

0,13-0,5°C (thường là mức chấp nhận được)

Biến tần VFD (điện áp trường 10 V/m)

0,3-0,8 Ohm

0,8-2,0°C(có vấn đề)

Thiết bị hàn (điện áp/mét 50+ V)

2-5+ Ohms

5-12°C(lỗi nghiêm trọng)

Luật lệ

Yêu cầu

Tại sao

Tiếp đất một điểm

Tấm chắn mặt đất tạiCHỈ MỘT ĐẦU(Thông thường là phòng điều khiển/khu vực an toàn)

Ngăn ngừa hiện tượng vòng nối đất — dòng điện chạy qua lớp chắn gây nhiễu cho các dây dẫn.

Vị trí mặt đất

Mặt đất tạiđầu nguồn/cảm biếnđối với nhiễu điện từ tần số thấp

Đường dẫn ngắn cho nhiễu cảm ứng

Vị trí mặt đất

Mặt đất tạiđầu thu/điều khiểnđối với nhiễu điện từ tần số cao

Nhiễu tần số vô tuyến (RFI) được phản xạ ở các đầu cáp.

Thỏa hiệp (phổ biến nhất)

Mặt đất tạibộ điều khiển kết thúc(điểm đơn)

Phù hợp với hầu hết các ứng dụng công nghiệp.

Dây thoát nước

Luôn nối dây thoát nước với dây nối đất (đối với tấm chắn bằng lá kim loại).

Cung cấp đường dẫn kết thúc đáng tin cậy

Nối đất bằng bím tóc

Gom các sợi bện lại và nối đầu bằng đầu nối đất hoặc kẹp.

Đảm bảo đường dẫn nối đất có trở kháng thấp

Sự liên tục của lá chắn

Đảm bảo tính liên tục của lớp chắn thông qua các đầu nối/hộp nối.

Các khe hở trên lớp chắn tạo ra hiệu ứng ăng-ten.

Sai lầm

Kết quả

Thực hành đúng

Nối đất cả hai đầu

Dòng điện vòng nối đất gây ra nhiễu (làm mất tác dụng che chắn).

Đấtchỉ một đầu

Không hề tiếp đất

Tấm chắn hoạt động như một ăng-ten — làm cho tiếng ồn trở nên tồi tệ hơn.

Luôn nối đất cho tấm chắn (một điểm)

Nối đất thông qua một sợi dây dài

Đường dẫn trở kháng cao — không hiệu quả ở tần số cao.

Đường đi ngắn, trực tiếp trên mặt đất

Tấm chắn bị hỏng tại hộp nối

Không có sự liên tục — tiếng ồn lọt vào ở chỗ gián đoạn.

Sử dụng hộp nối kim loại có lớp chắn bảo vệ liên tục

Lớp chắn được nối đất có các dòng điện khác.

Đường đi chung gây ra tiếng ồn

Khuyến nghị sử dụng hệ thống tiếp đất chuyên dụng cho thiết bị.

Yếu tố ứng dụng

Không được che chắn (UTP)

Được che chắn (STP/ASTP/BSTP)

Môi trường EMI

Không có nhiễu điện (văn phòng, phòng thí nghiệm, phòng điều khiển)

Thiết bị nhà máy công nghiệp (động cơ, biến tần, máy hàn, radio)

Loại tín hiệu

Nguồn điện DC kỹ thuật số (không quan trọng),

Analog (4-20mA), cặp nhiệt điện, RTD, kỹ thuật số tốc độ cao

Chiều dài cáp

Ngắn (

Dài (>50m) — cáp dài hơn hoạt động như ăng-ten

Gần các đường dây điện

Khoảng cách >300mm

Khoảng cách giữa các điểm 10m

Mật độ khay cáp

Số lượng cáp thấp

Số lượng cáp cao (nhiễu xuyên âm giữa các cáp)

Độ nhạy cảm về chi phí

Cao (mức chi phí thấp nhất có thể chấp nhận được)

Mức độ trung bình (ưu tiên độ tin cậy)

Yêu cầu về tính linh hoạt

Cao (UTP linh hoạt hơn)

Độ cứng vừa phải (các tấm chắn làm tăng độ cứng)

Câu hỏi

Có →

Không →

Có thiết bị biến tần, động cơ hoặc máy hàn nào trong phạm vi 10 mét không?

Sử dụng tấm chắn

Tiếp tục

Chiều dài cáp có lớn hơn 50m không?

Sử dụng tấm chắn

Tiếp tục

Dây cáp có chạy song song với đường dây điện dài hơn 10m không?

Sử dụng tấm chắn

Tiếp tục

Tín hiệu có phải là tín hiệu tương tự (4-20mA, mV, RTD) không?

Sử dụng tấm chắn

Tiếp tục

Tín hiệu đó có quan trọng không (về an toàn, chất lượng, quy định)?

Sử dụng tấm chắn

Không cần che chắn có thể chấp nhận được.

Môi trường có yên tĩnh về mặt điện (văn phòng, phòng thí nghiệm) không?

