控制电缆感应电消除技术探讨

引言

在集中供电系统中，配电柜距离现场控制箱较远，单相交流控制回路，控制电缆较长是很常见的。当继电器线圈一端接零线，而另一端接有长电缆线芯时，长电缆线芯的感应电压经继电器线圈到零线形成通路，感应电压较高时，可能影响继电器的返回,这种现象在采用小功耗微型继电器的控制回路中时更为常见，本文将对控制回路感应电压及消除感应电压影响的措施进行探讨分析。

1 感应电压引发的故障问题

我公司新建工程项目，在设备送电调试运行中，发现几个车间部分泵类、压缩机、风机等设备，在启停操作过程中，个别设备有时会出现不能停止现象。这种现象不是每次都出现，试验中发现，在设备频繁启、停操作 3 次以上，通常都会出现其中某一次操作时，设备不能停止，经排查电气原理图正确，线路接线也正常，通过测量多台设备，发现控制启动的微型继电器KA1，在不启动的情况下，线圈电压竟然高达90-169V，明显高于正常容许范围。项目调试阶段零星出现过 4 台设备偶尔不能停运。在项目投运后，随着运行设备增多，周围磁场增强，感应电影响越发严重，出现不能停运的泵类设备数量增加到了10 台，还有2 台160KW 的压缩机设备也出现了按停止按钮不能停运的现象。且故障出现的频率更高，压缩机设备每次按停止按钮操作，都不能停运，存在较大安全隐患。

经排查分析，发现这些设备现场控制箱距离配电室开关柜都比较远，铺设的控制电缆型号为ZR-KVVP-450/750V-14*1.5，长度在 210-39 动力电缆等强电磁场干扰的影响，启动控制回路中采用的都是小功耗的微型继电器。 器断开，是一个普遍性的问题，它不但给设备可靠运行带来了隐患，还给正常维护带来了许多麻烦，因此消除感应电对控制回路的影响很有必要。

2 感应电产生的直接原因

由于两条平行电缆之间相互靠近，就会出现电容。如果线路的长度较短，那么电容值也相对较小。一般来说，两条较短的平行电缆相互靠近 交流控制回路中，电缆的长度很长，那么其产生的电容值就相对较 中通电芯线会给其它芯线带来感应电。通常如果控制电缆不是 这种感应电的存在。但是当控制电缆达到一定的长度，再加上 会表现出来，往往造成现场启、停控制误动，给生产和运行人员带来 完全消除的，只能采取措施去降低它。

微型继电器由于其具有较小的自身功率消耗、较高的线圈阻抗，体积小、占用空间少等优点，在低压交流控制回路中得到了广泛的应用，但这种微型继电器在低压交流控制中很容易受到电缆线芯分布电容产生的感应电压影响。在控制远方配电柜内的交流接触器或者交流继电器吸合断开时，需要通过微型继电器接点或者控制开关实现，采用现场控制箱上按钮、转换开关等元件控制电气设备的启、停运行。然而柜内微型继电器和控制开关之间的距离越远，就需要越长的控制电缆进行连接。当控制电缆达到一定的长度时，电缆线芯之间就会产生一定量的电容，从而产生较高的感应电压，继而造成微型继电器自行吸合，或者不能复归，从而造成设备不能停运，影响设备安全使用。

3 感应电压偏高的其它影响因素

现场施工人员质量意识不强，安装规范意识差，安装工艺不达标。为赶施工进度，在现场管廊部分桥架和工艺管道交叉导致安装标高冲突，部分桥架无法按原设计图纸施工的情况下，施工单位私自将管廊上其中一段分不开的动力电缆桥架和控制电缆桥架两层合并为一层，在敷设电缆过程中，施工人员为图方便省事儿，将大量动力电缆和控制电缆从管廊上同一层电缆桥架直接混放敷设，全程混放长度接近 200 米。

强电线芯和弱电线芯虽然在各自电缆中走线，但在配电柜内有时强弱电线芯走线不分，同在一侧走线，故障时强电流会影响其它控制回路。屏蔽电缆施工为图美观，提早截掉屏蔽(一进柜内就没有了屏蔽层)，屏蔽效果没充分利用。电缆末端无屏蔽的线芯应尽可能短，这一要求也常常被低估了，因为在 1cm 未屏蔽的信号芯线上所产生的干扰，要相当于完好的几米有屏蔽的电缆线。

总之，在现场电缆敷设过程，没有严格进行动力电缆和控制电缆分桥架分层敷设，接线安装不规范，屏蔽接地不规范等因素也是导致感应电压偏高的重要原因。

4 感应电压消除措施

如果是远距离集中供电，感应电问题就不可避免。若想减弱长距离控制电缆感应电对设备使用的影响，避免较高感应电压影响电气设备稳定运行，如果是新建工厂或新建项目，一定要加强施工安装的规范性，动力电缆和控制电缆要按照规范分层敷设，当然这需要设计桥架时就严格按照规范来设计分层，不同电压等级的电缆避免共用桥架，不同层电缆桥架上下垂直间距也要符合规范要求，以减弱强电磁场干扰的影响。另外，桥架和电缆都需要规范接地。

