Napięcie znamionowe kabli sterujących nie może być niższe niż napięcie robocze danego obwodu i musi spełniać wymagania dotyczące przepięć przejściowych i-częstotliwości sieciowej, na które może być narażony. Aby zapewnić zminimalizowanie zakresu wpływu w przypadku uszkodzenia izolacji, uszkodzenia mechanicznego lub pożaru, norma krajowa GB50217-91, *Kodeks projektowania kabli w projektach elektroenergetycznych*, stanowi, że dwa zestawy systemów wymagających zwiększonej niezawodności-takie jak systemy zapewniające redundantne zabezpieczenia (obwody prądowe i napięciowe), zasilacze prądu stałego i obwody kontroli wyłączania – muszą wykorzystywać oddzielne, niezależne kable sterujące.
Po uruchomieniu kabli sterujących pojawiają się problemy związane z zakłóceniami elektrycznymi zarówno pomiędzy różnymi żyłami w tym samym kablu, jak i pomiędzy kablami ułożonymi blisko siebie. Do głównych przyczyn takich zakłóceń elektrycznych należą:
(1) Zakłócenia elektrostatyczne wynikające z przyłożonych napięć działających w wyniku sprzężenia pojemnościowego pomiędzy żyłami kabla;
(2) Zakłócenia indukcji elektromagnetycznej generowane przez przepływ prądu. Ogólnie rzecz biorąc, zakłócenia elektryczne są poważniejsze, gdy w pobliżu znajdują się źródła zakłóceń wysokiego-napięcia lub{3}}prądu; ponadto, ze względu na minimalne odstępy między żyłami w obrębie jednego kabla, stopień zakłóceń pomiędzy tymi żyłami jest znacznie większy niż występujący pomiędzy blisko ułożonymi równoległymi kablami. Na przykład w obwodzie sterującym wyłącznika-z separacją faz w pewnej podstacji ultra-wysokiego-napięcia-, gdzie wszystkie trzy fazy miały wspólny kabel,-wystąpiło zdarzenie, w którym impuls sterujący przeznaczony dla określonej fazy nieumyślnie uruchomił tyrystory pozostałych faz, co spowodowało błędne jednoczesne wyłączenie wszystkich trzech faz. Po późniejszej zmianie na osobne, niezależne kable dla każdej fazy, nie wystąpiły już żadne przypadki błędnego działania. Podobnie w komputerowym systemie monitorowania pewnej elektrowni, poprowadzenie linii sygnału analogowego niskiego-poziomu i linii zasilania nadajników przez ten sam czterożyłowy{{13}kabel spowodowało wygenerowanie na liniach sygnałowych napięcia zakłócającego 70 V; w przypadku obwodów sygnałowych o niskim-poziomie działających w zakresie miliwoltów takie zakłócenia w oczywisty sposób zakłócają normalne działanie.
Środki mające na celu zapobieganie lub łagodzenie zakłóceń elektrycznych dzielą się głównie na trzy następujące kategorie:
1. Uziemić jedną zapasową żyłę przewodu sterującego.
Praktyczne doświadczenie pokazało, że uziemienie jednego zapasowego rdzenia w kablu sterowniczym może zmniejszyć amplitudę napięcia zakłócającego do od 25% do 50% jego pierwotnego poziomu. Środek ten jest prosty do wdrożenia i dodaje jedynie znikomą kwotę do całkowitego kosztu kabla.
2. Obwody, w których zakłócenia elektryczne mogą prowadzić do poważnych konsekwencji, nie powinny mieć tego samego kabla sterującego.
Obejmuje to: (1) pętle sterowania sygnałem-niskiego napięcia i pętle sterowania sygnałem-wysokiego napięcia; (2) pętle sygnałowe-niskiego poziomu i pętle-wysokiego poziomu; oraz (3) indywidualne pętle sterowania-niskiego napięcia dla pracy-z separacją faz wyłączników prądu przemiennego-, z których żadna nie powinna wykorzystywać tego samego kabla sterującego. Jeśli jednak przewody wychodzący i powrotny pojedynczej pary w pętli niskiego-napięcia zostaną poprowadzone przez różne kable sterujące, ich fizyczny układ podczas instalacji może przypadkowo utworzyć zamkniętą pętlę. Pod wpływem strumienia elektromagnetycznego z pobliskich źródeł zasilania w tej pętli może powstać indukowana siła elektromotoryczna (EMF). Wielkość tego indukowanego pola elektromagnetycznego może znacząco zakłócać-parametry niskiego poziomu obwodu niskiego-napięcia; dlatego ogólnie zaleca się poprowadzenie przewodów wychodzących i powrotnych takich pętli razem w ramach jednego kabla sterującego.