Không được che chắn là chấp nhận được

Sử dụng tấm chắn

Tiêu chuẩn

Vùng đất

Phạm vi

Các yêu cầu chính

EN 50288-7

Châu Âu/Quốc tế

Cáp đo lường và điều khiển

Các thông số điện (trở kháng, điện dung, suy hao), hiệu quả che chắn

IEC 60092-502

Quốc tế

Thiết bị đo đạc hàng hải

Khả năng chống cháy, khả năng chắn lửa, độ bền cơ học

IEEE 1580

Quốc tế

Cáp biển và ngoài khơi

Khả năng chống ăn mòn, che chắn

UL 13

Bắc Mỹ

Cáp mạch giới hạn công suất

Khả năng chống cháy (VW-1), cấu trúc

CSA C22.2 Số 214

Canada

Cáp thiết bị đo

Che chắn, thử nghiệm ngọn lửa

TIA/EIA-485

Quốc tế

Giao tiếp RS485

Thông số kỹ thuật: Trở kháng 120Ω, dây xoắn đôi, có lớp chắn chống nhiễu trong môi trường ồn.

Tham số

Yêu cầu

Tại sao điều đó lại quan trọng

Trở kháng đặc trưng

100Ω, 120Ω, hoặc 150Ω ±5Ω

Việc kết thúc trận đấu — ngăn chặn sự phản chiếu

Điện dung (không cân bằng)

≤200 pF/100m

Giảm thiểu hiện tượng méo tín hiệu trên các đoạn đường dài.

Sự suy giảm

≤20 dB/km @ 1 MHz

Xác định chiều dài cáp tối đa

Hiệu quả che chắn

≥70 dB (cao cấp >90 dB)

Định lượng khả năng bảo vệ EMI

Tham số

Yêu cầu của bạn

Tùy chọn Dingzun

Số lượng cặp

_____ cặp

Từ 1 đến hơn 100 đôi

Kích thước dây dẫn

_____ AWG

Từ 18 AWG đến 24 AWG

Vật liệu dẫn điện

Không vỏ / Đóng hộp

Đồng mạ thiếc (tiêu chuẩn — chống ăn mòn)

Cách nhiệt

PE / XLPE / PVC

PE (điện dung thấp) dùng cho các đoạn dây dài; PVC dùng cho các mục đích thông thường.

Loại khiên

Lá kim loại / Bện / Vật liệu tổng hợp

Dựa trên môi trường EMI (xem Bảng 2)

Độ che phủ của bím tóc (nếu là bím tóc)

70% / 85% / 95%

Tiêu chuẩn 85%; 95% đối với EMI cao

Tấm chắn tổng thể (nhiều cặp)

Có / Không

Có, đối với nhiều cặp dây (giảm nhiễu xuyên âm)

Dây thoát nước

Bao gồm / Không cần thiết

Bao gồm tấm chắn bằng giấy bạc (khuyến nghị)

Áo khoác liền thân

PVC / LSZH / PUR

PVC (thông thường), LSZH (an toàn cháy nổ), PUR (dầu/mài mòn)

Điện áp định mức

300V / 600V / Khác

Điện áp tiêu chuẩn 300V; 600V cho các ứng dụng công suất.

Phạm vi nhiệt độ

_____ °C đến _____ °C

-40°C đến +90°C (tiêu chuẩn); -65°C đến +200°C (cao cấp)

Xếp hạng chống cháy

IEC 60332-1 / VW-1 / LSZH

Theo quy định của luật địa phương

Khả năng

Thông số kỹ thuật Dingzun

Các loại che chắn

Lá nhôm (100%), Dây bện (70-95%), Vật liệu tổng hợp (lá nhôm + dây bện)

Hiệu quả che chắn

Màng mỏng: 60-90 dB (tần số cao); Bện: 40-80 dB; Vật liệu tổng hợp:>90 dB(toàn phổ)

Số lượng cặp

Từ 1 đến hơn 100 đôi

Kích thước dây dẫn

Từ 18 AWG đến 24 AWG

Vật liệu dẫn điện

Đồng trần, Đồng mạ thiếc (tiêu chuẩn)

Cách nhiệt

PE (điện dung thấp, ≤50 nF/km), XLPE, PVC

Trở kháng đặc trưng

100Ω, 120Ω ±5Ω (EN 50288-7)

Dây thoát nước

Bao gồm cả tấm chắn bằng lá kim loại.

Áo khoác bảo hộ lao động

PVC, LSZH, PUR (nếu cần)

Màu áo khoác

Đen, Xám, Xanh lam (tiêu chuẩn); Xanh lam nhạt (mạch IS); Bất kỳ màu RAL tùy chỉnh nào

Phạm vi nhiệt độ

-40°C đến +90°C (tiêu chuẩn); -65°C đến +200°C (cao cấp)

Xếp hạng khả năng chống cháy

IEC 60332-1, VW-1, LSZH (IEC 60332-3)

Chứng chỉ

ISO 9001:2015, UL, CE, RoHS, REACH

Kiểm tra

Kiểm tra điện 100%trên mỗi cuộn phim