1. 控制電纜為什么常用“對絞結(jié)構(gòu)”?
在控制電纜中,對絞結(jié)構(gòu)幾乎是一種“默認(rèn)設(shè)計(jì)”。它并不是為了生產(chǎn)方便, 也不是為了外觀整齊,而是針對控制信號在復(fù)雜電磁環(huán)境中極易受到干擾這一問題, 所采用的結(jié)構(gòu)性解決方案。
要理解對絞結(jié)構(gòu)的必要性,需要先弄清楚控制信號最容易受到哪一類干擾。
一、控制信號最怕的不是“強(qiáng)電”,而是“不對稱干擾”
控制電纜通常傳輸?shù)氖堑碗妷?、小電流信號,本身抗干擾能力有限。 在工程現(xiàn)場,它們往往與動力電纜、變頻器、電機(jī)等強(qiáng)干擾源并行敷設(shè)。
如果一對信號導(dǎo)體在空間位置上長期保持不對稱,就會出現(xiàn):
兩根導(dǎo)體受到的電磁干擾強(qiáng)度不同
感應(yīng)電壓幅值不一致
差模干擾直接疊加到有效信號上
這類干擾并非來源于“外部有多強(qiáng)”,而是來源于內(nèi)部不對稱, 單純依靠屏蔽結(jié)構(gòu)往往無法徹底解決。
二、對絞結(jié)構(gòu)的核心作用:讓干擾在回路中相互抵消
對絞結(jié)構(gòu),是指兩根信號導(dǎo)體以固定節(jié)距相互絞合, 在電纜長度方向上不斷交換彼此的空間位置。
這種結(jié)構(gòu)帶來的直接結(jié)果是:
兩根導(dǎo)體在統(tǒng)計(jì)意義上處于相同電磁環(huán)境
外界干擾在兩根線上的感應(yīng)量趨于一致
差分信號中,干擾電壓被自然抵消
對絞并不是“消除干擾源”, 而是讓干擾失去對信號產(chǎn)生破壞性影響的條件。
三、為什么只靠屏蔽結(jié)構(gòu)仍然不夠?
屏蔽層主要抑制的是外部電磁場的耦合, 但在以下場景中,其作用存在明顯局限:
低頻磁場對屏蔽層的穿透能力較強(qiáng)
屏蔽層內(nèi)導(dǎo)體位置不對稱
內(nèi)部感應(yīng)干擾無法被屏蔽“過濾”
因此,在工程設(shè)計(jì)中,更合理的做法是:
對絞結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)均衡干擾,屏蔽結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)削弱干擾源。
四、對絞結(jié)構(gòu)帶來的附加工程價值
除了抗干擾能力,對絞結(jié)構(gòu)在工程運(yùn)行中還具備多方面優(yōu)勢:
回路面積減小,磁耦合能力下降
信號參數(shù)一致性更好
振動環(huán)境下受力更均勻
降低導(dǎo)體位移帶來的電氣波動
五、一句話工程結(jié)論
對絞結(jié)構(gòu)不是為了“防干擾”,
而是為了讓不可避免的干擾在信號回路中失去破壞力。