通过现场观察测量发现，控制电缆长度在 260 米以下，只要严格按照规范进行施工安装，控制电缆不同线芯之间的最高感应电压一般都能控制在60V 以下，个别线芯之间感应电会稍高些，一般也不超过90V，这种感应电压对电机设备正常启、停通常都影响不大，不会影响正常运行使用。

对于已经建成投运的设备，如果存在较强的感应电压，导致设备不能正常停止，根据我们现场处理该问题的经验，可以采用下面3 种方法来消除感应电压的影响。

4.1 调整备用线芯接线，多余的备用线芯接地

对于备用线芯较多，多于 4 芯或以上时，通过测量，可以将微型继电器线圈吸合回路中用到的信号线，例如配电柜引到转换开关、按钮上的信号线，通过万用表实测来挑选，用感应电压最低的线芯来替换引起故障的感应电压偏高的线芯。信号线调整到感应电压相对较低的线芯后，其它多余备用线芯都接地。在微型继电器不吸合时，测量其线圈两端电压应控制在 70V 以下，降低设备停止状态下线圈两端的感应电压，能有效避免设备因感应电压偏高导致继电器线圈断不开，触点无法释放，造成电气设备不能停运现象的发生。

经现场测量，离带电线芯最近和最远的线芯感应电压能相差 50V 左右。如果选择整体屏蔽的控制电缆，即使屏蔽接地，其线芯间仍有较高的感应电压，也无法减弱线芯间的感应电影响，只有根据控制功能，合理的选择线芯，才能最大程度上减少感应电对控制电路的影响。

4.2 在控制回路中加装阻容吸收器

控制回路中对负责启动功能的中间继电器，在其线圈两端并联阻容吸收装置，AC220V 低压控制回路中，通常选用参数 0.1μF+120Ω，功率 2w，耐压 AC600V 的阻容吸收器，或者 0.47μF+150Ω，功率 2w，耐压 1000VAC的阻容吸收器，都能可靠消除感应电的影响。市场上这种电阻电容一体式的阻容吸收器种类很多，可供电气设备维修人员选择。通常单个价格在10 元以下，成本较低，尺寸小，安装方便。

4.3 采用双层屏蔽计算机控制电缆

将配电柜引至现场控制箱之间的控制电缆，采用型号为 ZR-DJYPVP-450/750V-7*2*1.5 的计算机屏蔽电缆，控制电缆的分屏蔽和总屏蔽铜编织网都应可靠接地，分屏蔽单端接地，总屏蔽双端接地。引至现场控制箱上转换开关和启、停止按钮等元件上的信号线，在接线时不要将同一独立屏蔽内的线芯做为控制合、分闸的公共线和指令线，尽量采用不同组的双绞线，将指令信号分开接线，以减轻线芯间的干扰。这种计算机屏蔽控制电缆通常用于交流额定电压500V 及以下或直流1000V 以下，对抗干扰性能要求较高的计算机网络通讯和低电平信号传输领域。由于线芯相互绞合，每一对导线都有屏蔽，使两股线中产生的电磁干扰电势大小基本相等，相互抵消，能有效提高抗干扰能力。该控制电缆具有传输信号能力强，抗干扰能力强的特点，广泛用于发电、石油、化工、冶金等计算机系统及自动化检测仪表信号的传输与控制。

采用计算机屏蔽电缆更适用于新建项目或正在改造的设备，如果是老厂或者已经安装完毕的设备，在生产运行中更换控制电缆难度较大，另外计算机屏蔽电缆价格相对较高，对许多成本管控严格、要求经济的单位不适用。该方法效果虽然很好，但具有局限性。

根据现场感应电压情况，对前面所述的12 台受感应电影响的设备，我们的处理措施是，4 台泵类设备采用调换备用线芯的方法，6 台泵类设备采用加装阻容吸收器的方法，经现场整改处理后，可靠投运已有半年多，没有再出现过设备不能停运的现象。2 台压缩机采取把单层屏蔽的控制电缆，更换为双层屏蔽的计算机电缆，也顺利解决了设备不能停止的隐患。上述 3 种措施在我公司实际应用中都得到了实践检验，都能够有效消除感应电对设备的影响。具体选取时应根据现场感应电压强弱及现场情况，选择适合的方法处理。

5 结束语

本文结合现场实例，对交流控制回路中感应电压 生的原因进行了全面分析，并分析了交流控制回路中产生感应电压的危害，以此为基础提 对其 方案都进行了应用试验，实践效果良好。交流控制回路中产生感应电压 题，因此，在电力系统运行过程中是绝对要引起重视的，并且要根 决问题。综合各项实际因素，根据现场不同情况，我们不仅要保障解决措施 ，而且操作方式要简单便利，选择价格低廉、操作和维护方便的措施，来消除交流控制 路中的感应电压偏高对设备运行的影响。

参考文献

[1]邹晓虎.交流控制回路中感应电压的产生及消除方法[J]湖南电力.2010,30（1）:94-96.

2]陈丹光.交流控制回路中不容忽视的电缆电容[J]中国海上油气(工程)，2001，13(4):24-26，

[3]安江波,袁志强，翟晓铭.消除交流控制线路中感应电压影响的方法[J]机电工程技术，2009，38(2):103-104.