3. Metalowe ekranowanie i uziemienie ekranu
Metalowe ekranowanie jest kluczowym środkiem tłumienia i zapobiegania zakłóceniom elektrycznym. Metody ekranowania obejmują ekranowanie ogólne (obejmujące wszystkie rdzenie), ekranowanie indywidualne (obejmujące określone rdzenie) i ogólne ekranowanie dwuwarstwowe. Wybór odpowiedniego rodzaju metalowego ekranu kabla sterowniczego powinien opierać się na przewidywanym natężeniu potencjalnych zakłóceń elektrycznych, uwzględniając jednocześnie kompleksowe strategie tłumienia zakłóceń, aby spełnić wymagania w zakresie redukcji zarówno zakłóceń, jak i przepięć. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące tłumienia zakłóceń, tym wyższy koszt inwestycji; na przykład w przypadku stosowania pancerza z taśmy stalowej lub ogólnego oplotu z drutu stalowego do ekranowania koszt kabla zwykle wzrasta o około 10–20%.
Jeśli chodzi o zakłócenia w obrębie pętli sterowania mocą-wysokiego napięcia-biorąc pod uwagę naturalną siłę ich sygnałów,-kable sterujące bez metalowej osłony są ogólnie dopuszczalne, z wyjątkiem określonych scenariuszy, takich jak instalacja w rozdzielnicy rozdzielczej ultra-wysokiego-napięcia lub gdy są prowadzone w bliskiej, równoległej odległości do kabli elektroenergetycznych-wysokiego napięcia na dużych odległościach. W przypadku kabli sterowniczych stosowanych w pętlach sterowania sygnałami niskiego-napięcia, jeśli środowisko instalacji jest narażone na zakłócenia i brak skutecznych zewnętrznych środków-przeciwzakłóceniowych, zaleca się wybranie kabli sterowniczych wyposażonych w metalowy ekran. Ten środek ostrożności ma na celu zapobieganie zakłóceniom elektrycznym powodującym nieprawidłowe działanie w obwodach sygnału{10}niskiego poziomu lub prowadzącym do uszkodzenia izolacji. Alternatywnie, jeśli kable sterujące pętli niskiego-napięcia można fizycznie oddzielić od kabli elektroenergetycznych na wystarczającą odległość lub jeśli są one poprowadzone w stalowych kanałach, zewnętrzne zakłócenia elektryczne można skutecznie ograniczyć do dopuszczalnych granic. Zasady doboru rodzaju ekranowania przewodów sterujących w pętlach sygnałowych komputerowego systemu monitoringu są następujące:
(1) W przypadku sygnałów dyskretnych (cyfrowych) można zastosować całkowite ekranowanie.
(2) W przypadku-sygnałów analogowych wysokiego poziomu zalecane jest ogólne ekranowanie obejmujące skrętki; w razie potrzeby można również zastosować indywidualne ekranowanie dla każdej skrętki.
(3) W przypadku sygnałów analogowych lub sygnałów impulsowych o niskim-poziomie zalecane jest indywidualne ekranowanie każdej skrętki; w razie potrzeby można również zastosować kompozytowy ekran ogólny-zawierający indywidualne ekranowanie dla skręconych par-.
Jeśli chodzi o metody uziemiania warstw ekranujących, należy przestrzegać następujących punktów:
(1) Warstwy ekranujące kabli sterujących w analogowych pętlach sygnałowych komputerowego systemu monitorowania i sterowania powinny najlepiej wykorzystywać scentralizowane, jedno-punktowe uziemienie. Powodem tego jest konieczność zapewnienia prawidłowej pracy systemu, gdyż napięcie zakłócające nawet o wartości około 1 V mogłoby prowadzić do błędów w podejmowaniu-logicznych decyzji; scentralizowane uziemienie jedno-skutecznie zapobiega występowaniu pętli uziemienia.
(2) Z wyjątkiem warstw ekranowanych kabli systemów monitorowania i sterowania komputerowego,-które są ściśle ograniczone do scentralizowanego uziemienia-punktowego-, warstwy ekranujące innych kabli sterowniczych powinny zasadniczo przyjmować uziemienie dwu-punktowe, gdy zakłócenia indukcji elektromagnetycznej są znaczące, natomiast uziemienie jedno-punktowe powinno być stosowane w przypadku znaczących zakłóceń indukcji elektrostatycznej.
(3) W przypadku kabli z podwójnym ekranowaniem lub kompozytowym ekranowaniem ogólnym najlepiej jest, aby wewnętrzna warstwa ekranująca wykorzystywała uziemienie jedno-punktowe, podczas gdy zewnętrzna warstwa ekranująca mogła wykorzystywać uziemienie-punktowe.
(4) Wybierając uziemienie dwu-punktowe, należy także zwrócić uwagę na to, aby warstwa ekranująca nie uległa uszkodzeniu ani spaleniu pod wpływem prądów przejściowych.
